SHPRNDARSE PUBLIKE AUTOMATIKE: 14 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:21

Ky është një robot shpërndarës i pilulave në gjendje t'i sigurojë pacientit sasinë dhe llojin e saktë të pilulave të ilaçeve. Dozimi i pilulës kryhet automatikisht në kohën e duhur të ditës, i paraprirë nga një alarm. Kur është bosh, makina rimbushet lehtësisht nga përdoruesi. Mekanizmi i shpërndarjes dhe rimbushjes kontrollohet me anë të një aplikacioni të lidhur nëpërmjet Bluetooth në robot dhe me anë të dy butonave.

Grupi i Projektit Bruface Mechatronics 2

Anëtarët e ekipit: Federico ghezzi

Andrea Molino

Giulia Ietro

Mohammad Fakih

Mouhamad Lakkis

Hapi 1: Lista e blerjeve

• Adafruit Motor Shield v2.3 (komplet montimi) - Motor/Stepper/Servo Shield për Arduino
• Sensori i temperaturës së lagështisë Kwmobile
• AZDelivery Carte për Arduino PCM2704 KY-006 Buzzer Passive
• Ora në kohë reale AZDelivery, RTC DS3231 I2C, Rasperry Pi
• 2. 28byj e 48 DC 5 V 4 Faza e fil de 5 Micro Step me modulin ULN2003 për Arduino
• Prototip Prototipi AZDelivery Prototype Shield për Arduino UNO R3
• AZDelivery PAQUET HD44780 LCD 1602, 2X16 karaktere + l'interface I2C
• OfficeTree® 20 Mini magnet OfficeTree® 20 6x2 mm
• SHAFT COUPLER POLOLU-1203 UNIVERSAL MOUNTIBG HUB
• 40 kunja 30 cm Male To Female Jumper Wire
• Breadboard pa saldim - 830 vrima
• USB 2.0 A - B M/M 1.80M
• Sensori i lëvizjes Pir për Arduino
• Set i AWG Breadboard Jumper Wires One Pin
• R18-25b Çelës shtytës 1p i fikur- (aktiv)
• L-793id LED 8mm E kuqe e shpërndarë 20mcd
• L-793gd LED 8mm Gjelbër E shpërndarë 20mcd
• 2 x Poussoir Mtallique Carr+Avec Capuchon Bleu
• Ndërprerës i prekshëm 6x6mm
• 2 sharrë 70x40 mm
• greep plast me zgjuarsi 64 mm
• alumini me gunga 12 mm
• ultragel 3gr
• 50 nagelë 2x35
• Drita e sfondit rgb LCD
• 2 kushineta topi bosht 6.4 mm
• 2 fletë të plota mdf për prerje me lazer
• 1 copë pleksiglas për prerjen me lazer
• 1 potenciometër
• Arduino uno

Hapi 2: Këshilla teknike mbi zgjedhjen e përbërësve

Mekanizmat e shpërndarjes dhe rimbushjes kërkojnë saktësi të madhe dhe lëvizje të vogla të rrotave që përmbajnë pilula. Për këtë arsye, ne vendosim të përdorim dy motorë stepper.

Motorët Stepper janë stalla, mund të drejtojnë një gamë të gjerë ngarkesash fërkimi dhe inerciale, nuk kanë nevojë për reagime. Motori është gjithashtu një përcjellës pozicioni: sensorë të pozicionit dhe shpejtësisë nuk kërkohen. Për më tepër, ato kanë përsëritje të shkëlqyeshme dhe kthehen me saktësi në të njëjtin vend.

Një Motor Shield drejton dy motorët stepper. Ai përmban 4 H-Bridge që ju lejojnë të kontrolloni drejtimin dhe shpejtësinë e motorëve. Duke përdorur një mburojë motorike, ne rrisim numrin e kunjave falas.

Për të qenë të sigurtë që pilulat janë gjithmonë në kushte të mira, sensorët e Lagështisë dhe Temperaturës matin me kosto temperaturën dhe lagështinë brenda shpërndarësit.

Për të njoftuar përdoruesin se është koha për të marrë terapinë e tij, ne ndërtuam një alarm me një zile dhe një orë në kohë reale. Moduli RTC funksionon me një bateri dhe mund të mbajë gjurmët e kohës edhe nëse riprogramojmë mikrokontrolluesin ose shkëputim fuqinë kryesore.

Dy butona dhe një ekran kristali i lëngshëm RGB i lejojnë përdoruesit të ndërveprojë me shpërndarësin. Përdoruesi gjithashtu mund të caktojë terapinë e tij dhe kohën e shpërndarjes përmes një aplikacioni për smarphone. Ai mund të lidhë pajisjen e tij personale përmes lidhjes Bluetooth (një modul Bluetooth është i lidhur me Arduino).

Një sensor PIR zbulon një lëvizje nëse përdoruesi merr ilaçin e tij dhe jep një reagim për punën e saktë të shpërndarësit. Për shkak të ndjeshmërisë së tij të madhe dhe gamës së tij të gjerë të zbulimit, është penguar qëllimisht në disa drejtime për të shmangur matjet e padobishme.

Hapi 3: Pjesa e prodhimit

Në vijim, është dhënë një listë e detajuar e pjesëve të cilat prodhohen ose nga printeri 3D ose nga prerësja Laser. Të gjitha dimensionet dhe aspektet gjeometrike janë zgjedhur në mënyrë që të ketë një përputhshmëri të duhur midis të gjitha pjesëve me lidhje të forta, si dhe një dizajn të bukur.

Sidoqoftë, dimensionet dhe aspekti gjeometrik mund të ndryshojnë sipas qëllimeve të ndryshme. Në seksionet e ardhshme është e mundur të gjesh CAD të të gjithë përbërësve të listuar këtu.

Në veçanti, ideja fillestare për projektin ishte krijimi i një shpërndarësi të pilulave me më shumë rrota në mënyrë që të shpërndajë sasinë më të lartë dhe larminë më të madhe të pilulave. Për qëllimin e kursit, ne e kufizuam vëmendjen tonë vetëm në 2 prej tyre, por me pak modifikime në dizajn, më shumë rrota mund të shtohen dhe të arrijnë qëllimin. Kjo është arsyeja pse ne ju lejojmë mundësinë të modifikoni lirshëm modelin tonë në mënyrë që, në rast se ju pëlqen, të jeni në gjendje ta ndryshoni atë dhe ta përshtatni atë me çdo shije personale.

Këtu është lista e të gjitha pjesëve të printuara 3D dhe të prera me lazer me trashësinë midis kllapave:

• pllaka e pasme (mdf 4 mm) x1
• pllaka bazë (mdf 4 mm) x1
• pllaka ballore (mdf 4 mm) x1
• pllakë anësore_ asnjë vrimë (mdf 4 mm) x1
• pjatë anësore_vrimë (mdf 4 mm) x1
• pllakë arduino (mdf 4 mm) x1
• pllakë për mbështetje vertikale (mdf 4 mm) x1
• pllaka lidhëse (mdf 4 mm) x1
• pllakë për kapakun e rrotës (mdf 4 mm) x2
• pllakë për timonin (mdf 4 mm) x2
• pllaka e sipërme (pleksiglas 4 mm) x1
• pjatë hapëse (mdf 4 mm) x1
• mbajtës mbajtës (i printuar në 3D) x2
• rrota e kapakut (e printuar në 3D) x2
• gyp (i printuar në 3D) x1
• këmbë gyp (e printuar 3d) x2
• Mbajtës PIR (i printuar në 3D) x1
• prizë për kapakun e rrotës (printuar në 3D) x2
• rrota (e printuar në 3D) x2

Hapi 4: Vizatimet Teknike për Prerjen me Laser

Montimi i kutisë është dizajnuar në mënyrë që të shmanget përdorimi i zamit. Kjo ju lejon të realizoni një punë më të pastër dhe, nëse është e nevojshme, çmontimi mund të bëhet për të rregulluar disa çështje.

Në veçanti, montimi kryhet me anë të bulonave dhe arrave. Në një vrimë të një gjeometrie të duhur, një rrufe në qiell nga njëra anë dhe një arrë nga ana tjetër, përshtaten në mënyrë të përsosur në mënyrë që të ketë një lidhje të fortë midis të gjitha pllakave mdf. Në veçanti për atë që ka të bëjë me pllakat e ndryshme:

• Pllaka anësore ka një vrimë të pozicionuar në mënyrë që të lejojë kalimin e kabllit në mënyrë që të ketë një lidhje midis Arduino dhe kompjuterit.
• Pllaka ballore ka 2 hapje. Më e ulta synohet të përdoret kur personi duhet të marrë gotën ku është shpërndarë pilula. Një tjetër përdoret kur është koha për rimbushje. Në këtë situatë të veçantë ka një prizë (shiko modelin më vonë) që mund të mbyllë hapjen në kapakun e rrotës nga poshtë. Pozicionimi i këtij kapaku me të vërtetë kryhet duke shfrytëzuar këtë hapje të dytë. Pasi priza të pozicionohet, duke përdorur butonat ose aplikacionin, personi mund të lejojë që rrota të rrotullohet një seksion në të njëjtën kohë dhe të vendosë një pilulë në secilën pjesë.
• Pllaka mbajtëse është e pozicionuar në mënyrë që të ketë një mbështetje vertikale për binarët ku rrota dhe kapaku janë të pozicionuara në mënyrë që të kenë një strukturë më të besueshme dhe të ngurtë.
• Pllaka e hapjes është projektuar siç thotë fjala në mënyrë që të lehtësojë mekanizmin e rimbushjes nga përdoruesi
• Pllaka e sipërme, siç mund të shihet nga fotografia, është bërë me pleksiglas në mënyrë që të mundësojë nga jashtë vizionin e asaj që po ndodh brenda.

Të gjitha pllakat e tjera nuk kanë qëllime të veçanta, ato janë krijuar në mënyrë që të mundësojnë që të gjitha pjesët të përputhen në mënyrë perfekte së bashku. Disa pjesë mund të paraqesin vrima të veçanta me dimension dhe gjeometri të ndryshme në mënyrë që të lejojnë të gjitha sendet elektronike (si Arduino dhe motorët) ose sendet e printuara 3d (si gyp dhe mbajtësja PIR) të lidhen në mënyrën e duhur.

Hapi 5: Hapi 5: CAD për Pjesët e Prera me Laser

Hapi 6: Vizatimet Teknike për Shtypjen 3D

Pjesët e printuara 3D realizohen duke përdorur printerët Ultimakers 2 dhe Prusa iMK të disponueshëm në laboratorin Fablab të Universitetit. Ata janë të ngjashëm në kuptimin që ata të dy përdorin të njëjtin material që është PLA (ai që përdoret për të gjitha pjesët tona të shtypura) dhe kanë të njëjtin dimension të hundës. Në veçanti puna e Prusës me një fije të hollë, janë më miqësore për përdoruesit falë pllakës së lëvizshme (nuk ka nevojë të përdorni zam) dhe sensorit që kompensojnë sipërfaqen jo të sheshtë të pllakës bazë.

Të gjitha pjesët e printuara 3d realizohen duke lënë cilësimet standarde, përveç nëse për timonin ku përdoret dendësia e materialit mbushës prej 80% në mënyrë që të ketë një bosht më të ngurtë. Në veçanti në përpjekjen e parë, një dendësi e materialit mbushës prej 20% u la si një standard standard pa vënë re gabimin. Në fund të printimit, rrota u realizua në mënyrë perfekte, por boshti u thye menjëherë. Për të mos ribotuar përsëri timonin, pasi kërkon një kohë mjaft të gjatë, ne vendosëm të shkonim drejt një zgjidhjeje më të zgjuar. Ne vendosëm vetëm për të ribotuar boshtin me një bazë që do të fiksohej në timon me 4 vrima shtesë siç do të shihet në figura.

Këtu do të ndiqni një përshkrim të veçantë të secilit komponent:

• Mbajtës mbajtës: ky komponent realizohet në mënyrë që të mbajë dhe mbështesë kushinetën në një pozicion të duhur. Mbajtësi i kushinetave vërtet realizohet me një vrimë të përqendruar me dimensionin e saktë të diametrit të mbajtëses në mënyrë që të ketë një lidhje shumë të saktë. 2 krahët kanë për qëllim vetëm të kenë një fiksim të duhur të përbërësit në pjatë. Duhet të theksohet se kushineta përdoret në mënyrë që të mbajë boshtin e timonit që përndryshe mund të përkulej.
• Rrota: Shtypja 3D përfaqëson pothuajse thelbin e projektit tonë. Shtë projektuar në atë mënyrë që të jetë sa më i madh në mënyrë që të mbajë sasinë maksimale të pilulave, por në të njëjtën kohë të mbetet i lehtë dhe i lehtë për t'u drejtuar nga motorët. Për më tepër, është projektuar me skaje të lëmuara rreth e rrotull në mënyrë që të mos ketë pilula të mbërthyer. Ajo ka veçanërisht 14 seksione ku është e mundur të ndahen pilulat. Pjesa qendrore, si dhe kufiri midis secilës pjesë, janë zbrazur në mënyrë që rrota të jetë sa më e lehtë. Pastaj ka një bosht me diametër 6.4 mm dhe 30 mm të gjatë i cili mund të përshtatet në mënyrë të përkryer në kushinetën në anën tjetër. Më në fund një lidhje e fortë me motorin arrihet nga një bashkues boshti i lidhur në njërën anë me timon nga 4 vrimat që mund të shihen në figurë dhe në anën tjetër me motor stepper.
• Kapaku i rrotës: Kapaku i rrotës është projektuar në atë mënyrë që pilulat që futen brenda në timon nuk mund të dalin prej saj nëse nuk arrijnë në pjesën e hapur në pjesën e poshtme të timonit. Për më tepër, kapaku mund të mbrojë timonin nga mjedisi i jashtëm duke siguruar një ruajtje të duhur. Diametri i tij është pak më i madh se vetë rrota dhe ka 2 hapje kryesore. Ajo në pjesën e poshtme ka për qëllim të lëshojë pilulën ndërsa ajo në krye përdoret për mekanizmin e rimbushjes të detajuar më parë. Vrima kryesore në qendër është për të lënë boshtin e timonit të kalojë dhe 6 vrimat e mbetura përdoren për lidhjen me pllakën dhe kushinetën. Për më tepër, në anën e poshtme, 2 vrima janë të pranishme ku vendosen 2 magnete të vegjël. Siç është detajuar më vonë, këto do të synojnë të kenë një lidhje të fortë me prizën.
• Gyp: Ideja e gypit, siç mund të merret me mend qartë, është të mbledhësh pilulat që bien nga rrota dhe t'i mbledhësh ato në gotën në fund. Në veçanti për shtypjen e tij, ai është ndarë në 2 hapa të ndryshëm. Aty është trupi i gypit dhe pastaj 2 këmbë që janë shtypur larg, përndryshe shtypja do të kishte nënkuptuar shumë mbështetëse. Për montimin përfundimtar, 2 pjesët duhet të ngjiten së bashku.
• Mbajtës PIR: funksioni i tij është të mbajë PIR në një pozicion të duhur. Ajo ka një vrimë katrore në mur në mënyrë që të lejojë kalimin e kabllove dhe 2 krahë për të mbajtur PIR -in pa një nyje të përhershme.
• Priza: ky komponent i vogël është projektuar në mënyrë që të lehtësojë mekanizmin e rimbushjes. Siç u përmend më parë, pasi të jetë koha për të rimbushur, pjesa e poshtme e kapakut të rrotës duhet të mbyllet nga priza, përndryshe pilulat gjatë rimbushjes do të binin poshtë. Për të lehtësuar lidhjen e tij me kapakun janë të pranishme 2 vrima të vogla dhe dy magnete. Në këtë mënyrë lidhja me kapakun është e fortë dhe miqësore për përdoruesit. Mund të vendoset në pozicion dhe të hiqet me një detyrë shumë të lehtë.

Hapi 7: Hapi 7: CAD për Pjesët e Shtypura 3D

Hapi 8: Hapi 8: Asambleja përfundimtare e CAD

Hapi 9: Teste për përbërës individualë

Disa teste individuale janë kryer para se të lidhen të gjithë përbërësit elektronikë së bashku. Në veçanti, videot përfaqësojnë testet për shpërndarjen dhe rimbushjen e mekanizmit, për funksionimin e butonave, për alarmin për testimin e leds.

Hapi 10: Asambleja Përfundimtare

Pjesa e parë e montimit i është kushtuar montimit të pjesës strukturore të robotit. Në pllakën bazë, 2 pllakat anësore dhe pllaka ballore janë vendosur dhe gypi është fiksuar. Ndërkohë, çdo rrotë ishte e lidhur me motorin e saj stepper me anë të bashkuesit të boshtit dhe më pas ishte montuar me kapakun e tij. Më pas, sistemi i kapakut të rrotave është montuar direkt në robot. Në këtë pikë përbërësit elektronikë u vendosën në robot. Më në fund, pllakat e mbetura u mblodhën për të përfunduar projektin.

Hapi 11: Përbërësit e telave në Arduino

Hapi 12: Diagrami i Programit

Grafiku i mëposhtëm i rrjedhës tregon logjikën e programit që kemi shkruar, për një rrotë.

Hapi 13: Programimi

Hapi 14: Lidhja e Aplikimit Robot-Smartphone

Siç është thënë tashmë, komunikimi me robotin sigurohet nga një aplikacion smartphone i lidhur me një modul bluetooth me robotin. Imazhet e mëposhtme paraqesin funksionimin e aplikacionit. E para përfaqëson ikonën e aplikacionit ndërsa e dyta dhe e treta, merren me mekanizmin e shpërndarjes manuale dhe menunë e kohës së vendosjes përkatësisht. Në rastin e fundit, mekanizmi i shpërndarjes kryhet automatikisht në kohën e zgjedhur nga përdoruesi.

Ky aplikacion është ndërtuar në Institutin e Teknologjisë në Masaçusets, Shpikësi i Aplikacioneve (ai2.appinventor.mit.edu/?locale=en#6211792079552512).