Делаем автоматический «Мойдодыр» своими руками

Перевёл alexlevchenko92 для mozgochiny.ru

Современная жизнь проносится мимо нас с бешеной скоростью. Поэтому сейчас самым ценным для нас является время. Мне  хотелось построить волшебную машину, чтобы автоматизировать часть утренней рутины. Нажав всего несколько кнопок «умная машина» сможет сама автоматически выдавить зубную пасту на щётку в установленное для этого время.

0

1

2

Шаг 1: Материалы и инструменты

3

Шаг 2: Механика конструкции

4

Воспроизведем всю систему, используя комбинацию Fusion 360 и Illustrator. Начнём с тщательного моделирования подвижных частей и их расположения вокруг неподвижных частей (зубной щётки, тюбика с пастой). Была разработана целая технология, которая состоит из комбинации 3D печати и лазерной резки деталей, скрепленных винтами. Чтобы упростить процесс проектирования, разобьём систему на четыре основных узла: держатель зубной щетки, каретка, дозатор и основной корпус. Детали каждого сегмента  подробно описаны в последующих шагах.

5

Переходники сервоприводов

Для того, чтобы расширить диапазон возможных применений поделки смоделируем переходники, как для микро- так и для стандартных сервоприводов. Эти адаптеры оснащены слотами для оригинальных валов, а также местами для четырёх гаек на обратной стороне. Адаптеры разрабатывались под валы, поэтому они должны крепиться к пластинам или другим объектам, чтобы оставаться на месте.

6MRM STLs.zip

Шаг 3: Электрическая схема

8

Питание

Вся система питается от одного блока питания5В 3А, что вполне достаточно для питания одного двигателя. Основная плата потенциально может потреблять до 500 мА, а остальные компоненты (приводы двигателя, часы реального времени и органический светодиод) потребляют незначительное количество тока. Система включается/выключается с помощью мини-переключателя.

Управление

Процессор Intel Эдисон является основным контроллером для системы. Раздельные платы (плата с одним компонентом) позволяет процессору легко общаться с другими элементами системы. Плата подключается к мотору, часам реального времени и экрану.

Движение

Плата ШИМ управляет пятью серводвигателями и имеет штекеры для быстрого подключения к кабелям. Хотя питанием двигателей можно управлять от внешнего источника, для простоты я привязал Vmot к VCC контакту, так как вся система работает на основе 5В.

Вход

Поворотный датчик выступает в качестве главного входа для пользователя. Выходы из датчика непосредственно связаны с цифровыми контактами процессора.

Дисплей

Крошечный 128 х 32 дисплей выступает в качестве основного источника визуальной обратной связи для пользователя.

Шаг 4: Монтаж корпуса

9

Задняя панель

Задняя панель формирует основу для остальных частей системы и служит твёрдой опорой для крепления большинства компонентов. Задняя панель сделана из 6 мм фанеры. Процессор и ШИМ крепятся к основанию с помощью четырех винтов (Эдисон на лицевой и ШИМ на оборатной стороне).

10

Распорки (прокладки)

Задняя и передняя панели удерживаются вместе с помощью пяти распорных пластин. Каждая распорка прикрепляется к пластинам винтом и соответствующей ему гайкой. Пластины почти симметричны, однако один край имеет более короткие выступы так, чтобы они не выдвигались вперёд. Разъём питания и переключатель крепятся к нижней крайней распорке.

11

Передняя панель

Передняя панель в основном служит для защиты машины во время работы. Поворотный датчик устанавливается и закрепляется гайками. Экран крепится на четырех винтах.

Шаг 5: Установка зубной щётки

12

Подставка для зубной щетки

13

Держатель зубной щетки имеет два сервопривода, приводимые в действие составными-узлами: «головой» и основанием. Детали, что вырезались лазерным резаком окрашены в темно-синий в то время как 3D части в зеленый.

14

Голова

15

«Голова» сборки защищает зубную щётку от падения. Один сервопривод приводит в действие руки, которые крепятся двумя прокладками. Сервопривод прикреплен к основной пластине с помощью 3D-адаптера и фиксируется двумя винтами. В пластине есть четыре слота, через которые чёрные резинки обеспечивают гибкое крепление зубной щетки.

16

Основа

17

Основание состоит из небольшой 3D чашки, что удерживает щётку от падения. Сервопривод удерживает щётку в позиции и поворачивается вниз после того, как зубная щётка загружается в сборку. Пластины скреплены восемью винтами – четыре в задней части основной пластины и по два для укрепления боковых пластин, присоединенных к сервоприводу.

18

Шаг 6: Монтаж реек

19

Один механизм будет подавать зубную щётку в сторону дозатора пасты. Каркас имеет три уникальных 3D части: каретку, подголовник и распорки.

20

Каретка — главный адаптер для крепления держателя каркаса. Она крепится тремя винтами. Подголовник монтируется дальше от каретки на каркасе и служит для уменьшения нагрузки на базовый серводержатель, когда узел лежит плоско. Подголовник крепится с помощью одного винта.

21

Распорки – удерживают каркас отцентрированным относительно пластинок. Они идентичны и монтируются в каркас винтами.

Шестерня

Закрепляем шестерню ниже каркаса. Она также вырезается из 6 мм фанеры и крепится к стандартному валу сервопривода. Сам сервопривод должен размещаться немного смещённо от опорной плиты, поэтому он имеет две одинаковые прямоугольные распорки. Сервопривод прикреплен к основе четырьмя винтами.

22

Переключатель

Один микровыключатель служить для «обнуления» механизма в первоначальную позицию. Микровыключатель установлен на его распорке (на двух винтах), а сама распорка установлена на опорной плите (также на двух винтах).

23

Шаг 7: Монтаж дозатора

24

25

Крепления небольшого якоря ниже дозатора, позволит предотвратить падение зубной пасты. Привод установлен на двух распорных частях, одна из которых имеет П-образный профиль, для сохранения пространства под провода.

26

27

Линейный привод

Линейный привод является наиболее сложным механизмом во всей машине и выполняет работу по дозированию зубной пасты. Ядро механизма состоит из резьбового стержня и гайки, что сжимает тюбик. Гайка установлена в большой шестерни. Шестерня зажата между двумя опорными подшипниками для обеспечения свободного вращения. Весь привод крепится шестью винтами.

28

29

Шаг 8: Программное обеспечение

31

Программа имеет три основные задачи: разрешить пользователю установить время, позволять пользователю установить «будильник» на время запуска механизма и запуск самого механизма. Вот краткое описание фактического кода:

32

  • Display Time (пункт меню 0) — отображает текущее время и позволяет пользователю переключаться между выбранными пунктами меню и проверять соответствие текущего времени, с временем будильника, а также для отображения часов;
  • Set Time (пункт меню 1) — позволяет пользователю установить текущее время для этой машины. Также выводит текущее время в часах реального времени для поддержания времени между циклами питания.
  • Set Alarm (пункт меню 2) — Хотя это и не реальный «будильник», он позволяет пользователю определять время, когда, система должна заработать.
  • Run Sequence (пункт меню 3) — запуск упорядоченной последовательности шагов в зависимости от текущего состояния системы
  • getServoPostions() считывает аналоговое напряжение сервопривода, проверяет соответствие позиций.
  • zeroCarriage() запускает шестерни двигателя до контакта с концевым выключателем, а затем меняет направление в течение установленного времени, пока каретка находится далеко от дозатора.
  • setBar(boolean) устанавливает планку держателя вверх или вниз.
  • lowerBrush()меняет положение узла держателя, чтобы он стал плоским.
  • setCap(boolean) – открывает или закрывает крышку тюбика.

INTEL_Morning_Machine

Шаг 9: Последние мысли

33

Это довольно смешная машина, но я признаю, что  хорошо провел время изготовляя её.

Спасибо за внимание и успешных самоделок!

(A-z Source)

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!


About alexlevchenko

Ценю в людях честность и открытость. Люблю мастерить разные самоделки. Нравится переводить статьи, ведь кроме того, что узнаешь что-то новое - ещё и даришь другим возможность окунуться в мир самоделок.

3 Replies to “Делаем автоматический «Мойдодыр» своими руками”

  1. С конструктивной точки зрения интересно, но на практике бесполезно. Да к слову китайцы уже выпускают механические дозаторы пасты и электро-механические.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *