აბი ავტომატური დისპენსერი: 14 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ეს არის აბი გამანაწილებელი რობოტი, რომელსაც შეუძლია პაციენტს მიაწოდოს მედიკამენტების აბების სწორი რაოდენობა და ტიპი. აბი დოზირება ხდება ავტომატურად დღის სწორ დროს, რასაც წინ უძღვის განგაში. როდესაც ცარიელია, მანქანა ადვილად ივსება მომხმარებლის მიერ. განაწილებისა და შევსების მექანიზმი კონტროლდება რობოტთან Bluetooth- ის საშუალებით დაკავშირებული პროგრამის საშუალებით და ორი ღილაკის საშუალებით.

Bruface Mechatronics Project Group 2

გუნდის წევრები: ფედერიკო გეზი

ანდრეა მოლინო

ჯულია იეტრო

მოჰამედ ფაკიჰი

მუჰამედ ლაკისი

ნაბიჯი 1: საყიდლების სია

• Adafruit Motor Shield v2.3 (შეკრების ნაკრები) - Motor/Stepper/Servo Shield for Arduino
• Kwmobile ტენიანობის ტემპერატურის სენსორი
• AZDelivery Carte for Arduino PCM2704 KY-006 Buzzer Passive
• AZDelivery რეალურ დროში საათი, RTC DS3231 I2C, Rasperry Pi
• 2. 28byj of 48 DC 5 V 4 Phase of fil de 5 Micro Step with ULN2003 module for Arduino
• AZDelivery Prototypage Prototype Shield for Arduino UNO R3
• AZDelivery PAQUET HD44780 LCD 1602, 2X16 სიმბოლო + ინტერფეისი I2C
• OfficeTree® 20 მინი მაგნიტი OfficeTree® 20 6x2 მმ
• SHAFT COUPLER POLOLU-1203 UNIVERSAL MOUNTIBG HUB
• 40 ქინძისთავები 30 სმ მამრობითი მდედრობითი Jumper Wire
• Solderless Breadboard - 830 Holes
• USB 2.0 A - B M/M 1.80 მ
• Pir Motion Sensor არდუინოსთვის
• კომპლექტი AWG Breadboard Jumper Wires ერთი პინი
• R18-25b Push Switch 1p Off- (ჩართულია)
• L-793id LED 8 მმ წითელი დიფუზური 20 მკდ
• L-793gd LED 8 მმ მწვანე დიფუზური 20 მკდ
• 2 x Poussoir Mtallique Carr+Avec Capuchon Bleu
• ტაქტილური გადამრთველი 6x6 მმ
• 2 ჩარნი 70x40 მმ
• greep plast ვიტ 64 მმ
• კვანძი ალუმინი 12 მმ
• ულტრაბგერითი 3 გრ
• 50 ნაგელი 2x35
• LCD rgb უკანა შუქი
• 2 ბურთი 6,4 მმ ლილვი
• 2 სრული mdf ფურცელი ლაზერული ჭრისთვის
• 1 ნაჭერი პლექსიგლასი ლაზერული ჭრისთვის
• 1 პოტენომეტრი
• არდუინო უნო

ნაბიჯი 2: ტექნიკური მინიშნებები კომპონენტების არჩევის შესახებ

გაცემის და შევსების მექანიზმები მოითხოვს ტაბლეტების შემცველ ბორბლების დიდ სიზუსტეს და მცირე მოძრაობას. ამ მიზეზით, ჩვენ გადავწყვიტეთ გამოვიყენოთ ორი სტეპერიანი ძრავა.

სტეპერ მოტორსი არის სტაბილური, შეუძლია მართოს ხახუნის და ინერციული დატვირთვების ფართო სპექტრი, არ სჭირდება უკუკავშირი. ძრავა ასევე არის პოზიციის გადამყვანი: პოზიციისა და სიჩქარის სენსორები არ არის საჭირო. უფრო მეტიც, მათ აქვთ შესანიშნავი განმეორებადობა და ზუსტად უბრუნდებიან იმავე ადგილს.

საავტომობილო ფარი მართავს ორ სტეპერ ძრავას. ის შეიცავს 4 H- ხიდს, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გააკონტროლოთ ძრავების მიმართულება და სიჩქარე. საავტომობილო ფარის გამოყენებით, ჩვენ ვზრდით უფასო ქინძისთავების რაოდენობას.

იმისათვის, რომ დარწმუნდეთ, რომ აბები ყოველთვის კარგ პირობებშია, ტენიანობისა და ტემპერატურის სენსორები ძვირად ზომავს დისპენსერის შიგნით ტემპერატურასა და ტენიანობას.

იმისათვის, რომ შევატყობინოთ მომხმარებელს, რომ დროა გავიაროთ მისი თერაპია, ჩვენ შევქმენით სიგნალიზაცია Buzzer- ით და რეალურ დროში. RTC მოდული მუშაობს ბატარეაზე და შეუძლია თვალყური ადევნოს დროს მაშინაც კი, თუ ჩვენ დავპროგრამებთ მიკროკონტროლერს ან გავთიშავთ მთავარ დენს.

ორი ღილაკი და RGB თხევადი ბროლის ეკრანი აძლევს მომხმარებელს დისპენსერთან ურთიერთობის საშუალებას. მომხმარებელს ასევე შეუძლია დანიშნოს თავისი თერაპია და გაცემის დრო smarphone– ის აპლიკაციის საშუალებით. მას შეუძლია დააკავშიროს თავისი პერსონალური მოწყობილობა Bluetooth კავშირის საშუალებით (Bluetooth მოდული უკავშირდება Arduino– ს).

PIR სენსორი ამოიცნობს მოძრაობას, თუ მომხმარებელი იღებს თავის წამალს და იძლევა უკუკავშირს დისპენსერის სწორი მუშაობის შესახებ. მისი დიდი მგრძნობელობის და გამოვლენის ფართო სპექტრის გამო, იგი განზრახ დაბრკოლებულია ზოგიერთი მიმართულებით, რათა თავიდან აიცილოს უსარგებლო გაზომვები.

ნაბიჯი 3: წარმოების ნაწილი

ქვემოთ მოცემულია ნაწილების დეტალური ჩამონათვალი, რომლებიც დამზადებულია 3D პრინტერის ან ლაზერული საჭრელის საშუალებით. ყველა განზომილება და გეომეტრიული ასპექტი შეირჩევა იმისათვის, რომ ჰქონდეს შესაბამისი შეხება ყველა იმ ნაწილს შორის, რომელსაც აქვს ძლიერი კავშირები, ასევე კარგი გარეგნობის დიზაინი.

თუმცა, ზომები და გეომეტრიული ასპექტი შეიძლება შეიცვალოს სხვადასხვა მიზნის მიხედვით. მომდევნო სექციებში შესაძლებელია აქ ჩამოთვლილი ყველა კომპონენტის CAD- ის პოვნა.

კერძოდ, პროექტის პირველადი იდეა იყო აბი გამანაწილებელი უფრო მეტი ბორბლით, რათა გამოეყო ყველაზე დიდი და ყველაზე მრავალფეროვანი აბები. კურსის მასშტაბით, ჩვენ შემოვიფარგლეთ მხოლოდ 2 მათგანზე, მაგრამ დიზაინზე მცირედი მოდიფიკაციით, შესაძლებელია მეტი ბორბლის დამატება და მიზნის მიღწევა. სწორედ ამიტომ ჩვენ გაძლევთ შესაძლებლობას თავისუფლად შეცვალოთ ჩვენი დიზაინი ისე, რომ თუ მოგეწონებათ, თქვენ შეძლებთ შეცვალოთ იგი და მოარგოთ ნებისმიერ პირად გემოვნებას.

აქ არის ჩამონათვალი ყველა 3D დაბეჭდილი და ლაზერულად მოჭრილი ნაწილისა სისქე ფრჩხილებს შორის:

• უკანა ფირფიტა (mdf 4 მმ) x1
• ბაზის ფირფიტა (mdf 4 მმ) x1
• შუბლის ფირფიტა (mdf 4 მმ) x1
• გვერდითი ფირფიტა_არ არის ხვრელი (mdf 4 მმ) x1
• გვერდითი ფირფიტა_ხვრელი (mdf 4 მმ) x1
• არდუინოს ფირფიტა (mdf 4 მმ) x1
• ფირფიტა ვერტიკალური საყრდენისთვის (mdf 4 მმ) x1
• შემაერთებელი ფირფიტა (mdf 4 მმ) x1
• ფირფიტა ბორბლის თავსახურისთვის (mdf 4 მმ) x2
• დისკი ბორბლისთვის (mdf 4 მმ) x2
• ზედა ფირფიტა (პლექსიგლასი 4 მმ) x1
• გახსნის ფირფიტა (mdf 4 მმ) x1
• ტარების დამჭერი (3D დაბეჭდილი) x2
• ქუდის ბორბალი (3D დაბეჭდილი) x2
• ძაბრი (3D დაბეჭდილი) x1
• ძაბრის ფეხი (3D დაბეჭდილი) x2
• PIR დამჭერი (3D დაბეჭდილი) x1
• დანამატი ბორბლის თავსახურისთვის (3D დაბეჭდილი) x2
• საჭე (3D დაბეჭდილი) x2

ნაბიჯი 4: ტექნიკური ნახაზები ლაზერული ჭრისთვის

ყუთის შეკრება არის დიზაინი, რათა თავიდან იქნას აცილებული წებოს გამოყენება. ეს საშუალებას მოგცემთ გააცნობიეროთ უფრო სუფთა სამუშაოები და, საჭიროების შემთხვევაში, დაშლა შეიძლება გაკეთდეს ზოგიერთი საკითხის მოსაგვარებლად.

კერძოდ, შეკრება ხორციელდება ჭანჭიკების და თხილის საშუალებით. სწორი გეომეტრიის ხვრელში, ერთი მხრიდან ჭანჭიკი და მეორე მხრიდან თხილი, იდეალურად ჯდება იმისათვის, რომ მყარი კავშირი ჰქონდეს ყველა mdf ფირფიტას შორის. კერძოდ, რაც შეეხება სხვადასხვა ფირფიტებს:

• გვერდითი ფირფიტა აქვს ხვრელს ისე, რომ კაბელი გადის ისე, რომ ჰქონდეს კავშირი არდუინოსა და კომპიუტერს შორის.
• შუბლის ფირფიტას აქვს 2 დიაფრაგმა. ყველაზე დაბალი განკუთვნილია გამოსაყენებლად, როდესაც ადამიანმა უნდა მიიღოს ჭიქა, სადაც აბები დარიგებულია. მეორე გამოიყენება როდესაც შევსების დროა. ამ კონკრეტულ სიტუაციაში არის დანამატი (იხილეთ მოგვიანებით დიზაინი), რომელსაც შეუძლია დახუროს დიაფრაგმა ბორბლის თავზე ქვემოდან. ამ თავსახურის პოზიციონირება მართლაც ხორციელდება მეორე დიაფრაგმის გამოყენებით. მას შემდეგ, რაც შტეფსელი პოზიციონირდება, ღილაკების ან აპლიკაციის გამოყენებით, ადამიანს შეუძლია ბორბალს მისცეს ბრუნვა ერთ მონაკვეთში და მოათავსოს აბები თითოეულ მონაკვეთში.
• საყრდენი ფირფიტა განლაგებულია იმისათვის, რომ ჰქონდეს რელსების ვერტიკალური საყრდენი, სადაც ბორბალი და თავსახური ისეა განლაგებული, რომ უფრო საიმედო და მყარი სტრუქტურა ჰქონდეს.
• გახსნის ფირფიტა შექმნილია როგორც სიტყვა ამბობს, რათა ხელი შეუწყოს მომხმარებლის მიერ შევსების მექანიზმს
• ზედა ფირფიტა, როგორც სურათზე ჩანს, კეთდება პლექსიგლასში, რათა გარედან ხილვის საშუალება მიეცეს იმას, რაც შიგნით ხდება.

ყველა სხვა ფირფიტას არ აქვს სპეციალური დანიშნულება, ისინი შექმნილია იმისთვის, რომ ყველა ნაწილი სრულყოფილად ემთხვეოდეს ერთმანეთს. ზოგიერთ ნაწილს შეუძლია წარმოადგინოს ხვრელები სხვადასხვა განზომილებით და გეომეტრიით, რათა მოხდეს ყველა ელექტრონული ნივთი (როგორიცაა არდუინო და ძრავები) ან 3D დაბეჭდილი ნივთები (როგორიცაა ძაბრი და PIR დამჭერი) უნდა იყოს დაკავშირებული სათანადოდ.

ნაბიჯი 5: ნაბიჯი 5: CAD ლაზერული მოჭრილი ნაწილებისთვის

ნაბიჯი 6: ტექნიკური ნახატები 3D ბეჭდვისთვის

3D დაბეჭდილი ნაწილები რეალიზებულია Ultimakers 2 და Prusa iMK პრინტერების გამოყენებით, რომლებიც ხელმისაწვდომია უნივერსიტეტის Fablab ლაბორატორიაში. ისინი მსგავსნი არიან იმ გაგებით, რომ ორივე იყენებს ერთსა და იმავე მასალას, რომელიც არის PLA (ის, რაც გამოიყენება ჩვენი ყველა ნაბეჭდი ნაწილისთვის) და აქვს საქშენების იგივე განზომილება. კერძოდ, პრუსას თხელი ძაფით მუშაობა უფრო მოსახერხებელია მოსახსნელი ფირფიტის წყალობით (არ არის საჭირო წებოს გამოყენება) და სენსორისთვის, რომელიც ანაზღაურებს ბაზის ფირფიტის არა ბრტყელ ზედაპირს.

ყველა 3D დაბეჭდილი ნაწილი რეალიზებულია სტანდარტული პარამეტრების გამოტოვებით, თუ ბორბლისთვის, სადაც შევსებული მასალის სიმკვრივეა 80% გამოიყენება უფრო მკაცრი ლილვის შესაქმნელად. კერძოდ, პირველი მცდელობისას, შევსების მასალის სიმკვრივე 20% დარჩა როგორც სტანდარტული პარამეტრი შეცდომის შემჩნევის გარეშე. დაბეჭდვის ბოლოს საჭე მშვენივრად ხვდებოდა, მაგრამ ლილვი მაშინვე იშლებოდა. იმისათვის, რომ კვლავ არ დავბეჭდოთ ბორბალი, ვინაიდან ამას საკმაოდ დიდი დრო სჭირდება, ჩვენ გადავწყვიტეთ უფრო ჭკვიანური გადაწყვეტისთვის. ჩვენ გადავწყვიტეთ, რომ შახტი ხელახლა დავბეჭდავდით ბაზაზე, რომელიც დაფიქსირდებოდა საჭეზე 4 დამატებითი ხვრელით, როგორც ეს ფიგურებში ჩანს.

აქ მოცემულია თითოეული კომპონენტის კონკრეტული აღწერა:

• ტარების დამჭერი: ეს კომპონენტი რეალიზებულია იმისათვის, რომ შეინარჩუნოს და დაიჭიროს საყრდენი სათანადო მდგომარეობაში. ტარების დამჭერი მართლაც რეალიზებულია ორიენტირებული ხვრელით ტარების დიამეტრის ზუსტი განზომილებით ისე რომ ჰქონდეს ძალიან ზუსტი კავშირი. 2 ფრთის მიზანია მხოლოდ კომპონენტის სათანადო ფიქსაცია ფირფიტაზე. უნდა აღინიშნოს, რომ საყრდენი გამოიყენება ისე, რომ შეინარჩუნოს ბორბლის ლილვი, რომელიც სხვაგვარად შეიძლება მოხრილიყო.
• ბორბალი: 3D ნაბეჭდი წარმოადგენს ჩვენი პროექტის თითქმის ბირთვს. ის შექმნილია ისე, რომ იყოს რაც შეიძლება დიდი, რათა შეინახოს ტაბლეტების მაქსიმალური რაოდენობა, მაგრამ ამავე დროს დარჩეს მსუბუქი და ადვილად მართოს ძრავები. უფრო მეტიც, ის შემორჩენილია გლუვი კიდეებით გარშემო ისე, რომ არ მოხდეს აბები. მას აქვს 14 სექცია, სადაც შესაძლებელია აბების გამოყოფა. ცენტრალური ნაწილი, ისევე როგორც საზღვარი თითოეულ მონაკვეთს შორის, დაცლილია იმისათვის, რომ საჭე იყოს რაც შეიძლება მსუბუქი. შემდეგ არის დიამეტრის 6.4 მმ სიგრძისა და 30 მმ სიგრძის ლილვი, რომელიც შესანიშნავად მოთავსდება ტარების მეორე მხარეს. დაბოლოს, ძრავასთან მჭიდრო კავშირი მიიღწევა ლილვის შემკვრელის საშუალებით, რომელიც ერთ მხარეს არის დაკავშირებული ბორბალთან 4 ხვრელით, რაც ჩანს სურათზე და მეორე მხარეს სტეპერიანი ძრავით.
• ბორბლის თავსახური: ბორბლის თავსახური ისეა დაპროექტებული, რომ ბორბლის შიგნით მყოფი აბები ვერ გამოვა მისგან, თუ არ მიაღწევს ბორბლის ბოლოში გახსნილ მონაკვეთს. უფრო მეტიც, თავსახურს შეუძლია დაიცვას ბორბალი გარე გარემოდან, რაც უზრუნველყოფს სათანადო შენახვას. მისი დიამეტრი ოდნავ აღემატება ბორბალს და აქვს 2 ძირითადი დიაფრაგმა. ქვედა ნაწილი განკუთვნილია აბების გასათავისუფლებლად, ხოლო ზემოდან გამოიყენება შევსების მექანიზმისთვის, რომელიც ადრე იყო აღწერილი. ცენტრში მთავარი ხვრელი არის საჭის ლილვის გასავლელად, ხოლო დანარჩენი 6 ხვრელი გამოიყენება ფირფიტასთან და საყრდენთან დასაკავშირებლად. გარდა ამისა, ქვედა მხარეს არის 2 ხვრელი, სადაც მოთავსებულია 2 პატარა მაგნიტი. როგორც დეტალურად არის აღწერილი, ეს იქნება გამიზნული, რომ ჰქონდეს ძლიერი კავშირი შტეფსელთან.
• ძაბრი: ძაბრის იდეა, როგორც აშკარად შეიძლება ვხვდებოდეთ, არის ბორბლიდან ჩამოვარდნილი აბების შეგროვება და ბოლოში ჭიქაში შეგროვება. განსაკუთრებით მისი დაბეჭდვისთვის, იგი დაყოფილია 2 სხვადასხვა საფეხურად. არის ძაბრის სხეული და შემდეგ 2 ფუტი, რომელიც დაბეჭდილია ერთმანეთისგან, წინააღმდეგ შემთხვევაში ბეჭდვა გულისხმობდა ძალიან ბევრ საყრდენს. საბოლოო შეკრებისთვის 2 ნაწილი ერთმანეთთან უნდა იყოს შეკრული.
• PIR დამჭერი: მისი ფუნქციაა შეინარჩუნოს PIR სათანადო მდგომარეობაში. მას აქვს კვადრატული ხვრელი კედელში ისე, რომ გაუშვას კაბელები და 2 მკლავი, რომ დაიჭიროს PIR მუდმივი სახსრის გარეშე.
• დანამატი: ეს პატარა კომპონენტი შემუშავებულია ისე, რომ ხელი შეუწყოს შევსების მექანიზმს. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ერთხელ, როდესაც დროა შევსება, ბორბლის თავსახურის ქვედა ნაწილი უნდა დაიხუროს საცობით, წინააღმდეგ შემთხვევაში შევსების დროს აბები ძირს დაეცემა. კეპთან მისი კავშირის გასაადვილებლად არის 2 პატარა ხვრელი და ორი მაგნიტი. ამრიგად, კეპთან კავშირი ძლიერი და მოსახერხებელია. ის შეიძლება განთავსდეს პოზიციაში და ამოიღოს ძალიან ადვილი ამოცანა.

ნაბიჯი 7: ნაბიჯი 7: CAD 3D ბეჭდური ნაწილებისთვის

ნაბიჯი 8: ნაბიჯი 8: საბოლოო CAD ასამბლეა

ნაბიჯი 9: ტესტები ინდივიდუალური კომპონენტებისთვის

რამდენიმე ინდივიდუალური ტესტირება ჩატარდა ელექტრონიკის ყველა კომპონენტის ერთმანეთთან შეერთებამდე. კერძოდ, ვიდეოები წარმოადგენს ტესტებს გამანაწილებელი და შევსების მექანიზმისთვის, ღილაკების ფუნქციონირებისთვის, სიგნალიზაციისათვის leds ტესტირებისთვის.

ნაბიჯი 10: საბოლოო შეკრება

შეკრების პირველი ნაწილი დაეთმო რობოტის სტრუქტურული ნაწილის დამონტაჟებას. ბაზის ფირფიტაზე, 2 გვერდითი ფირფიტა და შუბლის ფირფიტა დაყენებულია და ძაბრი დაფიქსირდა. იმავდროულად, თითოეული ბორბალი უკავშირდებოდა მის საფეხურებრივ ძრავას ლილვის შეერთების საშუალებით და შემდეგ დამონტაჟებული იყო მისი თავსახურით. ამის შემდეგ, ბორბლის საფარის სისტემა დამონტაჟებულია პირდაპირ რობოტზე. ამ დროს რობოტზე დამონტაჟდა ელექტრონული კომპონენტები. საბოლოოდ, დარჩენილი ფირფიტები შეიკრიბნენ პროექტის დასასრულებლად.

ნაბიჯი 11: არდუინოს კომპონენტების გაყვანილობა

ნაბიჯი 12: პროგრამის დიაგრამა

ქვემოთ მოცემული დიაგრამა გვიჩვენებს ჩვენს მიერ დაწერილი პროგრამის ლოგიკას ერთი ბორბლისთვის.

ნაბიჯი 13: პროგრამირება

ნაბიჯი 14: Robot- სმარტფონის აპლიკაციის კავშირი

როგორც უკვე ითქვა, რობოტთან ურთიერთობა უზრუნველყოფილია სმარტფონის აპლიკაციით, რომელიც დაკავშირებულია რობოტთან bluetooth მოდულის საშუალებით. შემდეგი სურათები ასახავს პროგრამის ფუნქციონირებას. პირველი წარმოადგენს აპლიკაციის ხატს, ხოლო მეორე და მესამე, შესაბამისად, მექანიკური გამანაწილებელი მექანიზმისა და დროის მენიუს შესაბამისად. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, გამანაწილებელი მექანიზმი ავტომატურად ხორციელდება მომხმარებლის მიერ არჩეულ დროს.

ეს პროგრამა აშენებულია მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიის ინსტიტუტის აპლიკაციის გამომგონებელზე (ai2.appinventor.mit.edu/?locale=en#6211792079552512).