Bubble Wrap Rəssamı: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

ULB -də "Mekatronika 1 - MECA -Y403" Master 1 kursumuzun bir hissəsi olaraq, müəyyən bir funksiyanı yerinə yetirən bir robot dizayn etməyimiz və material seçimindən başlayaraq robotun dizaynını ümumiləşdirən bir veb sayt yaratmağımız istənildi. modelləşdirmə, həyata keçirmə və bütün sistemin işləməsinə imkan verən kod. Bütün qrup yekdilliklə "Bubble Wrap Painter" robotunu həyata keçirməyi seçdi.

"Bubble Wrap Painter", kompüter tərəfindən verilən bir gərginlik nəzarətindən köpük sarımının bəzi baloncuklarına boya vura bilən bir cihazdır. Başlanğıcda, robot bir nöqtə şəkli yaratmaq üçün 2D təyyarədə maye vurmağı bacarmalı idi. Lakin iqtisadi və praktiki səbəblərdən qrup 1D trayektoriyasına boya vurmaqdan imtina etdi. Robot aşağıdakı kimi işləyir: əvvəlcə boya ilə doldurulmuş bir şprisin pistonunu sıxmaq üçün bir qurd vint sistemi istifadə olunur. Şpris, boyanın mobil modula bərkidilmiş metal ucuna aparılmasına imkan verən çevik bir polipropilen boruya bağlıdır. Bu modul yenidən qurd sistemi vasitəsi ilə üfüqi bir ox boyunca sürüşə bilir. Digər tərəfdən, ucu da mobil modula bağlanan xətti bir elektromaqnitə bağlanır. Elektromaqnit, şaquli bir plaka üzərində sabitlənmiş köpük sarımını vurmaq üçün istifadə olunur. Baloncuq deşildikdən sonra boyanın içinə enjekte edilir və s.

Addım 1: Parçalar və Alətlərin Təsviri

ALIŞ

5 mm -dən 6 mm -ə qədər 2 şüa muftası

10 ml (7,5 sm uzunluğunda) 1 şpris

4 mm diametrli çevik polipropilendən 1 boru

Təhlükəsizlik qapağı olan 1 iynə

Su ilə seyreltilmiş guaş

2 yivli çubuq: diametri 6 mm və 18, 5 sm uzunluğunda

Diametri 8 mm və uzunluğu 21 sm olan 2 hamar çubuq

8 mm diametrli və 10 sm uzunluğunda 2 hamar çubuq

Bubble wrap

ELEKTRONİK

1 çörək taxtası

1 ədəd arduino

1 pilləli motor

1 addımlı motor RS PRO Hybrid, Daimi Maqnitli Step Motor 1.8 °, 0.22Nm, 2.8 V, 1.33 A, 4 Tel

2 mikro açar V-156-1C25

1 elektromaqnit ZYE1-0530

Enerji təchizatı

2 ədəd banan bağlayıcısı

45 keçid teli

6 keçirici kabel

Diod 1N4007

Transistor IRF5402

3 rezistor 4, 7 kohm

2 DRV8825 sürücü

1 düymə açarı

VİDALAR, NUTLAR VƏ SABİTLƏR

42 mm vida 16 mm uzunluğunda M3

10 mm uzunluğunda 4 vida M3

16 mm uzunluğunda 4 vida M4

2 vida M2, 5 16 mm uzunluğunda

52 uyğun qoz -fındıq

2 polad düz yuyucu M3

İSTİFADƏLİ ALETLƏR

Lazer kəsmə maşını

3D printer (Ultimaker 2 və ya Prusa)

Tornavida

Addım 2: CAD Dosyaları

Qalınlığı 3 mm olan LAZER KESMƏ

-dəstəkləyici lövhələr

-açarı qaldırmaq üçün dəstək

-iynə üçün hərəkətli dəstək

-baloncuk sahibi

-4 hündürlüyü dəstəkləyir

3D ÇAP

-motora dəstək

-yivli çubuğu dəstəkləyin

-şprisli nasos

-iynə dəstəyi

-şpris üçün dəstək

Addım 3: Montaj

Başlamaq üçün 3 fərqli elementdən ibarət taxta bir baza hazırladıq: hər şeyi bir yerdə tutmaq üçün alt boşluq, şaquli bir boşluq və üçbucaqlı bir plaka.

Şəkildə görə bilərsiniz ki, fərqli lövhələrdə T şəkilli naxışlar təkrarlanır. Bu naxışlar montajı düzəltmək və əsasın möhkəm olmasını təmin etmək üçün istifadə olunur. İki açar piston və mobil modul üzərində yerləşdirilir. Bu, müvafiq olaraq pistonun maksimum genişlənməsi və mobil modulun həddindən artıq sağ mövqeyi haqqında bir istinad verməyə imkan verir.

Əlavə olaraq, step-motorlar dörd çaplı vintlər ilə 3D printerlə yaradılan dəstəyə bərkidilir. Bu dayaqda iki dik çuxur şaquli lövhəyə bərkidilməyə imkan verir. Mühərriklərin iki fırlanma oxuna və dörd hamar çubuğa bağlanan yivli çubuqlar, mühərriklərin antipodunda yerləşən əlavə dayaqlar tərəfindən tutulur. Buna əlavə olaraq, yivli çubuğu step motorlarının fırlanma oxuna bağlamaq üçün bağlayıcılardan istifadə olunur.

Şpris də üfüqi lövhəyə vidalanmış bir mötərizə ilə sabitlənir. Pistonu dönərkən yivli çubuq boyunca uzanan trapezoid parçası ilə sıxmaq olar. Bu hissənin içərisində bir qoz ilə təchiz edilmiş bir çuxur var. Bu qoz trapezoidal hissənin hərəkət etməsinə imkan verir.

Tüp, şprisin ucuna bağlanaraq şprisə bağlanır. Borunun digər ucu kiçik bir ağ PLA parçasının halqasına yapışdırılır. Şprisin bir hissəsi olan metal ucu da borunun ucuna yapışdırılmışdır. Ağ parçanın diametrini daha yaxşı doldurmaq üçün iynəyə şpris qapağını əlavə etdik. Qapağın sonunda iynə ucunun keçməsinə imkan verən bir çuxur var. Bu kiçik ağ hissə, mobil modulun sürüşmə lövhəsində iki vida ilə vidalanmışdır.

Mobil modul, bazanı təşkil edən lövhələrlə eyni şəkildə bərkidilmiş taxta hissələrdən ibarətdir. Modul, iki hamar çubuğu və yivli çubuğu qəbul etmək üçün üç delikli bir qutu meydana gətirir. Bu qutunun içərisində modulun hərəkət etməsinə imkan verən iki qoz -fındıq var. Modulun üst lövhəsi iki hamar çubuq boyunca sürüşür. Modulun daxili mərkəzində, sabit bir plaka xətti elektromaqnit tutur. Bu, sürüşmə lövhənin irəli və irəli xətti hərəkətlər etməsinə imkan verir.

Vida ilə bağlanmış yuyuculardan istifadə edərək iki delikli dilin birbaşa şaquli lövhəyə bərkidilməsinə imkan verən iki taxta mötərizə var. Bu iki çubuq ortasında bir baloncuk sarğı zolağı bağlayır. Buradakı köpük kağızı, kompüter tərəfindən kodlanmış 7 bitə uyğun olan yeddi baloncukdan ibarətdir.

Şaquli lövhənin digər tərəfində PCB və arduino var. PCB, əvvəlcə mövcud olan bir yapışdırıcı sistem vasitəsilə üfüqi lövhəyə yapışdırılır və arduino alt lövhəyə vidalanır. Buna əlavə olaraq, taxta üçbucaqlı hissəyə vidalanmış PCB ilə əlaqəli müqavimətli bir bölücü var. (ŞƏKİL: sistemin arxası)

*Sistemə daxil olan vintlərin hər biri uyğun boltlarla möhkəmlənir.

Addım 4: Elektronika və Sensorlar

Baloncukların rənglənməsi üçün baloncukların dəqiq mövqelərinə çatmağa başladıqda, yuxarı pilləli motorun vəziyyətini bilməliyik. İlk keçidin məqsədi budur. Cihaz hər dəfə bir xətt çəkərkən, keçid vəziyyəti dəyişənə qədər motor dönər.

Şprisə basan pistonun pistonun sonuna çatdığını bilmək üçün başqa bir açar lazımdır. İkinci keçid, şpris boş olduqda sistemi dayandırmaq üçün istifadə olunur. Üçüncü isteğe bağlı açar, şpris doldurulduqda boyama işini davam etdirə bilər. Bu açarlar aşağı gərginlikdən istifadə edir və birbaşa arduino tərəfindən təchiz edilə bilər. İki pilləli mühərrik və maqnit daha çox gücə ehtiyac duyur və 12V və 1A ötürən bir generatorla təchiz edilir. İki DRV8825 pilləli motor sürücüsü, arduinodan gələn siqnalları mühərriklər üçün bir cərəyana çevirir. Bu sürücülərin kalibrlənməsi lazımdır. Kalibrləmə, bir pilləni sabit sürətlə döndərmək və iynəni və dəstəyi hamar bir şəkildə hərəkət etdirmək üçün fırlanma anına çatana qədər sürücünün vintini tənzimləməklə aparılır. Son element elektromaqnitdir. Arduino tərəfindən heç bir cərəyan göndərilmədikdə, bir aşağı çəkmə rezistoru mosfeti sıfırlamaq üçün istifadə olunur. Elektronikanın digər hissələrini qorumaq üçün elektromaqnitə geri dönən bir diod da əlavə olunur. Mosfet maqnitini yüksək və aşağı vəziyyət arasında dəyişir.

Addım 5: Python Kodu

Python istifadə edərək kompüterlə arduino arasında ünsiyyət qurmaq üçün özümüzü bu forumda verilən kodlara əsaslandıq:

Step motorunu idarə etmək üçün bu sayt çox kömək etdi: https://www.makerguides.com/drv8825-stepper-motor-driver-arduino-tutorial/ Və arduinonun əsaslarını anlamaq üçün 'arduino layihələri kitabı' da çox faydalı. Kodun iki hissəsi var: birincisi, ascii ikili kodundakı hərfi çevirən və onu arduinoya tədricən göndərən bir python kodu, ikincisi isə müvafiq baloncuklara girən bir arduino kodudur. Aşağıdakı axın cədvəli arduino kodunun prinsipini izah edir:

Addım 6: Video

İşləyən layihə!

Addım 7: Təkmilləşdirmələr

Layihə müxtəlif yollarla təkmilləşdirilə bilər. Birincisi, bir xəttdəki baloncukların sayı asanlıqla artırıla bilər. Daha uzun ikili kodlar götürməklə, məsələn, girişdə bir əvəzinə iki hərf yazmaqla edilə bilər. ASCII kodu bundan sonra iki dəfə daha uzun olacaq.

Ən əhəmiyyətli təkmilləşdirmə, baloncukları yalnız x oxu boyunca deyil, y oxu boyunca da doldurmaqdır. Baloncuk doldurulması 1D əvəzinə 2D olaraq ediləcək. Bunun ən asan yolu, motoru qaldırmaq və endirmək əvəzinə köpük kağızının hündürlüyünü dəyişməkdir. Bu, qabarcıq kağız tutucusunun kənarını lövhəyə deyil, 3D çaplı dəstəyə asmaq deməkdir. Bu dəstək, özü bir pilləli mühərrikə qoşulmuş yivli bir çubuğa bağlanacaq.

Addım 8: Qarşılaşılan problemlər

Qarşılaşdığımız əsas problem elektromaqnitdir. Həqiqətən, çətin və ağır üçüncü mühərrikə sahib olmamaq üçün, elektromaqnit mükəmməl bir kompromis kimi görünürdü. Bəzi testlərdən sonra sərtlik daim çox aşağı olduğunu sübut etdi. Buna görə ikinci bir bahar əlavə edilməli idi. Üstəlik, yalnız çox yüngül yükləri hərəkət etdirə bilir. Fərqli elementlərin tənzimlənməsinə yenidən baxmaq lazım idi.

Şpris pompası da problem idi. Birincisi, sonsuz çubuğa bağlana bilən və eyni zamanda pistonu itə biləcək bir hissə modelləşdirilməli idi. İkincisi, parçalanmanın qarşısını almaq üçün stresin paylanması vacibdir. Üstəlik, 2 pilləli mühərriklər eyni deyil: eyni xüsusiyyətlərə malik deyillər, bu da bizi gərginlik bölücü əlavə etməyə məcbur etdi. Su boyasından istifadə etməli olduq (bizim vəziyyətimizdə seyreltilmiş gouache), çünki çox qalın bir boya iynədən keçməyəcək və boruda çox təzyiq itkisinə səbəb olacaq.