基于Arduino Uno制作的啤酒浇注机器人 电路方案

倒啤酒是一种艺术,绝对是品尝体验的一部分,特别是当你需要足够的泡沫完美地排列在玻璃的边缘。由于比利时是啤酒之乡,我们决定为两种比利时啤酒(Duvel和Jupiler)制作一个浇注机器人,并根据玻璃瓶和瓶子尺寸制作机器人,作为我们的Master One项目的一部分。这个想法是为两个啤酒品牌建立一个共同的机器人。基于可用性,我们使用以下组件和材料构建机器人。 硬件:Arduino微控制器。 结构材料:密度板,有机玻璃 3D打印:解放军 建模软件:Solidworks / Inventor 编码:Fritzing和Arduino 步骤1:所需组件 这一步是关于我们的选择和可用性。在其他条件可能有所不同。 直流电机(2个) 径向球轴承(2个) 轴联轴器(2个) 液晶显示屏(1个) 称重传感器(1个) Arduino Uno(1个) 称重传感器模块(放大器HX711)(1个) H桥电机驱动器(1个) 电位器(2个) 中密度纤维板(五金店) 有机玻璃(五金店) 用于3D打印的PLA卷筒* *如果三维打印机不可用,大部分打印件可以无论如何订购或加工。 步骤2:持有人设计 选择您需要制作的啤酒品牌做一个机器人。(经过简短的讨论后,我们决定与一个温和而非常有名的啤酒Jupiler和一个强烈的啤酒Duvel)。对不同的想法进行头脑风暴,以共同的设置为玻璃和瓶子设计合适的支架。(我们遵循scrum的方法来提出一些创新的设计,并用以下两个设计来完成) 持有人: 在Solidworks中设计了两个瓶子,并通过叠加一个或其他来比较两个瓶子。 概述了组合模型的边界,准备了一个壳,并与它们抵消一些。抓手需要被设计来抓住瓶子(我们的抓手通过将三根触手伸出平面而嵌入支架设计中)。 为支架制作一个合适的连接器,将其与执行器/马达连接起来(在我们的例子中,我们将连接器和支架合并在一起,因为我们用PLA来打印三维) 如果分别设计连接器和支架,最好使用两种不同的材料(最好是金属 - 聚合物组合) 玻璃持有人: Duvel和Jupiler的眼镜也采用了类似的方法。玻璃可能不需要复杂的3D打印外壳,但需要一些东西来阻止其不需要的垂直运动。但是,与瓶架单元中的一样,玻璃架也需要连接器连接到执行器。(我们的玻璃支架的概念只是一个L支撑,用于将玻璃放置在两个通用的合适直径之间,然而,由于我们还需要设计一个连接器,因此我们决定在加工支架组件的其余部分时进行3D打印出有机玻璃) 注意:一般来说,可以使用任何两种不同的瓶子和一杯含酒精或不含酒精的饮料。 步骤3:框架设计和组件/材料选择 框架设计 一旦支架设计完成瓶和玻璃,继续框架设计。准备一个粗略的草图勾画了我们关于自动化啤酒倾倒的粗略想法。现在,自动浇注的一个重要因素是,正确固定轴线并确定瓶子和玻璃杯轴之间的精确距离,以便将啤酒精确地倒入玻璃杯中。但是为此,需要至少放置一个轴,然后通过反复试验重复另一个轴的位置。(在我们的例子中,我们固定了瓶子的轴线,并在其周围设计了一个装配体的框架,甚至可以固定玻璃轴并在其周围工作)。 最好将框架设计成两个部分。这将有助于更轻松的组装。(上半部分由有机玻璃制成,为了使啤酒倾倒得更好,下半部分由中纤板制成,上半部分是一个主要部分支撑啤酒浇注的所有结构部件,下半部分主要是上半部分的支撑,还包含电气和电子部件,并具有电池盒设置,上下半部之间的连接使用2个铰链,这种方式如果需要,我们可以很容易地访问电子。) 组件选择 为了完美地倒入啤酒,玻璃和瓶子同时进行受控运动。这可以通过在连接到电机的轴的帮助下旋转来完成。电机的选择需要通过计算旋转玻璃和瓶子所需的有效扭矩来完成。旋转编码器/电位器需要在闭环中用直流电来控制角度,如果不是伺服电机的话。(我们使用25千克*厘米扭矩的直流电动机在两个轴上连接一个闭环电位器) 与电机和轴一起,轴联轴器,轴承及其支架,电机,电机夹的良好支撑也需要设计/采购。(我们采购轴承和轴联轴器,3d印刷轴承座,底座支架,电机夹和电机支架,电位器支架和电位器支架) 步骤4:电路设计和传感器选择 这个项目所需的电气部分是: 1个Arduino UNO板; 2x直流电机(高转矩); [ 电机 ] 1个H桥(L298N); [ H桥 ] 1个适配器AC / DC 220V AC-12V DC; 1个称重传感器(0-10kg); [ 称重传感器 ] 1x称重传感器放大器HX711; [ 称重传感器放大器 ] 2个电位计10kΩ; 1个液晶显示器(16x2); 1x内部集成电路协议I2C; 1个按钮(开始按钮); 1个开/关按钮; 不同颜色的电线。 旋转玻璃和瓶子所需的扭矩是非常高的,所以选择了两个高扭矩,低速度的电机,因为我们需要慢慢倒入啤酒。为了控制电机的速度和方向,H-Bridge连接到电机和