Avtomatik həb dispenseri: 10 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Biz Brüssel Mühəndislik Fakültəsinin (qısaca "Bruface") elektro-maşınqayırma mühəndisiyik. Bu, Brüsselin mərkəzində yerləşən iki universitetin təşəbbüsüdür: Libre de Bruxelles Université (ULB) və Vrije Universiteit Brussel (VUB).

Proqramın bir hissəsi olaraq Mexatronika kursu üçün əsl işləyən bir mekatronik sistem hazırlamalı olduq.

Nəzəri kurslarda fərqli komponentlərin real tətbiqlərə necə birləşdirilməsini öyrəndik. Bundan sonra, bir Arduino mikrokontrolörünün əsasları və bir mekatronika sistemini necə idarə etməsi haqqında bir məlumat əldə etdik. Kursun məqsədi mexatronik sistemi dizayn etmək, istehsal etmək və proqramlaşdırmaq idi.

Bütün bunlar qrup halında edilməlidir. Qrupumuz iki Çinli, iki Belçikalı və bir Kamerunlu tələbədən ibarət beynəlxalq bir komanda idi.

İlk növbədə Albert De Beir və professor Bram Vanderborghtun dəstəyinə görə təşəkkürümüzü bildirmək istəyirik.

Bir qrup olaraq bir sosial problemi həll etməyə qərar verdik. Yaşlanan əhali qlobal bir problemə çevrildikdə, baxıcıların və tibb bacılarının iş yükü çox böyük olur. İnsanlar yaşlandıqca çox vaxt daha çox dərman və vitamin qəbul etməli olurlar. Avtomatik bir həb dispenseri ilə, ağlı başında olmayan yaşlıların bir az da müstəqil olaraq bu vəzifənin öhdəsindən gəlməsi mümkündür. Bu baxımdan baxıcılar və tibb bacıları daha çox asılı xəstələrə daha çox vaxt ayıra bilərlər.

Bəzən bir az unutqan və həblərini qəbul etməyi unutmayan hər kəs üçün çox faydalı olardı.

Beləliklə, mekatronik sistem istifadəçiyə həb almasını xatırladan və eyni zamanda həbləri dağıdan bir həll təqdim etməlidir. Hər kəsin istifadəsini mümkün etmək üçün avtomatik həb dispenserinin istifadəçi dostu olmasını da istərdik: yaşından asılı olmayaraq!

Addım 1: Materiallar

Korpus:

• Mdf: daxili qutu üçün 4 mm qalınlıq
• Mdf: xarici qutu üçün 3 və 6 mm qalınlıq

Məclis

• Cıvata və qoz -fındıq (M2 və M3)
• Kiçik bilyalı rulman

Mikro nəzarətçi:

Arduino UNO [Sifariş linki]

Elektron hissələr

• Boş dövrə lövhəsi [Sifariş linki]
• Kiçik Servo motor 9g [Sifariş linki]
• Kiçik DC motorlu 5V [Sifariş linki]
• Transistor: BC 237 (NPN bipolyar tranzistor) [Sifariş linki]
• Diod 1N4001 (50V Peaks tərs gərginliyi) [Sifariş linki]
• Passiv səs siqnalı: Transducteur piezo
• LCD 1602

• Rezistorlar:

  • 1 x 270 ohm
  • 1 x 330 ohm
  • 1 x 470 ohm
  • 5 x 10k ohm
• İnfraqırmızı yayıcı
• İnfraqırmızı detektor

Addım 2: Daxili Kassa

Daxili qutu, bütün daxili mexanika və elektronikanı ehtiva edən bir qutu olaraq görülə bilər. Lazımi formada kəsilmiş 4 mm MDF 5 lövhədən ibarətdir. Əlavə edə biləcəyiniz isteğe bağlı altıncı bir boşqab da var. Bu isteğe bağlı altıncı parça kvadrat şəklindədir və qapaq kimi istifadə edilə bilər. 5 lövhə (alt və dörd tərəf) bir -birinə mükəmməl uyğunlaşacaq şəkildə tapmaca şəklində hazırlanmışdır. Onların montajı vintlər ilə gücləndirilə bilər. Təyyarələrdə artıq digər hissələrin yerləşəcəyi və ya boltların yerləşdiriləcəyi deliklər var.

Addım 3: Daxili Mexanizm

DISPENSING MEKANİZMASI

Mexanizm

Həb vermə mexanizmimiz belədir: istifadəçi həbləri qutunun üstündəki saxlama bölməsinə qoyur. Bu bölmənin alt boşqabı əyilmiş olduğundan, həblər avtomatik olaraq üst boruya düşəcək və burada yığılacaq. Bu borunun altında, yalnız bir həbin mükəmməl uyğun olduğu kiçik bir çuxurlu bir silindr var. Bu kiçik çuxur borunun altında yerləşir ki, həblər onun üstünə yığılsın, ilk həb isə silindrin deliyində qalsın. Bir həb alınmalı olduqda, silindr (həb olan) 120 dərəcə fırlanır və silindrdə olan həb ikinci silindrə düşür. Bu ikinci silindr, bir həbin həqiqətən silindrdən düşüb düşmədiyini təyin edən bir sensorun yerləşdiyi yerdir. Bu geribildirim sistemi kimi xidmət edir. Bu borunun bir tərəfi digərindən daha hündürdür. Bunun səbəbi, bu tərəfin həbin ikinci borunun üzərinə düşməsini maneə törətməsi və beləliklə həbin boruya düşəcəyini və sensor tərəfindən aşkarlanmasını təmin etməyə kömək etməsidir. Bu borunun altında kiçik bir sürüşmə var ki, düşən həb daxili qutunun önündəki çuxurda sürüşəcək.

Bütün mexanizm bir neçə hissədən ibarətdir:

• Lazerlə kəsilmiş hissələr

  1. Saxlama bölməsinin aşağı əyilmiş boşqabı.
  2. Saxlama bölməsinin yan əyilmiş lövhələri

• 3D çaplı hissələr

  1. Üst boru
  2. Silindr
  3. Eksen
  4. Aşağı boru (alt boruya və sensor bölməsinə baxın)
  5. Slayd

• Digər hissələr

  Roll Rulman

Lazer kəsmə və ya 3D çap üçün lazım olan hissələrimizin bütün sənədlərini aşağıda tapa bilərsiniz.

Fərqli hissələr və onların yığılması

SAXLAMA BÖLMƏ PLAYLARI

Saxlama bölməsi lazerlə kəsilmiş üç lövhədən ibarətdir. Bu lövhələr bir -birinə və daxili qutuya yığılıb bağlana bilər, çünki gözə çarpan dəlikləri və kiçik parçaları var. Bu, hamısının bir tapmaca kimi uyğunlaşması üçündür! Deliklər və gözə çarpan parçalar artıq lazerlə kəsilən CAD sənədlərinə əlavə olunur.

YUKARI BORU

Üst boru yalnız daxili qutunun bir tərəfinə bağlıdır. Özünə yapışdırılmış bir boşqabın köməyi ilə bağlanır (3D çap üçün CAD rəsminə daxildir).

SİLİNDİR & RULMAN RULMANI

Silindr qutunun 2 tərəfinə bağlıdır. Bir tərəfdən, bir həb düşmək məcburiyyətində qalanda fırlanma hərəkətinə səbəb olan servo motora bağlıdır. Digər tərəfdən, bu

ALT BORU VƏ SENSÖR BÖLMƏSİ

Həb vermə mövzusunda algılama vacib bir hərəkətdir. Ayrılmış bir həbin xəstə tərəfindən uyğun bir zamanda alındığına dair bir təsdiq almalıyıq. Bu funksiyanı əldə etmək üçün müxtəlif dizayn addımlarını nəzərə almaq vacibdir.

Doğru aşkarlayıcı komponentlərin seçilməsi:

Layihə təsdiqləndikdən sonra, qutudan bir həbin keçməsini təsdiqləyəcək uyğun bir komponent axtarmalı olduq. Sensorları bilmək bu iş üçün faydalı ola bilər, əsas çətinlik dizaynla uyğun olacaq növü bilmək idi. Tapdığımız ilk komponent, İQ yayıcısı və İK fototransistor diodundan ibarət olan bir fotoşəkil ötürücüsü idi. 25/64 '' yuvalı PCB HS 810 fotointeruptor, uyğunluq səbəbiylə mümkün açı konfiqurasiya probleminin qarşısını almağa kömək edən bir həll idi. Həndəsə səbəbiylə istifadə etməmək qərarına gəldik, buruna daxil etmək çətin olacaq. Müvafiq bir layihədən gördük ki, sensoru kimi daha az komponenti olan İK detektorlu İQ yayıcıdan istifadə etmək mümkündür. Bu IR komponentləri müxtəlif formalarda ola bilər.

Sensoru deşən həb başlığının 3D çapı

Sensor olaraq istifadə ediləcək əsas komponenti ayırd edə bildikdən sonra, onların nozzle necə yerləşdiriləcəyini yoxlamaq vaxtı gəldi. Burun, fırlanan silindrdən həbin sərbəst keçməsi üçün 10 mm daxili diametrə malikdir. Algılayıcı elementlərin məlumat vərəqi ilə, nozzle səthinin ətrafında komponentin ölçüsünə uyğun olan deşiklərin qoyulmasının əlavə bir üstünlük olacağını başa düşdük. Bu deliklər səthin hər hansı bir nöqtəsində yerləşdirilməlidirmi? yox, çünki maksimum təsbit əldə etmək üçün bucaqlılığın qiymətləndirilməsi lazımdır. Yuxarıdakı spesifikasiyalara əsaslanaraq bir prototip çap etdik və aşkarlanmasını yoxladıq.

Mümkün şüa bucağı və aşkarlama bucağının qiymətləndirilməsi

Sensor komponentlərinin məlumat vərəqindən şüa və aşkarlama bucağı 20 dərəcədir, bu da həm yayan işıq, həm də detektorun 20 dərəcə geniş bir aralığa malik olması deməkdir. Bunlar istehsalçıların spesifikasiyası olsa da, sınamaq və təsdiqləmək hələ də vacibdir. Bu, sadəcə bir LED yanında bir DC mənbəyi təqdim edən komponentlərlə oynamaqla edildi. Nəticə, onları bir -birinin əksinə yerləşdirmək idi.

Məclis

Borunun 3D çap dizaynında 4 deşikli bir plaka var. Bu deliklər, boltlar istifadə edərək borunu daxili korpusa bağlamaq üçün istifadə olunur.

Addım 4: Elektronikanın Daxili Mexanizmi

Dağıtma mexanizmi:

Dağıtma mexanizmi böyük silindrin fırlanması üçün kiçik bir servomotordan istifadə etməklə əldə edilir.

'Reely Micro-servo 9g' servo motor üçün sürücü pimi birbaşa mikrokontrolöre bağlıdır. Mikro nəzarətçi Arduino Uno, servo motorun idarə edilməsi üçün asanlıqla istifadə edilə bilər. Bunun səbəbi servo motor hərəkətləri üçün quraşdırılmış kitabxananın olmasıdır. Məsələn, 'yaz' əmri ilə 0 ° və 120 ° istədiyiniz açılara çatmaq olar. (Bu, 'servo.write (0)' və 'servo.write (120)' ilə layihə kodunda edilir).

Vibratör:

Balanssız kiçik fırçasız DC motor

Bu balanssızlıq, mühərrik oxunu kiçik bolt və qoz ilə birləşdirən plastik bir parça ilə əldə edilir.

Mühərrik kiçik bir tranzistor tərəfindən idarə olunur, çünki rəqəmsal pin 40.0 mA -dan yüksək cərəyanlar verə bilmir. Arduino Uno mikro nəzarət cihazının Vin pinindən cərəyan verərək, 200.0 mA -a qədər cərəyan əldə edə bilərsiniz. Bu, kiçik DC motorunu işə salmaq üçün kifayətdir.

Motorun gücü qəfil dayandırıldıqda, motorun öz indüktansına görə cərəyan zirvəsinə çatırsınız. Beləliklə, mikrokontrolöre zərər verə biləcək cərəyanın geri axışını qarşısını almaq üçün motor əlaqələrinin üzərinə bir diod qoyulur.

sensor sistemi:

Bir həbin keçməsini təsdiqləmək üçün Arduino Uno mikro nəzarətçisinə qoşulmuş infraqırmızı emitör diodundan (LTE-4208) və infraqırmızı detektor diodundan (LTR-320 8) istifadə etmək. Bir həb düşdükdə, qısa müddətdə infraqırmızı emitör diodunun işığına kölgə salacaqdı. Arduino analoqundan istifadə edərək bu məlumatı əldə edərdik.

aşkarlanması üçün:

analoji Oxu (A0)

Addım 5: Xarici Kassa

• Ölçülər: 200 x 110 x 210 mm

• Material: orta sıxlıqlı lövhə

  Çarşaf qalınlığı: 3 mm 6 mm

• İşləmə üsulu: lazerlə kəsmə

Xarici kassa üçün lazer kəsmə səhvləri səbəbindən fərqli qalınlıqlarda istifadə etdik. Bütün təbəqələrin sıx birləşə biləcəyinə əmin olmaq üçün 3 mm və 6 mm seçirik.

Ölçülərə görə, daxili korpus və elektron qurğular üçün yer nəzərə alınmaqla, xarici qutunun eni və hündürlüyü içəridən daha böyükdür. Uzunluğu elektron cihazlara yer ayırmaq üçün daha uzundur. Bundan əlavə, həblərin qutudan asanlıqla düşə biləcəyinə əmin olmaq üçün daxili və xarici qutunu çox yaxın saxladıq.

Addım 6: Xarici Elektronika

Xarici elektronika üçün robotumuzun insanlarla ünsiyyət qurmasına icazə verməli olduq. Buna nail olmaq üçün komponentlərimiz olaraq bir LCD, səs siqnalı, LED və 5 düymə seçdik. Həb dispenserinin bu hissəsi zəngli saat kimi işləyir. Həb qəbul etmək üçün doğru vaxt deyilsə, LCD yalnız vaxtı və tarixi göstərəcək. Xəstə bir həb qəbul etməli olduğu zaman, LED yanacaq, səs siqnalı musiqi çalacaq və LCD -də "Sağlamlıq və xoşbəxtlik diləyirəm" göstəriləcək. Saatı və ya tarixi dəyişdirmək üçün ekranın altından da istifadə edə bilərik.

LCD -ni aktiv edin

LCD-1602-dən birbaşa mikrokontrolörə qoşulmaq üçün istifadə etdik və LCD-ni işə salmaq üçün LiquidCrystal lcd funksiyasından istifadə etdik.

Buzzer

Fərqli tezliklərdə səslər çıxara bilən passiv bir səs siqnalı seçdik.

Zilin "Göy şəhəri" və "Xoşbəxt Acura" mahnılarını çalması üçün dörd sıra təyin etdik. İki mahnının not məlumatlarını saxlayan ikisi "tune" adlanır. Digər iki seriala isə "Duration" adı verildi. Bu seriallar ritmi saxlayır.

Daha sonra mənbə kodunda görə biləcəyiniz musiqi çalan bir döngə qururuq.

Vaxt

İkinci, dəqiqə, saat, tarix, ay, həftə və il üçün bir sıra funksiyalar yazdıq.

Zamanı hesablamaq üçün millis () funksiyasından istifadə etdik.

Üç düyməni istifadə edərək, 'seçin', 'artı' və 'eksi', vaxt dəyişdirilə bilər.

Hamımızın bildiyimiz kimi, bəzi komponentləri idarə etmək istəyiriksə, arduino sancaqlarından istifadə etməliyik.

İstifadə etdiyimiz sancaqlar aşağıdakılardır:

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

Bruzzer: Pin 10

Servo motor: Pin 11

Titrəmə üçün motor: Pin12

Sensor: A0

Düymə1 (lər): A1

Düymə2 (üstəgəl): A2

Düymə3 (eksi): A3

Düymə4 (həbləri götür): A4

LED: A5

Addım 7: Ümumi montaj

Nəhayət, yuxarıda göstərilən şəkildəki kimi ümumi montajı əldə edirik. Kifayət qədər sıx olduğundan əmin olmaq üçün bəzi yerlərdə yapışqan istifadə etdik. Maşının içərisindəki bəzi yerlərdə kifayət qədər möhkəm olması üçün lent və vintlərdən də istifadə etdik. CAD rəsmlərimizin STEP faylını bu addımın altında tapa bilərsiniz.

Addım 8: Kodun Yüklənməsi

Addım 9: Epilog

Maşın istifadəçini dərman qəbul etməsi üçün xəbərdar edə bilir və lazımi miqdarda həb verir. Ancaq təcrübəli və təcrübəli bir əczaçı ilə müzakirə etdikdən sonra bəzi fikirlər söyləmək lazımdır. İlk problem, konteynerdəki havaya uzun müddət məruz qalan həblərin çirklənməsidir, beləliklə keyfiyyəti və effektivliyi azalacaq. Normalda həblər alüminium bir tabletdə yaxşı bağlanan bir qabda olmalıdır. İstifadəçi müəyyən bir müddət ərzində A həbi verdikdə və sonra B həbini verməyə ehtiyac duyduqda, A həbinin çirkləndirici həbi hissəciklərinin olmamasını təmin etmək üçün maşını təmizləmək olduqca mürəkkəbdir.

Bu müşahidələr, bu maşının təqdim etdiyi həll yoluna tənqidi bir baxış verir. Bu çatışmazlıqları aradan qaldırmaq üçün daha çox araşdırmaya ehtiyac var …

Addım 10: İstinadlar

[1]

[2] Wei-Chih Wang. Optik Detektorlar. Milli Tsing Hua Universiteti Güc Mexanika Mühəndisliyi Bölümü.