Автомат таблетка таратуучу: 10 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Биз Брюсселдеги Инженердик факультетинин электромеханикалык инженериясынын биринчи магистранттарыбыз (кыскасы "Брюфейс"). Бул Брюсселдин борборунда жайгашкан эки университеттин демилгеси: Libre de Bruxelles Université (ULB) жана Vrije Universiteit Brussel (VUB).

Программанын бир бөлүгү катары биз Мехатроника курсу үчүн чыныгы иштеген мехатроникалык системаны түзүшүбүз керек болчу.

Теориялык курстарда биз ар кандай компоненттерди реалдуу тиркемелерге кантип бириктирүү керек экенин билдик. Андан кийин, биз Arduino микроконтроллеринин негиздери жана мехатроника системасын кантип башкаруу керектиги жөнүндө киришүү алдык. Курстун максаты - мехатроникалык системаны долбоорлоо, өндүрүү жана программалоо.

Мунун баары топто жасалышы керек. Биздин топ эки кытайлык студент, эки бельгиялык студент жана бир камерундук студенттен турган эл аралык команда болчу.

Биринчиден, Альберт Де Бейр жана профессор Брам Вандерборгттун колдоосу үчүн ыраазычылыгыбызды билдиргибиз келет.

Биз топ катары социалдык көйгөйдү чечүүнү чечтик. Калктын картаюусу глобалдык маселеге айланып баратканда, кароочулардын жана медайымдардын түйшүгү өтө чоң болуп калат. Адамдар карыган сайын көбүнчө дары -дармектерди жана витаминдерди көбүрөөк ичүүгө туура келет. Автомат таблетка диспенсери менен эси жок карыялар бул ишти өз алдынча бир аз узунураак чече алышат. Муну менен багуучулар менен медайымдар көз каранды бейтаптарга көбүрөөк убакыт бөлө алышат.

Ошондой эле кээде унутуп калган жана таблеткаларын ичүүнү унутпаган ар бир адам үчүн абдан ыңгайлуу болмок.

Ошентип, мехатроникалык система колдонуучуга таблеткаларын ичүүнү эскерткен жана таблеткаларды таратуучу чечимди жеткириши керек. Биз ошондой эле автоматтык таблетка диспенсерин колдонуучулар үчүн ыңгайлуу болушун каалайбыз: алардын жашына карабай!

1 -кадам: материалдар

Корпус:

• Mdf: ички корпустун калыңдыгы 4 мм
• Mdf: сырткы корпустун калыңдыгы 3 жана 6 мм

Ассамблея

• Болт жана гайкалар (M2 жана M3)
• Чакан шарик подшипниги

Микроконтроллер:

Arduino UNO [Заказ шилтемеси]

Электрондук тетиктер

• Бош схема [Заказ шилтемеси]
• Чакан Servo мотору 9g [Буйрутма шилтемеси]
• Кичи DC-мотор 5V [Буйрутма шилтемеси]
• Транзистор: BC 237 (NPN биполярдык транзистор) [Заказ шилтемеси]
• Диод 1N4001 (чыңалуу тескери чыңалуусу 50В) [Заказ шилтемеси]
• Пассивдүү сигнал: Transducteur piezo
• LCD1602

• Резисторлор:

  • 1 x 270 Ом
  • 1 x 330 Ом
  • 1 x 470 Ом
  • 5 x 10k ohm
• Инфракызыл эмитент
• Инфракызыл детектор

2 -кадам: Ички корпус

Ички корпус бардык ички механиканы жана электрониканы камтыган куту катары каралышы мүмкүн. Бул 4мм MDFтен турган 5 табактан турат, алар лазерди туура формада кесип алышат. Кошууга боло турган кошумча алтынчы табак дагы бар. Бул кошумча алтынчы бөлүк чарчы формага ээ жана капкак катары колдонулушу мүмкүн. 5 табак (асты жана төрт тарабы) табышмак формасында иштелип чыккан, алар бири -бирине эң сонун дал келет. Алардын курамын бурамалар аркылуу күчөтсө болот. Учактарда башка бөлүктөр туура келүүчү же болтторду коюу керек болгон тешиктер бар.

3 -кадам: Ички механизм

ТАРТЫЛГАН МЕХАНИЗМ

Механизм

Биздин таблеткаларды бөлүштүрүү механизми төмөнкүчө: колдонуучу таблеткаларды кутунун башындагы сактоочу бөлүккө салат. Ошол бөлүмдүн астынкы плитасы кыйшайып калганда, таблеткалар автоматтык түрдө биринчи түтүккө түшүп, алар чогулуп калат. Бул түтүктүн астында кичинекей тешиги бар цилиндр бар, анын ичине бир таблетка гана туура келет. Бул кичинекей тешик түтүктүн астында жайгашкан, ошондуктан таблеткалар анын үстүнө тыгылат, ал эми биринчи таблетка цилиндрдин тешигинде жатат. Качан таблетка ичиш керек болгондо, цилиндр (таблетка менен) 120 градуска айланып, цилиндрдеги таблетка экинчи цилиндрге түшүп кетет. Бул экинчи цилиндр - бул сенсордун жайгашкан жери, ал таблетканын цилиндрден түшүп кеткенин аныктайт. Бул кайтарым байланыш системасы катары кызмат кылат. Бул түтүктүн бир жагы экинчисинен жогору турат. Себеби, бул жагы таблетканын экинчи түтүктүн үстүнө түшүп кетишине жол бербейт жана ошону менен таблетканын түтүккө түшүп кетээрине кепилдик берет жана сенсор тарабынан аныкталат. Бул түтүктүн астында кичинекей слайд жайгашкан, тамчы таблетка ички кутунун алдындагы тешик аркылуу жылып кетет.

Бул механизмдин баары бир нече бөлүктөргө муктаж:

• Лазердик бөлүктөр

  1. Сактоочу бөлүктүн астыңкы эңкейиш плитасы.
  2. Сактоо бөлүмүнүн капталдуу кыйшык плиталары

• 3D басылган бөлүктөр

  1. Жогорку түтүк
  2. Цилиндр
  3. Ок
  4. Төмөнкү түтүк (төмөнкү түтүк менен сенсор бөлүмүн караңыз)
  5. Слайд

• Башка бөлүктөр

  Roll Bearing

Лазердик кесүүгө же 3D басып чыгарууга керектүү болгон биздин бөлүктөрдүн бардык файлдарын төмөндө табууга болот.

Ар түрдүү бөлүктөр жана аларды чогултуу

САКТОО БӨЛҮКТӨРҮНҮН ПЛИТАСЫ

Сактоо бөлүмү лазердик кесилген үч пластинадан турат. Бул плиталарды чогултуп, бири -бирине жана ички кутуга туташтырууга болот, анткени аларда кээ бир тешиктер жана кичинекей бөлүктөр турат. Бул алардын баары табышмак сыяктуу бири -бирине дал келиши үчүн! Тешиктер жана башка бөлүктөр CAD файлдарына кошулган, аны лазер менен кесүүгө болот.

UPPER TUBE

Жогорку түтүк ички кутунун бир тарабына гана туташкан. Бул ага бекитилген табактын жардамы менен туташкан (ал 3D басып чыгаруу үчүн CAD чиймесине киргизилген).

CYLINDER & ROLL BULING

Цилиндр кутунун 2 тарабына туташтырылган. Бир жагынан, ал таблетка түшүшү керек болгондо айлануу кыймылын козгой турган servo моторго туташкан. Башка жагынан, ал

ТӨМӨНКҮ ТҮБӨ ЖАНА СЕНСОР БӨЛҮГҮ

Таблеткаларды бөлүштүрүүдө сезүү маанилүү иш. Бөлүнгөн таблетканы пациент керектүү убакта ичкени тууралуу ырастоону ала алышыбыз керек. Бул функцияны алуу үчүн, ар кандай дизайн кадамдарын карап чыгуу маанилүү.

Туура аныктоочу компоненттерди тандоо:

Долбоор текшерилгенден кийин, биз кутудан таблетканын өтүшүн ырастоочу компонентти издешибиз керек болчу. Билүү сенсорлору бул иш үчүн пайдалуу болушу мүмкүн, негизги көйгөй дизайнга шайкеш келе турган түрдү билүү болгон. Биз тапкан биринчи компонент IR эмитенти менен ИК фототранзистор диодун түзгөн фотоинтерпуптор болду. 25/64 '' слоту PCB HS 810 фотоинтерпектору, анын шайкештигинен улам, бурч конфигурациясынын мүмкүн болгон көйгөйүн болтурбоо үчүн чечим болгон. Биз муну геометриядан улам колдонбоону чечтик, аны саптама менен киргизүү кыйын болот. Тиешелүү долбоордон биз сенсор катары башка компоненттери аз IR детектору менен IR эмитентин колдонууга болорун көрдүк. Бул IR компоненттери ар кандай формада болушу мүмкүн.

Сенсорду тешкен таблетканын мурунунун 3D басылышы

Сенсор катары колдонула турган негизги компонентти иргей алгандыктан, алардын сапка кантип орнотуларын текшерүү убактысы келди. Планшеттин айлануучу цилиндрден таблеткалардын эркин өтүшү үчүн 10 мм ички диаметри бар. Сезгич элементтердин маалымат баракчасы боюнча, биз компоненттин өлчөмүнө туура келген сопло бетинин тегерегиндеги тешиктерди киргизүү кошумча артыкчылык болорун түшүндүк. Бул тешиктер жер бетинин каалаган жерине коюлушу керекпи? жок, анткени максималдуу аныктоого жетүү үчүн бурчтукту баалоо керек. Биз жогоруда көрсөтүлгөн шарттарга негизделген прототипти басып чыгардык жана анын табылаарын текшердик.

Мүмкүн болгон нур бурчун жана аныктоо бурчун баалоо

Сенсордун компоненттеринин маалымат баракчасынан, нур жана аныктоо бурчу 20 градус, бул жарык берүүчү да, детектор да 20 градус кең диапазонго ээ дегенди билдирет. Бул өндүрүштүн спецификациясы болсо да, тестирлөө жана ырастоо дагы деле маанилүү. Бул жөн эле LED менен бирге DC булагын киргизүүчү компоненттер менен ойноо аркылуу жасалды. Жыйынтык аларды бири -бирине карама -каршы коюу болчу.

Ассамблея

Түтүктүн 3D басып чыгаруу дизайнында ага 4 тешиги бар пластина кошулган. Бул тешиктер болт колдонуу менен түтүктү ички корпуска туташтыруу үчүн колдонулат.

4 -кадам: Электрониканын ички механизми

Таркатуу механизми:

Таратуу механизми чоң цилиндрдин айлануусу үчүн кичинекей сервомотордун жардамы менен ишке ашат.

'Reely Micro-servo 9g' servo мотору үчүн диск пин түздөн-түз микроконтроллерге туташтырылган. Микроконтроллер Arduino Uno жонокой servo моторун башкаруу үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул servo мотор иш-аракеттери үчүн камтылган китепкананын бар болгондугуна байланыштуу. Мисалы, 'write' буйругу менен 0 ° жана 120 ° каалаган бурчтарга жетүүгө болот. (Бул долбоор-коддо 'servo.write (0)' жана 'servo.write (120)' менен жасалат).

Вибратор:

Балансы жок кичинекей щеткасы жок DC мотору

Бул дисбаланс мотордун огун кичинекей болт жана гайка менен байланыштырган пластиктен жасалган.

Мотор кичинекей транзистор менен башкарылат, бул санариптик пин 40.0 мАдан жогору токту жеткире албагандыктан жасалат. Arduino Uno микроконтроллеринин Вин пининен токту камсыз кылуу менен, 200.0 мА чейин токко жетүүгө болот. Бул кичинекей DC моторун иштетүү үчүн жетиштүү.

Кыймылдаткычтын күчү кескин түрдө токтотулганда, мотордун өздүк индуктивдүүлүгүнөн улам учурдагы чокуга жетесиз. Микроконтроллерге зыян келтире турган токтун арткы агымын болтурбоо үчүн мотор байланыштарынын үстүнө диод коюлган.

сенсор системасы:

Таблетканын өтүшүн ырастоо үчүн Arduino Uno микроконтроллерине туташкан инфракызыл эмиттер диодун (LTE-4208) жана инфракызыл детектор диодун (LTR-320 8) колдонуу. Качан таблетка түшүп калса, ал кыска убакыттын ичинде инфракызыл эмиттер диодунун жарыгына көлөкө түшүрмөк. Ардуинонун аналогун колдонуп, биз бул маалыматты алабыз.

аныктоо үчүн:

analogRead (A0)

5 -кадам: Сырткы корпус

• Көлөм: 200 x 110 x 210 мм

• Материал: орто тыгыздыкта була

  Барактын калыңдыгы: 3 мм 6 мм

• Иштетүү ыкмасы: лазердик кесүү

Сырткы корпуста лазердик кесүүнүн каталарынан улам ар кандай калыңдыктарды колдондук. Биз 3 мм жана 6 мм тандайбыз, бардык барактар тыгыз бириктирилиши үчүн.

Өлчөмү боюнча, ички корпустун жана электрондук түзүлүштөрдүн мейкиндигин эске алганда, сырткы корпустун туурасы менен бийиктиги ички бөлүгүнөн чоңураак. Узундугу электрондук түзүлүштөргө орун берүү үчүн алда канча узун. Мындан тышкары, таблеткалар кутудан оңой эле түшүп кетет деп ишенүү үчүн, биз ички жана сырткы корпусту абдан жакын кармадык.

6 -кадам: Сырткы электроника

Тышкы электроника үчүн биз роботубузга адамдар менен баарлашууга уруксат беришибиз керек болчу. Буга жетишүү үчүн биз компоненттерибиз катары ЖК, ызылдак, светодиод жана 5 баскычты тандап алдык. Таблетка таратуучунун бул бөлүгү ойготкуч саат катары иштейт. Эгерде таблеткаларды ичүү туура эмес болсо, ЖК убакытты жана күндү көрсөтөт. Пациент таблетка ичиши керек болгондо, LED күйөт, зумзер музыка ойнойт жана ЖКда "Ден соолук жана бакыт каалайм" көрсөтүлөт. Убакытты же датаны өзгөртүү үчүн экрандын ылдый жагын да колдонсок болот.

LCD иштетүү

Биз LCD-1602ди микроконтроллерге түз туташуу үчүн колдонуп, ЖКны иштетүү үчүн LiquidCrystal lcd функциясын колдондук.

Коңгуроо

Биз ар кандай жыштыктагы үндөрдү ойното турган пассивдүү сигналды тандап алдык.

Зумзер "Асман шаары" жана "Бактылуу Ачура" ырларын ойнотушу үчүн биз төрт массивди аныктадык. Алардын экөө "обон" деп аталат, алар эки ырдын нота маалыматын сакташат. Башка эки массивге "Duration" деген ат берилген. Бул массивдер ритмди сактайт.

Андан кийин биз музыканы ойнотуучу цикл түзөбүз, аны сиз баштапкы коддон көрө аласыз.

Убакыт

Биз экинчи, мүнөт, саат, күн, ай, жума жана жылга бир катар функцияларды жаздык.

Убакытты эсептөө үчүн: millis () функциясын колдондук.

Үч баскычты колдонуу менен 'тандоо', 'плюс' жана 'минус', убакытты өзгөртсө болот.

Баарыбыз билгендей, эгер биз кандайдыр бир компонентти башкаргыбыз келсе, анда биз ардуинонун казыктарын колдонушубуз керек.

Биз колдонгон казыктар төмөнкүдөй болгон:

ЖК: пин 8, 13, 9, 4, 5, 6, 7

Брузер: 10 -пин

Серво мотору: пин 11

Вибрация үчүн мотор: Pin12

Сенсор: A0

Button1 (s): A1

Button2 (плюс): A2

Button3 (минус): A3

Button4 (таблеткаларды ичүү): A4

LED: A5

7 -кадам: Жалпы жыйын

Акыры, биз жогоруда көрсөтүлгөн сүрөттөгүдөй жалпы жыйынды алабыз. Биз жетиштүү тыгыз болуш үчүн кээ бир жерлерде клей колдондук. Машинанын ичиндеги кээ бир жерлерде биз аны жетиштүү бекемдөө үчүн скотч менен бурамаларды да колдонгонбуз. Биздин CAD чиймелерибиздин. STEP файлын бул кадамдын ылдый жагында тапса болот.

8 -кадам: Кодду жүктөө

9 -кадам: Эпилог

Машина колдонуучуга дары ичүүнү эскертип, керектүү өлчөмдөгү таблеткаларды жеткире алат. Бирок квалификациялуу жана тажрыйбалуу фармацевт менен болгон талкуудан кийин кээ бир эскертүүлөрдү жасоо керек. Биринчи көйгөй - контейнердеги абага узак убакыт бою тийген таблеткалардын булгануусу, демек сапаты жана эффективдүүлүгү төмөндөйт. Таблеткалар, адатта, алюминийден жасалган таблеткага жабылган кудуктун ичинде болушу керек. Колдонуучу белгилүү бир убакыт ичинде A таблеткасын бергенде жана андан кийин B таблеткасын бериши керек болгондо, А таблеткасынын бөлүкчөлөрүнүн жоктугун камсыз кылуу үчүн машинаны тазалоо өтө татаал.

Бул байкоолор бул машина жеткирүүчү чечимге сын көз менен карашат. Андыктан бул кемчиликтерди жоюу үчүн дагы изилдөө керек …

10 -кадам: Шилтемелер

[1]

[2] Вэй-Чих Ванг. Оптикалык детекторлор. Улуттук Цин Хуа университетинин энергетикалык инженерия бөлүмү.