Демонстрациялық автоматты үлгі алушы: 6 қадам

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

Бұл нұсқаулық Оңтүстік Флорида университетінің Makecourse жобасының талаптарын орындау үшін жасалған (www.makecourse.com)

Іріктеу - бұл кез келген дерлік ылғалдылықтың маңызды аспектісі, өйткені оларды зерттеу, өнеркәсіп және т.б. үшін маңызды ақпаратпен қамтамасыз ету үшін талдауға болады, алайда сынама алудың жиілігі шаршатады және демалыс, мереке және т. Автосынамалаушы мұндай сұранысты жоя алады және іріктеу кестесін және оны орындау үшін персоналды жоспарлау мен сақтау қажеттілігін жояды. Бұл нұсқаулықта демонстрациялық автоматты сынама оңай құрастыруға және басқаруға болатын қарапайым жүйе ретінде құрылды. Бұл жобаның дамуы туралы қысқаша түсінік алу үшін сілтеме жасалған бейнені қараңыз.

Төменде осы жобаны құру үшін пайдаланылатын материалдардың тізімі берілген, бұл компоненттердің барлығын дүкендерде немесе желіде жылдам іздеу арқылы табуға болады:

• 1 x 3-D принтері
• 1 x ыстық желім пистолеті
• 3 x бұрандалар
• 1 x бұрағыш
• 1 x Arduino Uno
• 1 x Нан тақтасы
• 1 x USB Arduino кабеліне
• 1 х 12В, 1А баррель штепсельдік сыртқы қуат көзі
• Iduino драйвері бар 1 х 12В перисталтикалық сорғы
• 1 x Nema 17 қадамдық қозғалтқышы EasyDriver
• 1 x магнитті қамысты қосқыш
• 2 x түймелер
• 1 х 25 мл сыйымдылығы бар құты
• 1 х 1,5 «х 1,5» стирофон блогы, ойылған
• Ардуино мен тақтаны қосуға арналған шнурлы сымдар
• CAD бағдарламалық жасақтамасы (яғни Fusion 360/AutoCAD)

1 -қадам: Сызықтық тірек пен пион жүйесін құрыңыз

Үлгіні алу үшін флаконды көтеру және төмендету үшін мен MingEngineerMike авторы есебінен Thingiverse (https://www.thingiverse.com/thing:3037464) компаниясынан алынған сызықты тірек пен тісті жүйені қолдандым. Дегенмен, кез келген сәйкес өлшемдегі тірек пен шпион жүйесі жұмыс істеуі керек. Бұл тірек пен пинион жүйесі бұрандалармен бірге орнатылады. Суреттерде серво көрсетілген кезде, қажетті моментті қамтамасыз ету үшін қадамдық қозғалтқыш қолданылды.

Ұсынылатын басып шығару параметрлері (барлық бөліктерді басып шығару үшін):

• Салдар: Жоқ
• Қолдау: жоқ
• Ажыратымдылық:.2мм
• Толтыру: 10%
• 3-D принтерінің сапасына байланысты басылған кемшіліктерді тегістеу жинақты тегіс етеді

2 -қадам: стендті дайындау

Сенсорлық блокты (кейінірек талқыланатын) орналастыру үшін және құтыға үлгі толтыру үшін перистальтикалық сорғыдағы түтікті орналастыру үшін стенд дайындау қажет. Бұл демонстрациялық модель болғандықтан, жол бойында өзгерістер енгізу қажет болғандықтан, модульдік тәсіл қолданылды. Әр блок ерлер мен әйелдердің конфигурациясына сәйкес келеді, олардың үш ұшында үш тесік/тесік бар, олар оңай өзгертуге, жинауға және бөлшектеуге мүмкіндік береді. Бұрыштық блок стендтің негізі мен үсті ретінде қызмет етті, ал екінші блок тіректің биіктігін ұзартуға қызмет етті. Жүйенің масштабы алынатын үлгі көлеміне байланысты. Бұл жүйе үшін 25 мл флакондар қолданылды және блоктар келесі өлшемдермен жасалған:

• H x W X D блогы: 1,5 «x 1,5» x 0,5 «
• Еркек/аналық түйреуіш радиусы x ұзындығы: 0.125 «x 0.25»

3 -қадам: сенсорлық блоктарды жасаңыз

Үлгісі бар құтыға толтыру үшін сенсорға негізделген тәсіл қолданылды. Магнитті қамысты қосқыш екі магнитті біріктіргенде перистальтикалық сорғыны іске қосу үшін қолданылады. Үлгіні алу үшін флакон көтерілгенде мұны істеу үшін, стендті дайындау үшін бірдей өлшемдегі блоктар мен ұқсас конструкциялар жасалған, бірақ олардың әр бұрышында түйреуіштер үшін төрт тесік бар (радиусы еркек/әйел сияқты) блоктардың түйреуіштері және ұзындығы 2 дюйм, бірақ блоктың сырғып кетуіне жол бермеу үшін сәл қалың басы бар) флаконды толтыратын құбыр үшін ортасында диаметрі тағы 0,3 дюйм болатын тесік. Әр блоктың бұрыштық тесіктерінен өтетін түйреуіштермен бірге екі сенсорлық блок жиналады. Түйреуіштердің ұшы блоктарды тұрақтандыру үшін жоғарғы сенсорлық блоктың бұрыштық тесіктерінде цементтелген, ыстық желім қолданылған, бірақ басқа желімдердің көпшілігі жұмыс істеуі керек. Коммутатордың әрбір жартысы әр блоктың бүйіріне жабысқан кезде, үлгіні алу үшін флаконды іске қосылған сызықтық тірек пен тістеуіш жүйесі көтергенде, ол төменгі блокты түйреуіштердің ұзындығына көтеріп, жоғарғы сенсорға сәйкес келеді. перистальтикалық сорғыны іске қосатын магниттік қосқыштарды блоктау және қосу. Төменгі блоктың түйреуіштердің ұзындығына (кем дегенде 1/8 «) жоғары және төмен сырғып кетуіне мүмкіндік беретін жеткілікті бос орын болуы үшін түйреуіштер мен бұрыштық тесіктерді жобалау маңызды екенін ескеріңіз.

4 -қадам: Басқару: Arduino коды мен қосылымдарын жасаңыз

А бөлімі: код сипаттамасы

Жүйе ойдағыдай жұмыс істеуі үшін осы қажетті функцияларды орындау үшін Arduino Uno тақтасы қолданылады. Басқаруды қажет ететін төрт негізгі компонент: бұл жағдайда жоғары және төмен түймелері бар процесті бастау, флаконды ұстайтын сызықтық тірек пен пиниондық жүйені көтеру мен төмендетуге арналған қадамдық қозғалтқыш, сенсорлық блоктар көтерілгенде іске қосылатын магнитті қамыс қосқышы. магнитті қамыс қосқышы қосылған кезде шишаны қосуға және толтыруға арналған перистальтикалық сорғы. Arduino жүйеге қажетті әрекеттерді орындауы үшін Arduino -да көрсетілген функцияның әрқайсысына сәйкес кодты жүктеу қажет. Бұл жүйеде қолданылған код (орындауды жеңілдету үшін түсініктеме берілген) екі негізгі бөліктен тұрды: негізгі код, және тақырыптан (.h) және C ++ (.cpp) тұратын қадамдық мотор класы және сәйкес атаулары бар pdf файлдар ретінде тіркеледі. Теориялық түрде бұл кодты көшіруге және қоюға болады, бірақ тасымалдау қатесі болмағанын қарау керек. Негізгі код - бұл жоба үшін қажетті функциялардың көпшілігін жүзеге асыратын және төмендегі негізгі элементтерде көрсетілген және түсініктеме берілген кодта оңай орындалуы керек:

• Қадамдық қозғалтқышты басқаратын сыныпты қосыңыз
• Барлық айнымалыларды және олардың тағайындалған түйіндерін Arduino -да анықтаңыз
• Барлық интерфейс компоненттерін Arduino -ға кіріс немесе шығыс ретінде анықтаңыз, қадамдық қозғалтқышты қосыңыз
• Егер қамыс қосқышы іске қосылса, перистальтикалық сорғыны қосатын if операторы (егер бұл сорғы қосылатынын үнемі тексеріп отыратындығымызды қамтамасыз ету үшін, егер бұл және егер ілгектер барлық жағдайда болса)
• Егер жоғары немесе төмен басылса, қадамдық қозғалтқышты сәйкес бағытта белгілі бір рет (уақытша циклды қолдана отырып) бұру туралы мәлімдеме сәйкес келеді.

Қадамдық мотор класы - бұл бағдарламашыларға ұқсас коды бар ұқсас жабдықты басқаруға ыңғайлы мүмкіндік беретін сызба; теориялық түрде сіз оны көшіре аласыз және кодты әр уақытта қайта жазудың орнына оны әр түрлі қадамдық қозғалтқыштарда қолдана аласыз! Тақырып файлы немесе.h файлында осы сынып үшін арнайы анықталған және қолданылатын барлық анықтамалар бар (мысалы, негізгі кодтағы айнымалы мәнді анықтау). C ++ коды немесе.cpp файлы - бұл сыныптың нақты жұмыс бөлімі және арнайы моторға арналған.

В бөлігі: жабдықты орнату

Arduino тек 5В жеткізеді, ал қадамдық мотор мен перистальтикалық сорғыға 12В қажет, сыртқы қуат көзі қажет және әрқайсысы үшін тиісті драйверлермен біріктірілген. Нан тақтасы, Arduino және жұмыс істейтін компоненттер арасындағы байланысты орнату күрделі және жалықтыратын болуы мүмкін, сондықтан жүйенің аппараттық қондырғысын оңай репликациялауды оңай көрсететін сымдар схемасы қосылды.

5 -қадам: жинау

Бөлшектер басып шығарылғаннан кейін, жабдық сыммен қосылып, код орнатылған кезде бәрін біріктіру керек.

1. Серво қозғалтқышына арналған тісті доңғалақтың саңылауына қадамдық қозғалтқыштың тұтқасы салынған тіреуіш пен пион жүйесін жинаңыз (1 -қадамдағы суреттерді қараңыз).
2. Пенофолды блокты тіректің жоғарғы жағына бекітіңіз (мен ыстық желімді қолдандым).
3. Шишаны шұңқырлы полистирол блогына салыңыз, (полистирол сіз алғанша үлгіңіздің деградациясымен күресу үшін оқшаулауды қамтамасыз етеді).
4. Модульдік стендті негізі мен үстіңгі жағындағы бұрыштық блоктармен бірге жинаңыз, басқа биіктіктерді тірек пен штанга жүйесі көтеретін және түсіретін биіктікке сәйкес келетін биіктікті алу үшін қосыңыз. Соңғы конфигурация орнатылғаннан кейін блоктардың аналық ұштарына желім салып, еркек ұштарын аршу ұсынылады. Бұл жүйенің тұтастығын жақсартады және мықты болуды қамтамасыз етеді.
5. Магнитті қамыс қосқыштарының тиісті жартысын әр сенсор блогына бекітіңіз.
6. Сенсордың төменгі сенсорлық блогы түйреуіштердің ұзындығы бойынша еркін қозғалатынына көз жеткізіңіз (яғни тесіктерде жеткілікті бос орын бар).
7. Arduino мен тиісті сымды қосылымдарды жинаңыз, олардың барлығы суреттегі қара жәшікте қадамдық қозғалтқышпен бірге орналасқан.
8. USB кабелін Arduino -ға, содан кейін 5В көзіне қосыңыз.
9. Сыртқы қуат көзін розеткаға қосыңыз (Arduino сөніп қалмас үшін ескерту жасаңыз, оны осы тәртіппен орындаңыз және Arduino металлға тиіп кетпеуін немесе оған сыртқы деректер қосылып тұрғанда оған деректер жүктелмегенін тексеріңіз. нәр беруші).
10. Барлығын екі рет тексеріңіз
11. Үлгі!

6 -қадам: Үлгі

Құттықтаймын! Сіз өзіңіздің демонстрациялық автосынғышты жасадыңыз! Бұл автосынама зертханада қолданыла бермейтін болса да, бірнеше өзгертулер оны жасайды! Болашақта нақты зертханада қолдану үшін демонстрациялық автоматты сынамашыны жаңарту бойынша нұсқаулыққа назар аударыңыз! Осы уақытта мақтанышпен жасаған жұмысыңызды көрсетіп, оны өз қалауыңыз бойынша қолданыңыз (мүмкін, сусынның сәнді диспенсері!)