Tsis Siv Tshuaj Pill Dispenser: 10 Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:27

Peb yog thawj tus tub ntxhais kawm Master Electro-mechanical engineering ntawm Brussels Kws Qhia Ntawv ntawm Engineering (luv luv "Bruface"). Nov yog qhov pib ntawm ob lub tsev kawm qib siab nyob hauv plawv nroog Brussels: Université Libre de Bruxelles (ULB) thiab Vrije Universiteit Brussel (VUB).

Raws li ib feem ntawm txoj haujlwm peb yuav tsum ua haujlwm tiag tiag mechatronic system rau chav kawm Mechatronics.

Hauv cov kev kawm theoretical peb tau kawm paub yuav ua li cas cov khoom sib txawv yuav tsum tau ua ke rau hauv daim ntawv thov tiag. Tom qab ntawd, peb tau txais kev qhia txog cov hauv paus ntawm Arduino microcontroller thiab yuav ua li cas tswj lub tshuab mechatronics. Lub hom phiaj ntawm chav kawm yog kom muaj peev xwm tsim qauv, tsim khoom thiab teeb tsa cov txheej txheem mechatronic.

Txhua yam no yuav tsum ua tiav hauv pab pawg. Peb pab pawg yog pab pawg thoob ntiaj teb uas suav nrog ob tus tub ntxhais kawm Suav, ob tus tub ntxhais kawm Belgian thiab ib tus tub ntxhais kawm Cameroon.

Ua ntej tshaj plaws peb xav qhia peb ua tsaug rau kev txhawb nqa Albert De Beir thiab xibfwb Bram Vanderborght.

Raws li pab pawg peb txiav txim siab los daws teeb meem cuam tshuam txog kev sib raug zoo. Raws li cov neeg laus dhau los ua teeb meem thoob ntiaj teb, kev ua haujlwm ntawm cov neeg saib xyuas thiab kws saib xyuas mob hnyav dhau. Raws li tib neeg laus zuj zus, feem ntau lawv yuav tsum tau noj tshuaj ntau ntxiv thiab cov vitamins. Nrog lub tshuab xa tshuaj tsis siv neeg nws tuaj yeem ua rau cov neeg laus tsis tuaj yeem ua haujlwm nrog nws tus kheej ib ntus ntev dua. Los ntawm cov neeg saib xyuas no thiab kws saib xyuas neeg mob tuaj yeem muaj sijhawm ntau dua los siv rau cov neeg mob ntau dua.

Tsis tas li nws yuav yooj yim heev rau txhua tus neeg uas tau hnov qab me ntsis thiab tsis nco qab noj nws cov tshuaj.

Yog li cov txheej txheem mechatronic yuav tsum xa cov tshuaj uas tau ceeb toom rau tus neeg siv kom noj nws cov tshuaj thiab tseem faib cov tshuaj. Peb kuj tseem nyiam lub tshuab xa tshuaj ntsiav tsis siv neeg kom yooj yim txhawm rau ua kom txhua tus siv tau: tsis hais lawv hnub nyoog li cas!

Kauj ruam 1: Cov ntaub ntawv

Casing:

• Mdf: 4 hli tuab rau rooj plaub sab hauv
• Mdf: 3 thiab 6 hli tuab rau sab nrauv

Los ua ke

• Bolts thiab ceev (M2 thiab M3)
• Cov pob me me

Microcontroller:

Arduino UNO [Kev txiav txim txuas]

Cov khoom siv hluav taws xob

• Blank Circuit Board [Kev txiav txim txuas]
• Me me Servo motor 9g [xaj txuas]
• Me me DC-lub cev muaj zog 5V [xaj txuas]
• Transistor: BC 237 (NPN bipolar transistor) [xaj txuas]
• Diode 1N4001 (Peak Inverse Voltage ntawm 50V) [Kev txiav txim txuas]
• Passive buzzer: Transducteur piezo
• LCD1602

• Resistors:

  • 1x270 ua
  • 1x330 ua
  • 1x470 ua
  • 5x10 kwm
• Infrared emitter
• Infrared ntes

Kauj Ruam 2: Sab Hauv

Cov ntaub ntawv sab hauv tuaj yeem pom tau tias yog lub npov uas muaj txhua yam khoom siv sab hauv thiab khoom siv hluav taws xob. Nws suav nrog 5 daim hlau ntawm 4mm MDF uas yog laser txiav rau hauv cov duab zoo. Kuj tseem muaj qhov xaiv thib rau phaj uas ntxiv tau. Qhov kev xaiv thib rau thooj muaj cov duab plaub fab thiab tuaj yeem siv ua lub hau. 5 daim phiaj (hauv qab thiab plaub sab) tau tsim los ua cov duab sib dhos kom lawv haum zoo nyob hauv ib leeg. Lawv lub rooj sib txoos tuaj yeem txhawb ntxiv siv cov ntsia hlau. Lub dav hlau twb muaj lub qhov uas lwm qhov yuav tsum haum lossis qhov uas yuav tsum tau muab cov ntsia hlau tso.

Kauj Ruam 3: Sab Hauv Mechanism

QHOV TSEEB MECHANISM

Mechanism

Peb cov txheej txheem xa tshuaj ntsiav yog raws li hauv qab no: tus neeg siv muab cov tshuaj tso rau hauv qhov chaw ntim khoom nyob rau sab saum toj ntawm lub thawv. Raws li cov phaj hauv qab ntawm lub qab nthab yog slanted, cov tshuaj yuav cia li swb mus rau hauv thawj lub raj, qhov twg lawv sib sau ua ke. Hauv qab lub raj no yog lub tog raj kheej nrog lub qhov me me nyob qhov twg tsuas yog ib lub ntsiav tshuaj haum zoo nyob rau hauv. Lub qhov me me nyob rau sab xis hauv qab lub raj kom cov tshuaj sib sau ua ke saum nws, thaum thawj lub ntsiav tshuaj tso rau hauv lub qhov ntawm lub tog raj kheej. Thaum yuav tsum tau txhaj tshuaj, lub tog raj kheej (nrog rau ib lub tshuaj hauv) tig 120 degrees kom cov tshuaj hauv lub tog raj kheej poob rau hauv lub tog raj kheej thib ob. Lub tog raj kheej thib ob no yog qhov uas lub sensor nyob uas pom tias yog lub ntsiav tshuaj tau poob los ntawm lub tog raj kheej. Qhov no ua haujlwm raws li kev tawm tswv yim. Lub raj no muaj ib sab uas tawm mus siab dua lwm qhov. Qhov no yog vim tias sab no tiv thaiv cov ntsiav tshuaj los ntawm kev hla lub raj thib ob, thiab yog li pab lav tias cov ntsiav tshuaj yuav poob rau hauv lub raj thiab yuav kuaj pom los ntawm lub ntsuas. Hauv qab lub raj no nyob ntawm qhov swb me me xws li cov tshuaj poob qis yuav xaub hla lub qhov nyob hauv ntej ntawm lub npov sab hauv.

Tag nrho cov txheej txheem no xav tau ntau ntu:

• Laser txiav qhov

  1. Cov phaj qis hauv qab ntawm qhov chaw cia khoom.
  2. Ib sab daim phiaj me me ntawm qhov chaw khaws khoom

• 3D luam qhov

  1. Upper lub cev
  2. Lub tog raj kheej
  3. Cov axis
  4. Lub raj qis (saib lub raj qis thiab qhov ntsuas qhov ntsuas)
  5. Qhov swb

• Lwm qhov

  Yob Cov Kabmob

Txhua cov ntaub ntawv ntawm peb ntu uas xav tau los txiav laser lossis luam 3D tuaj yeem pom hauv qab no.

Qhov sib txawv thiab lawv sib dhos

COV NTAUB NTAWV QHIA QHOV TSEEB

Qhov chaw ntim khoom muaj peb daim hlau uas laser txiav. Cov phaj no tuaj yeem sib sau ua ke thiab sib txuas ua ke thiab lub npov sab hauv vim tias lawv muaj qee qhov thiab qhov me me sawv tawm. Qhov no yog kom lawv txhua tus sib haum ua ke zoo li kev sib dhos! Lub qhov thiab sawv tawm daim yog twb tau ntxiv rau CAD cov ntaub ntawv ib tus tuaj yeem siv lub laser txiav nws.

UPPER TUBE

Lub raj sab saud tsuas yog txuas rau ib sab ntawm lub npov sab hauv. Nws txuas nrog kev pab ntawm phaj uas tau txuas rau nws (nws suav nrog hauv CAD daim duab rau 3D luam ntawv).

CYLINDER & ROLL BEARING

Lub tog raj kheej txuas nrog 2 sab ntawm lub npov. Ntawm ib sab, nws txuas nrog lub tshuab servo uas ua rau cov lus tsa suab tig thaum lub ntsiav tshuaj yuav tsum poob. Ntawm lwm sab, nws

QHOV TUBE QHOV TSEEB thiab SENSOR COMPARTMENT

Kev paub yog ib qho tseem ceeb thaum nws los txog rau kev faib tshuaj. Peb yuav tsum muaj peev xwm tau txais kev pom zoo tias tau faib cov tshuaj los ntawm tus neeg mob thaum lub sijhawm tsim nyog. Txhawm rau kom tau txais txoj haujlwm no, nws yog ib qho tseem ceeb uas yuav tau xav txog ntau yam qauv tsim.

Xaiv qhov ntsuas pom tseeb:

Txij ntawm qhov teeb tsa thaum qhov phiaj xwm tau raug lees paub, peb yuav tsum tshawb nrhiav thiab cov khoom tsim nyog uas yuav lees paub tias tau txais cov tshuaj los ntawm lub thawv. Paub cov cuab yeej tuaj yeem siv rau qhov kev nqis tes ua no, qhov kev sib tw tseem ceeb yog kom paub hom uas yuav haum rau kev tsim qauv. Thawj qhov tivthaiv peb pom yog tus duab thaij duab sau ntawm IR emitter thiab IR phototransistor diode. 25/64 '' slot PCB HS 810 photointeruptor yog qhov kev daws teeb meem vim nws qhov sib xws ua rau peb zam qhov teeb meem uas tuaj yeem ua tau ntawm kev teeb tsa lub kaum ntse ntse. Peb txiav txim siab tsis siv qhov no vim nws cov duab, nws yuav nyuaj rau koom nrog lub taub hau. Los ntawm qee qhov haujlwm cuam tshuam peb tau pom tias nws muaj peev xwm siv IR emitter nrog lub IR ntes nrog tsawg dua lwm yam khoom siv ua lub ntsuas. Cov khoom siv IR no tuaj yeem pom muaj ntau yam duab.

3D luam ntawv ntawm cov tshuaj nozzle uas ua rau lub sensor

Muaj peev xwm txheeb tawm cov khoom siv tseem ceeb los siv ua lub ntsuas, nws yog lub sijhawm los tshuaj xyuas seb lawv yuav nyob ntawm lub taub hau li cas. Lub taub hau muaj lub taub sab hauv ntawm 10mm rau kev tso tshuaj dawb los ntawm lub tog raj kheej tig. Los ntawm cov ntaub ntawv ntawm cov ntsiab lus nkag siab, peb pom tau hais tias qhia qhov nyob ib puag ncig lub taub hau nto sib xws rau qhov ntev ntawm cov khoom siv yuav yog qhov zoo ntxiv. Puas yog cov qhov no yuav tsum tau muab tso rau ntawm ib qho chaw raws qhov saum npoo? tsis yog vim txhawm rau ua kom pom tau qhov siab tshaj qhov xav tau yuav tsum tau ntsuas. Peb tau luam tawm tsab ntawv raws li cov lus qhia tshwj xeeb saum toj no thiab tau tshawb xyuas kom pom tau.

Txheeb xyuas qhov ua tau lub kaum sab xis thiab pom lub kaum ntse ntse

Los ntawm cov ntaub ntawv cov ntaub ntawv ntawm lub ntsuas qhov ntsuas, qhov nqaj thiab pom lub kaum sab xis yog 20 degrees, qhov no txhais tau tias ob qho tib si lub teeb ci thiab lub ntsuas pom muaj qhov dav dav txog 20 degrees. Txawm hais tias cov no yog cov khoom lag luam tshwj xeeb, nws tseem ceeb heev rau kev sim thiab lees paub. Qhov no tau ua tiav los ntawm kev ua si yooj yim nrog cov khoom siv qhia txog DC qhov chaw nrog LED. Qhov kev txiav txim siab mus txog yog tso lawv tawm tsam rau ib leeg.

Los ua ke

3D luam ntawv tsim ntawm lub raj muaj phaj txuas nrog nws nrog 4 qhov. Cov qhov no yog siv los txuas lub raj rau hauv rooj plaub sab hauv los ntawm kev siv cov ntsia hlau.

Kauj Ruam 4: Lub Tshuab Hluav Taws Xob Sab Hauv

Dispensing mechanism:

Lub tshuab xa tawm yog ua tiav los ntawm kev siv lub servomotor me me rau kev sib hloov ntawm lub tog raj kheej loj.

Tus pin tsav rau 'Reely Micro-servo 9g' servo motor txuas ncaj qha rau lub microcontroller. Lub microcontroller Arduino Uno yooj yim tuaj yeem siv rau kev tswj hwm ntawm servo motor. Qhov no vim tias muaj lub tsev qiv ntawv built-in rau kev ua haujlwm servo motor. Piv txwv nrog 'sau'-hais kom ua, cov kaum uas xav tau ntawm 0 ° thiab 120 ° tuaj yeem mus txog. (Qhov no tau ua tiav hauv txoj haujlwm-code nrog 'servo.write (0)' thiab 'servo.write (120)').

Vibrator:

Txhuam txhuam me me DC lub cev muaj zog nrog qhov tsis sib xws

Qhov tsis sib xws no ua tiav nrog cov yas uas txuas lub cav lub cev nrog cov ntsia hlau me me thiab txiv ntoo.

Lub cev muaj zog tau tsav los ntawm lub transistor me me, qhov no ua tiav vim tias tus lej digital tsis tuaj yeem xa cov dej ntws siab dua 40.0 mA. Los ntawm kev muab qhov tam sim no los ntawm Vin tus pin ntawm Arduino Uno microcontroller, ib tus tuaj yeem ncav cuag cov dej ntws mus txog 200.0 mA. Qhov no txaus los ua lub zog me me DC-lub cev muaj zog.

Thaum lub tshuab fais fab tuag nres tam sim ntawd, koj tau txais qhov siab tshaj tam sim no vim yog tus kheej inductance ntawm lub cav. Yog li lub diode tau muab tso rau saum lub cav sib txuas txhawm rau tiv thaiv qhov rov qab ntws ntawm qhov tam sim no uas tuaj yeem ua rau lub microcontroller puas.

sensor qhov system:

Siv lub infrared emitter diode (LTE-4208) thiab infrared detector diode (LTR-320 8) txuas nrog Arduino Uno microcontroller kom paub meej tias nkag mus ntawm cov tshuaj. Thaum ib ntsiav tshuaj poob qis, nws yuav ua rau pom lub teeb ntawm cov duab hluav taws xob emitter diode nyob rau lub sijhawm luv. Siv qhov piv txwv ntawm arduino peb yuav tau txais cov ntaub ntawv no.

rau kev kuaj pom:

Nyeem analog (A0)

Kauj Ruam 5: Txheej Txheej

• Loj: 200 x 110 x 210 mm

• Khoom siv: nruab nrab ntom fiberboard

  Thickness ntawm daim ntawv: 3 hli 6 hli

• Txoj kev ua: laser txiav

Rau cov ntaub ntawv sab nrauv, peb siv ntau hom tuab tuab vim qhov ua yuam kev ntawm kev txiav laser. Peb xaiv 3 mm thiab 6 mm kom paub tseeb tias txhua daim ntawv tuaj yeem ua ke nruj.

Rau qhov loj me, txiav txim siab qhov chaw rau sab hauv thiab cov khoom siv hluav taws xob, qhov dav thiab qhov siab ntawm cov ntaub ntawv sab nrauv yog pov tseg loj dua sab hauv. Qhov ntev yog ntev dua los tso chaw rau cov khoom siv hluav taws xob. Ntxiv mus, txhawm rau kom ntseeg tau tias cov tshuaj tuaj yeem tawm ntawm lub thawv yooj yim, peb khaws cov ntaub ntawv sab hauv thiab sab nraud kom ze.

Kauj Ruam 6: Cov Khoom Siv Hluav Taws Xob

Txog rau cov khoom siv hluav taws xob sab nraud, peb yuav tsum cia peb cov neeg hlau cuam tshuam nrog tib neeg. Txhawm rau ua tiav qhov no, peb tau xaiv lub LCD, lub suab nrov, LED thiab 5 lub nyees khawm ua peb cov khoom siv. Ib feem ntawm lub ntsiav tshuaj ua haujlwm yog lub tswb nrov. Yog tias nws tsis yog lub sijhawm zoo los noj tshuaj, LCD yuav tsuas yog qhia lub sijhawm thiab hnub tim. Thaum tus neeg mob yuav tsum noj tshuaj, LED yuav ci, lub suab nrov yuav ua suab paj nruag thiab LCD yuav qhia "Kuv xav kom koj noj qab haus huv thiab muaj kev zoo siab". Peb kuj tseem tuaj yeem siv lub vijtsam hauv qab los hloov lub sijhawm lossis hnub tim.

Pab kom LCD

Peb siv LCD-1602 los txuas ncaj qha rau lub microcontroller thiab siv lub luag haujlwm: LiquidCrystal lcd kom pab tau LCD.

Buzzer

Peb tau xaiv lub suab nrov nrov uas tuaj yeem ua suab nrov sib txawv.

Txhawm rau kom lub suab nrov nrov ua suab nkauj "Lub Nroog Ntuj" thiab "Zoo Siab Acura", peb tau piav txog plaub pawg. Ob ntawm cov uas muaj npe "qhib", uas khaws cov ntaub ntawv ceeb toom ntawm ob zaj nkauj. Qhov thib ob lwm cov npe tau hu ua "Ntev". Cov arrays khaws cov lus sib dhos.

Peb tom qab ntawd tsim lub voj uas ua suab paj nruag, uas koj tuaj yeem pom hauv qhov chaws.

Sijhawm

Peb tau sau cov haujlwm ua haujlwm thib ob, feeb, teev, hnub tim, hli, hli thiab xyoo.

Peb siv lub luag haujlwm: millis () los xam lub sijhawm.

Siv peb lub khawm, 'xaiv', 'ntxiv' thiab 'rho tawm', lub sijhawm tuaj yeem hloov pauv.

Raws li peb txhua tus paub, yog tias peb xav tswj hwm qee feem peb xav tau siv tus pin ntawm arduino.

Cov pins peb siv yog cov hauv qab no:

LCD: Tus Pin 8, 13, 9, 4, 5, 6, 7

Bruzzer: Tus Pin 10

Servo motor: Tus Pin 11

Lub cev muaj zog rau kev co: Pin12

Sensor: A0

Khawm 1 (s): A1

Khawm 2 (ntxiv rau): A2

Khawm 3 (rho tawm): A3

Khawm 4 (noj tshuaj): A4

LED teeb: A5

Kauj Ruam 7: Tag Nrho Cov Rooj Sib Tham

Thaum kawg, peb tau txais kev sib sau ua ke zoo li daim duab uas tau hais los saum no. Peb siv cov kua nplaum rau qee qhov chaw kom ntseeg tau tias nws nruj txaus. Ntawm qee qhov chaw ntawm sab hauv ntawm lub tshuab peb kuj siv kab xev thiab ntsia hlau los ua kom nws muaj zog txaus. Cov ntaub ntawv. STEP ntawm peb daim duab CAD tuaj yeem pom nyob hauv qab ntawm cov theem no.

Kauj Ruam 8: Tshaj Tawm Txoj Cai

Kauj Ruam 9: Epilogue

Lub tshuab muaj peev xwm ceeb toom rau tus neeg siv tshuaj thiab muab cov tshuaj kom raug. Txawm li cas los xij tom qab kev sib tham nrog tus kws tsim tshuaj thiab kws paub dhau los muaj qee cov lus hais los ua. Thawj qhov teeb meem yog kev sib kis ntawm cov tshuaj uas tau nthuav tawm nyob rau lub sijhawm ntev mus rau huab cua hauv lub thawv, yog li qhov ua tau zoo thiab ua tau zoo yuav poob qis. Feem ntau cov tshuaj yuav tsum muaj nyob hauv lub qhov taub kaw hauv cov ntsiav tshuaj txhuas. Tsis tas li thaum tus neeg siv xa tawm lub sijhawm tshuaj ntsiav A thiab tom qab ntawd xav tau faib cov tshuaj B, nws yog qhov nyuaj heev los ntxuav lub tshuab kom ntseeg tau tias tsis muaj cov tshuaj ntawm cov tshuaj A kis kab mob B.

Cov kev soj ntsuam no muab qhov tseem ceeb saib ntawm qhov kev daws teeb meem uas lub tshuab no xa tuaj. Yog li xav tau kev tshawb fawb ntxiv los tiv thaiv cov kev tsis txaus no …

Kauj ruam 10: Cov neeg ua tim khawv

[1]

[2] Wei-Chih Wang. Qhov muag ntes. Department of Power Mechanical Engineering, National Tsing Hua tsev kawm ntawv.