Ավտոմատ դեղահատ դիսպենսեր `10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Մենք Բրյուսելի ճարտարագիտական ֆակուլտետի էլեկտրամեխանիկական ճարտարագիտության առաջին մագիստրատուրայի ուսանողներն ենք (կարճ «Bruface»): Սա Բրյուսելի կենտրոնում գտնվող երկու համալսարանների նախաձեռնությունն է `Université Libre de Bruxelles (ULB) և Vrije Universiteit Brussel (VUB):

Partրագրի շրջանակներում մենք ստիպված էինք դարձնել իսկական աշխատող մեխատրոնիկ համակարգ Մեխատրոնիկա դասընթացի համար:

Տեսական դասընթացներում մենք սովորեցինք, թե ինչպես պետք է տարբեր բաղադրիչներ համատեղել իրական ծրագրերի մեջ: Դրանից հետո մենք ծանոթացանք Arduino միկրոկոնտրոլերի հիմունքների և մեխատրոնիկ համակարգի վերահսկման եղանակների մասին: Դասընթացի նպատակն էր կարողանալ նախագծել, արտադրել և ծրագրավորել մեխատրոնիկ համակարգ:

Այս ամենը պետք է արվի խմբով: Մեր խումբը միջազգային թիմ էր, որը բաղկացած էր երկու չինացի ուսանողներից, երկու բելգիացի և մեկ կամերունցի ուսանողներից:

Առաջին հերթին մենք ցանկանում ենք մեր երախտագիտությունը հայտնել Ալբերտ Դե Բեյրի և պրոֆեսոր Բրեմ Վանդերբորգի աջակցության համար:

Որպես խումբ մենք որոշեցինք լուծել սոցիալական համապատասխան խնդիրը: Քանի որ բնակչության ծերացումը դառնում է գլոբալ խնդիր, խնամողների և բուժքույրերի ծանրաբեռնվածությունը դառնում է չափազանց մեծ: Երբ մարդիկ մեծանում են, նրանք հաճախ ստիպված են լինում ավելի շատ դեղեր և վիտամիններ ընդունել: Հաբերի ավտոմատ դիսպենսեր օգտագործող անհնարին տարեց մարդկանց համար մի փոքր ավելի երկար կարող է ինքնուրույն հաղթահարել այս խնդիրը: Դրանով խնամողներն ու բուժքույրերը կարող են ավելի շատ ժամանակ ունենալ ավելի կախյալ հիվանդների վրա ծախսելու համար:

Նաև դա շատ հարմար կլինի բոլորի համար, ովքեր երբեմն մի փոքր մոռացկոտ են և չեն հիշում իրենց դեղահատերը խմել:

Այսպիսով, մեխատրոնիկ համակարգը պետք է լուծում տա, որը հիշեցնում է օգտագործողին վերցնել իր դեղահատերը, ինչպես նաև տրամադրում է դեղահատերը: Մենք նաև նախընտրում ենք, որ հաբերի դիսպենսերը օգտագործողի համար հարմար լինի, որպեսզի այն հնարավոր դարձնի բոլորի համար ՝ անկախ իրենց տարիքից:

Քայլ 1: Նյութեր

Պատյան:

• Mdf: 4 մմ հաստություն ներքին պատյանների համար
• Mdf: 3 և 6 մմ հաստություն արտաքին պատյանների համար

Ժողով

• Հեղույսներ և ընկույզներ (M2 և M3)
• Փոքր գնդիկավոր կրող

Միկրոկոնտրոլեր.

Arduino UNO [Պատվերի հղում]

Էլեկտրոնային մասեր

• Դատարկ տպատախտակ [Պատվերի հղում]
• Փոքր Servo շարժիչ 9 գ [Պատվերի հղում]
• Փոքր DC-շարժիչ 5V [Պատվերի հղում]
• Տրանզիստոր ՝ BC 237 (NPN երկբևեռ տրանզիստոր) [Պատվերի հղում]
• Դիոդ 1N4001 (Պիկ հակադարձ լարման 50 Վ) [Պատվերի հղում]
• Պասիվ ազդանշան. Transducteur piezo
• LCD 1602

• Ռեզիստորներ.

  • 1 x 270 օմ
  • 1 x 330 օմ
  • 1 x 470 օմ
  • 5 x 10k Օմ
• Ինֆրակարմիր ճառագայթիչ
• Ինֆրակարմիր դետեկտոր

Քայլ 2: Ներքին պատյան

Ներքին պատյանը կարող է դիտվել որպես տուփ, որը պարունակում է ներքին բոլոր մեխանիկաներն ու էլեկտրոնիկան: Այն բաղկացած է 4 մմ MDF- ի 5 թիթեղից, որոնք լազերային կտրված են ճիշտ ձևերի: Կա նաև ընտրովի վեցերորդ ափսե, որը կարելի է ավելացնել: Այս կամընտիր վեցերորդ կտորն ունի քառակուսի ձև և կարող է օգտագործվել որպես կափարիչ: 5 ափսեները (ներքևը և չորս կողմերը) նախագծված են հանելուկի տեսքով, որպեսզի նրանք հիանալի տեղավորվեն միմյանց մեջ: Նրանց հավաքը կարող է ամրապնդվել, օգտագործելով պտուտակներ: Ինքնաթիռներն արդեն ունեն անցքեր, որտեղ պետք է տեղավորվեն մյուս մասերը կամ որտեղ պետք է տեղադրվեն պտուտակները:

Քայլ 3: Ներքին մեխանիզմ

ՏԱՐԱՄԱՆ ՄԵԽԱՆԻMՄԸ

Մեխանիզմ

Մեր հաբերի տրամադրման մեխանիզմը հետևյալն է. Օգտագործողը դեղահատերը դնում է տուփի վերևի պահեստավորման խցիկում: Երբ այդ խցիկի ներքևի ափսեը թեքված է, դեղահատերը ինքնաբերաբար կսահեն ներքև առաջին խողովակի մեջ, որտեղ կուտակվում են: Այս խողովակի տակ մի գլան է ՝ փոքր անցքով, որտեղ ընդամենը մեկ դեղահաբ է հիանալի տեղավորվում: Այս փոքր անցքը գտնվում է խողովակի տակ, այնպես որ դեղահատերը կուտակվում են դրա վերևում, իսկ առաջին հաբը դրված է գլանի անցքում: Երբ հաբը պետք է ընդունվի, գլանը (ներսից հաբով) պտտվում է 120 աստիճանով, այնպես որ գլանի մեջ գտնվող հաբը ընկնում է երկրորդ գլանի մեջ: Այս երկրորդ գլանն այն վայրն է, որտեղ տեղադրված է մի տվիչ, որը հայտնաբերում է, թե արդյոք հաբն իսկապես ընկել է գլանից: Սա ծառայում է որպես հետադարձ համակարգ: Այս խողովակն ունի մի կողմ, որը դուրս է մնում մյուսից բարձր: Դա պայմանավորված է նրանով, որ այս կողմը կանխում է հաբի ընկնելը երկրորդ խողովակի վրայով, և այդպիսով օգնում է երաշխավորել, որ հաբը կընկնի խողովակի մեջ և կպարզվի սենսորի կողմից: Այս խողովակի տակ տեղադրված է մի փոքր սահիկ, որի միջոցով կաթիլային հաբը սահում է ներքին տուփի առջևի անցքի միջով:

Այս մեխանիզմը պահանջում է մի քանի մաս.

• Լազերային կտրված մասեր

  1. Պահեստի խցիկի ներքևի թեք ափսե:
  2. Պահեստի խցիկի կողային թեք ափսեները

• 3D տպագիր մասեր

  1. Վերին խողովակը
  2. Մխոցը
  3. Առանցքը
  4. Ստորին խողովակը (տես ստորին խողովակի և տվիչների խցիկը)
  5. Սահիկը

• Այլ մասեր

  Roll Bearing

Մեր մասերի բոլոր ֆայլերը, որոնք անհրաժեշտ են լազերային կտրման կամ 3D տպման համար, կարող եք գտնել ստորև:

Տարբեր մասեր և դրանց հավաքում

ՊԱՀՊԱՆՈԹՅԱՆ ՄԵԿՆԱՐԿՆԵՐԸ

Պահեստի խցիկը բաղկացած է երեք ափսեից, որոնք լազերային կտրում են: Այս թիթեղները կարող են հավաքվել և միացվել միմյանց և ներքին տուփին, քանի որ դրանք ունեն որոշ անցքեր և փոքր կտորներ, որոնք առանձնանում են: Սա այնպես է, որ նրանք բոլորը հանելուկի պես տեղավորվում են միմյանց մեջ: Անցքերն ու առանձնացած կտորներն արդեն ավելացված են CAD ֆայլերին, որոնցով կարելի է լազերային կտրել:

Վերին խողովակ

Վերին խողովակը միացված է միայն ներքին արկղի մի կողմին: Այն կապված է դրան ամրացված ափսեի օգնությամբ (այն ներառված է 3D տպագրության CAD գծագրում):

ԿԻԼԻՆԴԵՐ & ՌՈԼԱՅԻ ԱՌՈՈԹՅՈՆ

Մխոցը միացված է տուփի 2 կողմերին: Մի կողմից, այն միացված է servo շարժիչին, որն առաջացնում է պտտվող շարժումը, երբ հաբը պետք է ընկնի: Մյուս կողմից ՝ այն

Ստորին խողովակը և զգայական համամասնությունը

Pillգայությունը կարևոր գործողություն է, երբ խոսքը վերաբերում է հաբերի տրամադրմանը: Մենք պետք է կարողանանք հաստատում ստանալ, որ հատկացված դեղահատը հիվանդը ընդունել է համապատասխան ժամանակ: Այս ֆունկցիոնալությունը ստանալու համար կարևոր է հաշվի առնել նախագծման տարբեր քայլերը:

Detectիշտ հայտնաբերող բաղադրիչների ընտրություն

Նախագծի հաստատման պահից մենք պետք է փնտրեինք և համապատասխան բաղադրիչ, որը կհաստատի տուփից հաբի անցումը: Սենսորների իմացությունը կարող է օգտակար լինել այս գործողության համար, հիմնական մարտահրավերն էր իմանալ այն տեսակը, որը համատեղելի կլինի դիզայնի հետ: Առաջին բաղադրիչը, որը մենք գտանք, IR լուսարձակող և IR ֆոտոտրանսիստորային դիոդ կազմող ֆոտոընդունիչ էր: 25/64’’ բնիկ PCB HS 810 ֆոտոընդունիչը լուծում էր իր համատեղելիության շնորհիվ, ինչը մեզ ստիպում էր խուսափել անկյունների կազմաձևման հնարավոր խնդրից: Մենք որոշեցինք չօգտագործել դա իր երկրաչափության պատճառով, դժվար կլինի այն ներառել վարդակի հետ: Որոշ հարակից նախագծերից մենք տեսանք, որ որպես սենսոր հնարավոր է օգտագործել IR թողարկիչ ՝ IR դետեկտորով ՝ ավելի քիչ այլ բաղադրիչներով: Այս IR բաղադրիչները կարելի է գտնել տարբեր ձևերի:

Հաբի վարդակի 3D տպագրություն, որը փորում է սենսորը

Կարողանալով դասակարգել որպես սենսոր օգտագործվող հիմնական բաղադրիչը, ժամանակն էր ստուգել, թե ինչպես են դրանք տեղադրվելու վարդակի վրա: Պտտվող գլանից հաբի ազատ անցման համար վարդակն ունի 10 մմ ներքին տրամագիծ: Theգացող տարրերի տվյալների թերթիկով մենք հասկացանք, որ բաղադրիչի չափսին համապատասխանող վարդակի մակերեսի շուրջ անցքեր մտցնելը լրացուցիչ առավելություն կլինի: Արդյո՞ք այդ անցքերը պետք է տեղադրվեն մակերեսի երկայնքով որևէ կետում: ոչ, քանի որ առավելագույն հայտնաբերման հասնելու համար անկյունայնությունը պետք է գնահատվի: Մենք տպեցինք նախատիպ ՝ հիմնված վերը նշված բնութագրերի վրա և ստուգեցինք հայտնաբերելիությունը:

Գնահատելով ճառագայթների հնարավոր անկյունը և հայտնաբերման անկյունը

Սենսորային բաղադրիչների տվյալների թերթիկից, ճառագայթը և հայտնաբերման անկյունը 20 աստիճան են, սա նշանակում է, որ և՛ ճառագայթող լույսը, և՛ դետեկտորը ունեն 20 աստիճանի լայն տարածություն: Չնայած դրանք արտադրողների տեխնիկական բնութագրեր են, այնուամենայնիվ կարևոր է ստուգել և հաստատել: Դա արվեց ՝ պարզապես LED- ի կողքին DC աղբյուր ներկայացնող բաղադրիչների հետ խաղալով: Եզրակացությունն այն էր, որ դրանք տեղադրվեին միմյանց հակառակ:

Ժողով

Խողովակի 3D տպման դիզայնի վրա կա 4 անցքով մի ափսե: Այս անցքերն օգտագործվում են խողովակը ներքին պատյանին միացնելու համար ՝ պտուտակներ օգտագործելով:

Քայլ 4: Էլեկտրոնիկայի ներքին մեխանիզմ

Բաշխման մեխանիզմ

Բաշխման մեխանիզմը ձեռք է բերվում մեծ գլանի պտտման համար փոքր սերվոմոտոր օգտագործելով:

«Reely Micro-servo 9g» սերվորի շարժիչի քորոցը միացված է անմիջապես միկրոկոնտրոլերին: Միկրոկառավարիչը Arduino Uno- ն հեշտությամբ կարող է օգտագործվել servo շարժիչի կառավարման համար: Սա սերվո շարժիչ գործողությունների համար ներկառուցված գրադարանի առկայության պատճառով: Օրինակ ՝ «գրել»-հրամանով կարելի է հասնել 0 ° և 120 ° ցանկալի անկյուններին: (Դա արվում է նախագծի կոդի մեջ 'servo.write (0)' և 'servo.write (120)':

Թրթռիչ

Փոքր խոզանակ DC շարժիչ անհավասարակշռությամբ

Այս անհավասարակշռությունը ձեռք է բերվում պլաստիկի կտորով, որը միացնում է շարժիչի առանցքը փոքր պտուտակով և ընկույզով:

Շարժիչը վարում է մի փոքր տրանզիստոր, դա արվում է, քանի որ թվային կապը չի կարող ապահովել 40.0 մԱ -ից բարձր հոսանք: Arduino Uno միկրոկառավարիչի Vin քորոցից հոսանքը ապահովելով ՝ կարելի է հասնել մինչև 200.0 մԱ հոսանքի: Սա բավական է փոքր DC- շարժիչը սնուցելու համար:

Երբ շարժիչը կտրուկ դադարում է, դուք ստանում եք ընթացիկ գագաթնակետ `շարժիչի ինքնաինդուկտիվության պատճառով: Այսպիսով, շարժիչը միացումների վրա տեղադրվում է դիոդ, որպեսզի թույլ չտա հոսանքի այս հակառակ հոսքերը, որոնք կարող են վնասել միկրոկոնտրոլերը:

սենսորային համակարգ

Օգտագործելով ինֆրակարմիր ճառագայթային դիոդ (LTE-4208) և ինֆրակարմիր դետեկտորային դիոդ (LTR-320 8), որը միացված է Arduino Uno միկրոկոնտրոլերին `հաբի ընդունումը հաստատելու համար: Երբ հաբը վայր է ընկնում, այն կարճ ժամանակում ստվերում է ինֆրակարմիր ճառագայթային դիոդի լույսը: Արդուինոյի անալոգային կապի միջոցով մենք կստանանք այս տեղեկատվությունը:

հայտնաբերման համար.

analogRead (A0)

Քայլ 5: Արտաքին պատյան

• Չափը ՝ 200 x 110 x 210 մմ

• Նյութը ՝ միջին խտության մանրաթելային տախտակ

  Թերթի հաստությունը `3 մմ 6 մմ

• Մշակման եղանակ ՝ լազերային կտրում

Արտաքին պատյանների համար մենք օգտագործել ենք տարբեր տեսակի հաստություններ `լազերային կտրման սխալների պատճառով: Մենք ընտրում ենք 3 մմ և 6 մմ, որպեսզի համոզվենք, որ բոլոր թերթերը կարող են սերտորեն համակցվել:

Չափի համար, հաշվի առնելով ներքին պատյանների և էլեկտրոնային սարքերի համար նախատեսված տարածքը, արտաքին պատյանների լայնությունն ու բարձրությունը ավելի մեծ են, քան ներքինը: Երկարությունը շատ ավելի երկար է, որպեսզի թույլ տա տարածք էլեկտրոնային սարքերի համար: Ավելին, որպեսզի համոզվենք, որ դեղահատերը հեշտությամբ կարող են դուրս գալ տուփից, մենք ներքին և արտաքին պատյանները շատ մոտ պահեցինք:

Քայլ 6: Արտաքին էլեկտրոնիկա

Արտաքին էլեկտրոնիկայի համար մենք պետք է թույլ տայինք, որ մեր ռոբոտը շփվեր մարդկանց հետ: Դրան հասնելու համար մենք որպես բաղադրամաս ընտրեցինք LCD, ազդանշանային, LED և 5 կոճակներ: Հաբերի դիսպանսերի այս հատվածը գործում է որպես զարթուցիչ: Եթե դեղահատեր ընդունելու ճիշտ ժամանակը չէ, ապա LCD- ը պարզապես կցուցադրի ժամանակը և ամսաթիվը: Երբ հիվանդը ստիպված է լինում դեղահաբ ընդունել, LED- ը կվառվի, ազդանշանը երաժշտություն կհնչի, իսկ LCD- ը ցույց կտա «Մաղթում եմ ձեզ առողջություն և երջանկություն»: Մենք կարող ենք նաև օգտագործել էկրանի ներքևը ՝ ժամանակը կամ ամսաթիվը փոխելու համար:

Միացնել LCD- ը

Մենք օգտագործեցինք LCD-1602 միկրոկոնտրոլերին անմիջապես միանալու համար և օգտագործեցինք գործառույթը ՝ LiquidCrystal lcd ՝ LCD- ը միացնելու համար:

Բզզոց

Մենք ընտրեցինք պասիվ ազդանշան, որը կարող է տարբեր հաճախությունների հնչյուններ նվագել:

Որպեսզի ազդանշանը նվագի «Երկնքի քաղաք» և «Ուրախ ակուրա» երգերը, մենք սահմանեցինք չորս զանգված: Նրանցից երկուսը կոչվում են «մեղեդի», որոնք պահում են երկու երգերի նոտայի տվյալները: Մյուս երկու զանգվածները ստացել են «Տևողություն» անվանումը: Այդ զանգվածները պահում են ռիթմը:

Այնուհետև մենք կառուցում ենք երաժշտություն նվագող հանգույց, որը կարող եք տեսնել սկզբնաղբյուրում:

Ամկետ

Մենք գրել ենք մի շարք գործառույթներ երկրորդ, րոպե, ժամ, ամսաթիվ, ամիս, շաբաթ և տարի:

Usedամանակը հաշվարկելու համար մենք օգտագործել ենք ՝ millis () գործառույթը:

Օգտագործելով երեք կոճակ ՝ «ընտրել», «գումարած» և «մինուս», ժամանակը կարող է փոխվել:

Ինչպես մենք բոլորս գիտենք, եթե մենք ուզում ենք վերահսկել ինչ -որ բաղադրիչ, մենք պետք է օգտագործենք arduino- ի կապերը:

Մեր օգտագործած քորոցները հետևյալն էին.

LCD: Պին 8, 13, 9, 4, 5, 6, 7

Bruzzer: Pin 10

Սերվո շարժիչ `PIN 11

Թրթռման շարժիչ `Pin12

Սենսոր ՝ A0

Կոճակ 1 (ներ) ՝ A1

Կոճակ 2 (գումարած) ՝ A2

Կոճակ 3 (մինուս) ՝ A3

Կոճակ 4 (դեղահատեր ընդունեք) ՝ A4

LED: A5

Քայլ 7: Ընդհանուր հավաքում

Վերջապես, մենք ստանում ենք ընդհանուր հավաքածուն, ինչպես վերևում պատկերված նկարը: Մենք որոշ տեղերում սոսինձ էինք օգտագործում `համոզվելու համար, որ այն բավականաչափ ամուր է: Մեքենայի ներքին մասի որոշ վայրերում մենք նաև օգտագործում էինք ժապավեն և պտուտակներ `այն բավական ամուր դարձնելու համար: Մեր CAD գծագրերի. STEP ֆայլը կարելի է գտնել այս քայլի ներքևում:

Քայլ 8: Կոդի վերբեռնում

Քայլ 9: Էպիլոգ

Մեքենան ունակ է զգուշացնել օգտագործողին դեղորայք ընդունել և ճիշտ քանակությամբ դեղահատեր է մատակարարում: Այնուամենայնիվ, որակավորված և փորձառու դեղագործի հետ քննարկումից հետո կան որոշ նկատառումներ: Առաջին խնդիրը հաբերերի աղտոտվածությունն է, որոնք երկար ժամանակ ենթարկվում են տարայի մեջ օդին, հետևաբար որակը և արդյունավետությունը կնվազեն: Սովորաբար դեղահատերը պետք է պարունակվեն լավ փակված ալյումինե դեղահատում: Նաև, երբ օգտագործողը որոշակի ժամանակ տրամադրում է A դեղահատը և այնուհետև անհրաժեշտ է հաբեր B հանձնել, բավականին բարդ է մեքենան մաքրելը `ապահովելու համար, որ A հաբի աղտոտիչ հաբի մասնիկներ չկան:

Այս դիտարկումները քննադատաբար նայում են այն լուծմանը, որը տալիս է այս մեքենան: Այսպիսով, ավելի շատ հետազոտություններ են անհրաժեշտ այս թերություններին դիմակայելու համար…

Քայլ 10: Հղումներ

[1]

[2] Վեյ-Չի Վանգ: Օպտիկական դետեկտորներ: Էլեկտրամեխանիկական ճարտարագիտության ֆակուլտետ, Tsին Հուայի ազգային համալսարան: