АВТОМАТТЫ ТАБЫС ДИПЕНСЕРІ: 14 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл пациентке дәрі таблеткаларының дұрыс мөлшері мен түрін беруге қабілетті таблетка тарататын робот. Таблетканың дозалануы дабылдың алдында тәуліктің дәл уақытында автоматты түрде орындалады. Бос болған кезде пайдаланушы машинаны оңай толтырады. Бөлу және толтыру механизмі роботқа Bluetooth арқылы қосылған қосымша арқылы және екі түйме арқылы басқарылады.

Bruface Mechatronics жобалық тобы 2

Команда мүшелері: Федерико Гхези

Андреа Молино

Джулия Иетро

Мохаммад Факих

Мухамад Лаккис

1 -қадам: сатып алу тізімі

• Adafruit Motor Shield v2.3 (құрастыру жиынтығы) - Arduino үшін мотор/Stepper/Servo Shield
• Kwmobile ылғалдылық температура сенсоры
• AZDelivery Carte Arduino PCM2704 KY-006 Buzzer Passive үшін
• AZDelivery Real Time Clock, RTC DS3231 I2C, Rasperry Pi
• 2. 28byj 48 DC 5 V 4 Arduino үшін ULN2003 модулімен fil de 5 Micro қадамының фазасы
• AZDelivery Prototypage Arduino UNO R3 прототиптік қалқаны
• AZDelivery PAQUET HD44780 LCD 1602, 2X16 таңба + интерфейс I2C
• OfficeTree® 20 шағын магниттері OfficeTree® 20 6x2 мм
• БІРІКШІЛІК ПОЛОЛУ-1203 UNIVERSAL MOUNTIBG HUB
• 40 істікшелері 30 см еркек -аналық секіруге арналған сым
• Дәнекерлемейтін тақта - 830 тесік
• USB 2.0 A - B M/M 1.80M
• Arduino үшін Pir қозғалыс сенсоры
• AWG Breadboard Jumper Wire One Pin жиынтығы
• R18-25b басқыш 1p Өшіру (қосулы)
• L-793id жарықдиодты 8мм қызыл таралған 20мкд
• L-793gd жарықдиодты 8мм жасыл жасыл 20мкд
• 2 x Poussoir Mtallique Carr+Avec Capuchon Bleu
• 6x6 мм тактілі қосқыш
• 70x40 мм 2 өлшемді
• бұрандалы пластина 64 мм
• алюминий 12 мм
• ультрагель 3 гр
• 50 нагель 2х35
• LCD rgb артқы жарығы
• 6,4 мм білікті 2 шарикті мойынтіректер
• 2 толық MDF парағы лазермен кесуге арналған
• Лазермен кесуге арналған 1 дана плексиглас
• 1 потенциометр
• Arduino Uno

2 -қадам: Компоненттерді таңдау бойынша техникалық кеңестер

Дозалау және толтыру тетіктері таблеткалары бар дөңгелектердің үлкен дәлдігін және аз қозғалысын қажет етеді. Осы себепті біз екі сатылы қозғалтқышты қолдануды шештік.

Stepper Motors - бұл тұрақты үйкеліс және инерциялық жүктемелердің кең спектрін басқара алады, кері байланыс қажет емес. Қозғалтқыш сонымен қатар позицияны өлшейтін құрал болып табылады: позиция мен жылдамдық сенсорлары қажет емес. Сонымен қатар, олар керемет қайталану қабілетіне ие және дәл сол жерге оралады.

Қозғалтқыш қалқаны екі сатылы қозғалтқышты басқарады. Ол қозғалтқыштардың бағытын да, жылдамдығын да басқаруға мүмкіндік беретін 4 H-көпірінен тұрады. Қозғалтқыш қалқанының көмегімен біз бос түйреуіштердің санын көбейтеміз.

Таблеткалар әрқашан жақсы жағдайда екеніне сенімді болу үшін ылғалдылық пен температура сенсорлары диспенсердегі температура мен ылғалдылықты бағалайды.

Қолданушыға оның емделу уақыты келгенін хабарлау үшін біз дыбыстық сигналмен және нақты уақыттағы сағатпен дабыл жасадық. RTC модулі батареяда жұмыс істейді және микроконтроллерді қайта бағдарламаласақ та, негізгі қуатты ажыратсақ та уақытты қадағалай алады.

Екі түйме мен RGB сұйық кристалды дисплей пайдаланушыға диспенсермен өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді. Сондай -ақ, пайдаланушы смартфонға арналған қосымша арқылы өзінің емі мен емделу уақытын белгілей алады. Ол өзінің жеке құрылғысын Bluetooth байланысы арқылы байланыстыра алады (Bluetooth модулі Arduino -ға қосылған).

PIR сенсоры қозғалысты анықтайды, егер қолданушы дәрі қабылдаса және диспенсердің дұрыс жұмысы туралы кері байланыс берсе. Оның сезімталдығы мен анықталу ауқымының кеңдігіне байланысты, қажетсіз өлшеулерден аулақ болу үшін, кейбір бағыттарға әдейі кедергі жасалды.

3 -қадам: Өндірістік бөлік

Төменде 3D принтермен немесе лазерлік кескішпен шығарылатын бөлшектердің толық тізімі берілген. Барлық өлшемдер мен геометриялық аспектілер берік қосылыстары бар бөлшектердің сәйкес келуі, сондай -ақ жақсы көрінуі үшін таңдалады.

Алайда, өлшемдер мен геометриялық аспект әртүрлі мақсаттарға байланысты өзгеруі мүмкін. Келесі бөлімдерде мұнда көрсетілген барлық компоненттердің АЖЖ табуға болады.

Атап айтқанда, жобаның бастапқы идеясы таблеткалардың ең көп мөлшерін және әртүрлілігін беру үшін дөңгелектері көп таблетка диспенсерін құру болды. Курстың ауқымы үшін біз тек 2 -іне ғана назар аудардық, бірақ дизайнға аз ғана өзгеріс енгізгенде, дөңгелектерді көбірек қосып, мақсатқа жетуге болады. Сондықтан біз сізге дизайнды еркін түрде өзгерту мүмкіндігін бердік, осылайша сізге ұнайтын болса, оны өзгертуге және оны кез келген жеке талғамға бейімдеуге болады.

Міне, жақша арасындағы қалыңдығы бар 3d басылған және лазермен кесілген барлық бөліктердің тізімі:

• артқы пластина (mdf 4 мм) x1
• негізгі пластина (mdf 4 мм) x1
• алдыңғы тақтайша (mdf 4 мм) x1
• бүйірлік пластина_ тесік жоқ (mdf 4 мм) x1
• бүйірлік пластина_ тесік (mdf 4 мм) x1
• arduino пластинасы (mdf 4 мм) x1
• тік тіреуге арналған пластина (mdf 4 мм) x1
• қосқыш тақта (mdf 4 мм) x1
• доңғалақтың қақпағы үшін пластина (mdf 4 мм) x2
• дөңгелекке арналған пластина (mdf 4 мм) x2
• үстіңгі тақтайша (плексиглас 4 мм) x1
• ашу тақтасы (mdf 4 мм) x1
• мойынтірек ұстағыш (3D басып шығарылған) x2
• қақпақ дөңгелегі (3D басып шығарылған) x2
• шұңқыр (3D басып шығарылған) x1
• воронка табаны (3D басылған) x2
• PIR ұстағышы (3D басып шығарылған) x1
• доңғалақ қақпағына арналған штепсель (3d басылған) x2
• доңғалақ (3D басып шығарылған) x2

4 -қадам: Лазерлік кесуге арналған техникалық сызбалар

Қорапты құрастыру желімді пайдаланбау үшін жасалған. Бұл таза жұмыс жасауға мүмкіндік береді және қажет болған жағдайда кейбір мәселелерді шешу үшін бөлшектеуге болады.

Атап айтқанда, құрастыру болттар мен гайкалар арқылы орындалады. Тиісті геометрия тесігінде бір жағынан болт, екінші жағынан гайка барлық mdf пластиналары арасында берік байланыс болу үшін өте жақсы сәйкес келеді. Атап айтқанда, әр түрлі плиталарға қатысты:

• Бүйірлік пластинада Arduino мен компьютер арасында байланыс болуы үшін кабель өтетін тесік бар.
• Алдыңғы пластинада 2 саңылау бар. Ең төменгісі, адам таблетка салынған стаканды қабылдауға мәжбүр болған кезде қолдануға арналған. Екіншісі толтыру уақыты келгенде қолданылады. Бұл жағдайда дөңгелектің қақпағындағы саңылауды төменнен жабуға болатын штепсель (кейінірек дизайнды қараңыз) бар. Бұл қақпақтың орналасуы шынымен де осы екінші саңылауды қолдану арқылы жүзеге асады. Штепсель орнатылғаннан кейін түймелерді немесе қосымшаны қолдана отырып, адам дөңгелекті бір уақытта айналдыра алады және әр бөлімге таблетка қоя алады.
• Тіреу тақтасы дөңгелегі мен қақпағы сенімді және қатаң құрылымға ие болатын рельстерге вертикальды тірек болуы үшін орналастырылған.
• Ашылатын тақтайша қолданушының толтыру механизмін жеңілдету үшін, бұл сөзде айтылғандай жасалған
• Үстіңгі тақта, суреттен көріп тұрғандай, іште не болып жатқанын сырттан көру үшін плексигласспен жасалған.

Барлық басқа пластиналардың арнайы мақсаттары жоқ, олар барлық бөлшектердің бір -біріне сәйкес келуін қамтамасыз ету үшін жасалған. Кейбір бөлшектер барлық электронды заттарды (мысалы, Arduino және қозғалтқыштар) жіберу үшін әртүрлі өлшемдер мен геометриямен арнайы тесіктерді ұсына алады. 3d басып шығарылған материал (мысалы, шұңқыр мен PIR ұстағыш) дұрыс қосылған болуы керек.

5 -қадам: 5 -қадам: Лазерлік кесілген бөлшектерге арналған АЖЖ

6 -қадам: 3D басып шығаруға арналған техникалық сызбалар

3D басып шығарылған бөліктер университеттің Fablab зертханасында бар Ultimakers 2 және Prusa iMK принтерлерінің көмегімен жүзеге асырылады. Олар ұқсас, өйткені олардың екеуі де PLA материалын пайдаланады (біздің барлық басылған бөліктеріміз үшін пайдаланылады) және саптаманың өлшемдері бірдей. Атап айтқанда, жіңішке жіппен жұмыс істейтін Prusa жұмысы алынбалы пластинаның (желімді қолданудың қажеті жоқ) және негізгі тақтаның тегіс емес бетін толтыратын сенсордың арқасында қолданушыларға ыңғайлы.

Барлық 3D басып шығарылған бөлшектер біліктің қаттылығы үшін толтыру материалының тығыздығы 80% болатын дөңгелекті қоспағанда, стандартты параметрлерден шығып кетеді. Атап айтқанда, бірінші әрекетте толтыру материалының тығыздығы 20% қатені байқамай стандартты параметр ретінде қалдырылды. Басып шығарудың соңында доңғалақ жақсы орындалды, бірақ білік бірден сынды. Дөңгелекті қайта басып шығармау үшін, көп уақытты қажет ететіндіктен, біз ақылды шешімге келуді шештік. Біз білікті дөңгелекке бекітілетін негізі бар 4 қосымша тесікпен қайта басып шығаруды жөн көрдік, өйткені ол суретте көрінеді.

Мұнда әр компоненттің нақты сипаттамасы келтірілген:

• Мойынтіректерді ұстағыш: бұл компонент мойынтіректі дұрыс қалыпта ұстап тұру үшін жүзеге асады. Мойынтірек ұстағыш шын мәнінде өте дәл байланысқа ие болу үшін мойынтіректің диаметрінің дәл өлшемі бар орталықтандырылған тесікпен жүзеге асады. 2 қанат тек компонентті пластинаға дұрыс бекітуге арналған. Айта кету керек, мойынтірек дөңгелектің білігін ұстап тұру үшін пайдаланылады, әйтпесе бүгілуі мүмкін.
• Дөңгелек: 3d баспа біздің жобаның негізгі бөлігін құрайды. Ол таблеткалардың максималды мөлшерін ұстап тұру үшін мүмкіндігінше үлкен етіп жасалған, бірақ сонымен бірге жеңіл және қозғалтқыштармен басқаруға оңай. Сонымен қатар, ол таблеткалар жабысып қалмас үшін айналасында тегіс жиектермен жасалған. Онда, атап айтқанда, таблеткаларды бөлуге болатын 14 бөлім бар. Дөңгелекті мүмкіндігінше жеңіл етіп қалдыру үшін орталық бөлік, сондай -ақ әр секция арасындағы шекара босатылды. Содан кейін диаметрі 6,4 мм және ұзындығы 30 мм білік бар, ол екінші жағындағы мойынтірекке өте жақсы сәйкес келеді. Соңында қозғалтқышпен берік байланыс суретте көрінетін 4 саңылауға бір жағынан дөңгелегімен, екінші жағынан қадамдық қозғалтқышпен жалғанған білік қосқышы арқылы жүзеге асады.
• Дөңгелектің қақпағы: Дөңгелектің қақпағы дөңгелектің ішіндегі таблеткалар, егер олар доңғалақтың төменгі жағындағы ашылған бөлікке жетпесе, одан шыға алмайтындай етіп жасалған. Сонымен қатар, қақпақ дөңгелекті сыртқы ортадан қорғай алады, бұл дұрыс сақтауды қамтамасыз етеді. Оның диаметрі дөңгелектің өзінен сәл үлкен және 2 негізгі саңылауы бар. Төменгі таблетка босатуға арналған, ал жоғарыда бұрын толтырылған механизмді толтыру үшін қолданылады. Орталықтағы негізгі тесік дөңгелектің білігін өткізуге арналған, ал қалған 6 тесік пластина мен мойынтірекке қосылу үшін қолданылады. Сонымен қатар, төменгі жағында 2 кішкене магнит орналастырылған 2 тесік бар. Егжей -тегжейлі айтылғандай, олар штепсельдік ұшпен берік байланыс орнатуға арналған.
• Шұңқыр: Шұңқырдың идеясы, анық болжауға болатындай, дөңгелектен құлаған таблеткаларды жинап, түбіндегі шыныға жинау. Атап айтқанда, оны басып шығару үшін ол 2 түрлі кезеңге бөлінді. Шұңқырдың корпусы бар, содан кейін 2 фут қашықтықта басылады, әйтпесе басып шығару тым көп тіректерді білдіруі мүмкін. Соңғы құрастыру үшін екі бөлікті бір -біріне жабыстыру керек.
• PIR ұстағыш: оның функциясы - PIR -ді дұрыс қалыпта ұстау. Қабырғада төртбұрышты тесік бар, ол кабельдердің өтуіне мүмкіндік береді және 2 қолмен PIR -ді тұрақты қосылусыз ұстауға мүмкіндік береді.
• Штепсель: бұл кішкене компонент толтыру механизмін жеңілдету үшін жасалған. Жоғарыда айтылғандай, қайта толтыру уақыты келгенде, доңғалақтың қақпағының түбін ашамен жабу керек, әйтпесе толтыру кезінде таблеткалар құлап кетеді. Оны қақпақпен қосуды жеңілдету үшін 2 ұсақ тесік пен екі магнит бар. Осылайша қақпағы бар сілтеме берік және пайдаланушыға ыңғайлы. Оны орнына қоюға және жоюға болады.

7 -қадам: 7 -қадам: 3d басылған бөлшектерге арналған АЖЖ

8 -қадам: 8 -қадам: АЖЖ соңғы жиналысы

9 -қадам: Жеке компоненттерге арналған тесттер

Электрониканың барлық компоненттерін біріктірмес бұрын бірнеше жеке сынақтар жүргізілді, атап айтқанда, бейнематериалдар тарату мен толтыру механизміне, түймелердің жұмысына, жарықдиодты тестілеуге арналған дабылға арналған сынақтарды көрсетеді.

10 -қадам: Қорытынды жиналыс

Құрастырудың бірінші бөлігі роботтың құрылымдық бөлігін орнатуға арналған. Негізгі тақтада 2 бүйірлік тақтайша мен фронтальды тақта орнатылып, шұңқыр бекітілді. Бұл арада әр доңғалақ біліктің қосқышының көмегімен қадамдық қозғалтқышпен байланыстырылды, содан кейін қақпағымен бекітілді. Содан кейін доңғалақты қақпақ жүйесі тікелей роботқа орнатылды. Бұл кезде электронды компоненттер роботқа орнатылды. Ақырында, қалған плиталар жобаны аяқтау үшін жиналды.

11 -қадам: компоненттерді Arduino -ға қосу

12 -қадам: Бағдарламаның схемасы

Келесі схема бір дөңгелекке арналған біз жазған бағдарламаның логикасын көрсетеді.

13 -қадам: бағдарламалау

14-қадам: Робот- смартфонға қосымшаның қосылуы

Жоғарыда айтылғандай, роботпен байланыс роботқа Bluetooth модулі арқылы қосылған смартфон қосымшасы арқылы қамтамасыз етіледі. Келесі суреттер қосымшаның жұмысын көрсетеді. Біріншісі қосымшаның белгішесін білдіреді, екіншісі мен үшіншісі қолмен тарату механизмімен және уақытты реттеу мәзірімен айналысады. Соңғы жағдайда, тарату механизмі пайдаланушы таңдаған уақытта автоматты түрде орындалады.

Бұл қосымша Массачусетс технологиялық қосымшалар өнертапқыштары институтында (ai2.appinventor.mit.edu/?locale=en#6211792079552512) салынған.