बबल रैप पेंटर: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

यूएलबी में हमारे "मेक्ट्रोनिक्स 1 - एमईसीए-वाई403" मास्टर 1 पाठ्यक्रम के हिस्से के रूप में, हमें एक विशिष्ट कार्य करने वाले रोबोट को डिजाइन करने और रोबोट के डिजाइन को सारांशित करने वाली एक वेब साइट बनाने के लिए कहा गया था, जो सामग्री की पसंद से शुरू होता है। मॉडलिंग, अहसास और कोड पूरे सिस्टम को काम करने की इजाजत देता है। पूरे समूह ने सर्वसम्मति से "बबल रैप पेंटर" रोबोट को साकार करने के लिए चुना।

"बबल रैप पेंटर" एक ऐसा उपकरण है जो कंप्यूटर द्वारा आपूर्ति किए गए वोल्टेज नियंत्रण से बबल रैप के कुछ बुलबुले में पेंट को इंजेक्ट करने में सक्षम है। प्रारंभ में, स्पॉट ड्राइंग उत्पन्न करने के लिए रोबोट को 2D विमान में तरल को इंजेक्ट करने में सक्षम होना था। हालांकि, आर्थिक और व्यावहारिक कारणों से, समूह ने 1डी प्रक्षेपवक्र पर पेंट लगाने के लिए वापस ले लिया है। रोबोट निम्नानुसार काम करता है: एक कीड़ा पेंच प्रणाली का उपयोग शुरू में पेंट से भरे सिरिंज के सवार को दबाने के लिए किया जाता है। सिरिंज एक लचीली पॉलीप्रोपाइलीन ट्यूब से जुड़ा होता है जो पेंट को मोबाइल मॉड्यूल से जुड़ी धातु की नोक पर ले जाने की अनुमति देता है। यह मॉड्यूल एक क्षैतिज अक्ष के साथ फिर से एक वर्म सिस्टम के माध्यम से स्लाइड करने में सक्षम है। दूसरी ओर, टिप एक रैखिक विद्युत चुंबक से जुड़ी होती है जो मोबाइल मॉड्यूल से भी जुड़ी होती है। विद्युत चुम्बक का उपयोग ऊर्ध्वाधर प्लेट पर लगे बबल रैप को चुभाने के लिए किया जाता है। एक बार बुलबुला छेदने के बाद, पेंट को उसमें इंजेक्ट किया जाता है और इसी तरह।

चरण 1: भागों और उपकरण विवरण

खरीद फरोख्त

2 बीम कपलिंग 5 मिमी से 6 मिमी

10 मिलीलीटर (7, 5 सेमी लंबा) का 1 सिरिंज

4 मिमी. के व्यास के साथ लचीले पॉलीप्रोपाइलीन में 1 पाइप

उसकी सुरक्षा टोपी के साथ 1 सुई

गौचे पानी से पतला

2 थ्रेडेड रॉड: व्यास 6 मिमी और 18, 5 सेमी लंबा

8 मिमी व्यास और 21 सेमी लंबी 2 चिकनी छड़ें

8 मिमी व्यास और 10 सेमी लंबी 2 चिकनी छड़ें

बबल रैप

इलेक्ट्रॉनिक्स

1 ब्रेडबोर्ड

१ आर्डिनो

1 स्टेपर मोटर

1 स्टेपर मोटर आरएस प्रो हाइब्रिड, स्थायी चुंबक स्टेपर मोटर 1.8 डिग्री, 0.22 एनएम, 2.8 वी, 1.33 ए, 4 तार

2 माइक्रो स्विच V-156-1C25

1 विद्युत चुंबक ZYE1-0530

बिजली की आपूर्ति

2 केले कनेक्टर्स

45 जम्पर तार

6 प्रवाहकीय केबल

डायोड 1N4007

ट्रांजिस्टर IRF5402

3 प्रतिरोधक 4, 7 kohm

2 DRV8825 ड्राइवर

1 पुश बटन स्विच

पेंच, नट और निर्धारण

42 स्क्रू M3 16 मिमी लंबा

4 स्क्रू M3 10 मिमी लंबा

4 स्क्रू M4 16 मिमी लंबा

2 स्क्रू M2, 5 16 मिमी लंबा

52 संगत नट

2 स्टील सादा वॉशर M3

प्रयुक्त उपकरण

लेजर काटने की मशीन

3डी प्रिंटर (अल्टीमेकर 2 या प्रूसा)

पेंचकस

चरण 2: सीएडी फ़ाइलें

3 मिमी. की मोटाई के साथ लेजर कटिंग

-समर्थन प्लेट

-स्विच उठाने के लिए समर्थन

-सुई के लिए चलती समर्थन

-बुलबुला धारक

-4 ऊंचाई बढ़ाने का समर्थन

3 डी प्रिंटिग

-मोटर के लिए समर्थन

- थ्रेडेड रॉड का समर्थन करें

-सिरिंज पंप

-सुई के लिए समर्थन

-सिरिंज के लिए समर्थन

चरण 3: विधानसभा

शुरू करने के लिए, हमने 3 अलग-अलग तत्वों से बना एक लकड़ी का आधार तैयार किया: एक नीचे की प्लेट, एक ऊर्ध्वाधर प्लेट और एक त्रिकोणीय प्लेट जो सब कुछ एक साथ रखती है।

आप तस्वीर में देख सकते हैं कि अलग-अलग प्लेटों ने टी-आकार के पैटर्न को दोहराया है। इन पैटर्न का उपयोग असेंबली को ठीक करने और आधार को मजबूत बनाने के लिए किया जाता है। दो स्विच पिस्टन और मोबाइल मॉड्यूल पर रखे गए हैं। यह क्रमशः पिस्टन के अधिकतम विस्तार और मोबाइल मॉड्यूल की चरम दाहिनी स्थिति पर एक संदर्भ देने की अनुमति देता है।

इसके अलावा, स्टेप-मोटर्स को एक 3D प्रिंटर के साथ बनाए गए समर्थन के लिए चार स्क्रू के साथ तय किया गया है। इस समर्थन पर, दो लंबवत छेद ऊर्ध्वाधर प्लेट को निर्धारण की अनुमति देते हैं। मोटर्स के दो रोटेशन अक्षों के साथ-साथ चार चिकनी सलाखों से जुड़ी थ्रेडेड छड़ें मोटर्स के एंटीपोड पर स्थित अतिरिक्त समर्थन द्वारा आयोजित की जाती हैं। इसके अलावा, कनेक्टर्स का उपयोग थ्रेडेड रॉड को स्टेप-मोटर्स के रोटेशन अक्ष पर ठीक करने के लिए किया जाता है।

सिरिंज को एक ब्रैकेट के साथ भी तय किया जाता है जो क्षैतिज प्लेट पर खराब हो जाता है। इसके प्लंजर को एक ट्रेपोजॉइडल पीस के माध्यम से दबाया जा सकता है जो थ्रेडेड रॉड के साथ घूमता है क्योंकि यह घूमता है। इस भाग के भीतरी भाग में एक छेद होता है जिसमें एक नट लगा होता है। यह अखरोट ट्रेपोजॉइडल भाग को स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।

ट्यूब को केवल सिरिंज के अंत में प्लग करके सिरिंज से जोड़ा जाता है। ट्यूब का दूसरा सिरा एक छोटे सफेद पीएलए टुकड़े की अंगूठी में फंस गया है। धातु की नोक जो मूल रूप से सिरिंज का हिस्सा थी, उसे भी ट्यूब के अंत में काट दिया गया है। सफेद टुकड़े के व्यास को बेहतर ढंग से भरने के लिए हमने सुई में सिरिंज कैप जोड़ा है। सुई की नोक से गुजरने की अनुमति देने के लिए टोपी के अंत में एक छेद होता है। इस छोटे से सफेद हिस्से को मोबाइल मॉड्यूल की स्लाइडिंग प्लेट पर दो स्क्रू से पेंच किया जाता है।

मोबाइल मॉड्यूल में लकड़ी के हिस्सों का एक सेट होता है जो उसी तरह तय होता है जैसे प्लेट्स जो आधार बनाती हैं। मॉड्यूल दो चिकनी सलाखों और थ्रेडेड रॉड को स्वीकार करने के लिए तीन छेद वाला एक बॉक्स बनाता है। इस बॉक्स के अंदर दो नट हैं जो मॉड्यूल को स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं। मॉड्यूल की शीर्ष प्लेट दो चिकनी सलाखों के साथ स्लाइड करती है। मॉड्यूल के आंतरिक केंद्र में, एक निश्चित प्लेट में रैखिक विद्युत चुंबक होता है। यह स्लाइडिंग प्लेट को आगे और पीछे रैखिक गति करने की अनुमति देता है।

दो लकड़ी के ब्रैकेट हैं जो दो छिद्रित जीभों को स्क्रू द्वारा अवरुद्ध वाशर का उपयोग करके सीधे ऊर्ध्वाधर प्लेट में तय करने की अनुमति देते हैं। ये दो टैब अपने केंद्र में बबल रैप की एक पट्टी बांधते हैं। यहां बबल पेपर में कंप्यूटर द्वारा एन्कोड किए गए 7 बिट्स के अनुरूप सात बुलबुले होते हैं।

वर्टिकल प्लेट के दूसरी तरफ PCB और arduino हैं। पीसीबी को एक ग्लूइंग सिस्टम के माध्यम से क्षैतिज प्लेट से चिपकाया जाता है जो शुरू में मौजूद होता है और आर्डिनो को नीचे की प्लेट में खराब कर दिया जाता है। इसके अलावा, पीसीबी से जुड़ा एक प्रतिरोधक विभक्त है जो लकड़ी के त्रिकोणीय भाग में खराब हो जाता है। (तस्वीर: सिस्टम के पीछे)

* सिस्टम का हिस्सा होने वाले प्रत्येक स्क्रू को उपयुक्त बोल्ट द्वारा समेकित किया जाता है।

चरण 4: इलेक्ट्रॉनिक्स और सेंसर

हमें ऊपरी स्टेपर मोटर की स्थिति जानने की जरूरत है जब बबल रैप पेंटर को बुलबुले की सटीक स्थिति तक पहुंचने के लिए शुरू किया जाता है। यह पहले स्विच का उद्देश्य है। हर बार जब डिवाइस एक रेखा खींच रहा होता है, तब तक मोटर घूमता है जब तक कि स्विच की स्थिति नहीं बदल जाती।

हमें यह जानने के लिए एक और स्विच की आवश्यकता है कि सीरिंज पर धकेलने वाला स्टेपर पिस्टन के अंत तक कब पहुंच गया है। दूसरे स्विच का उपयोग सिरिंज के खाली होने पर सिस्टम को रोकने के लिए किया जाता है। एक तीसरा वैकल्पिक स्विच पेंटिंग को जारी रख सकता है जब सिरिंज भर गया हो। ये स्विच कम वोल्टेज का उपयोग करते हैं और सीधे आर्डिनो द्वारा आपूर्ति की जा सकती है। दो स्टेपर मोटर्स और चुंबक को अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है और 12V और 1A देने वाले बिजली जनरेटर द्वारा आपूर्ति की जाती है। दो DRV8825 स्टेपर मोटर ड्राइवर arduino से संकेतों को मोटर्स के लिए करंट में बदल देते हैं। इन ड्राइवरों को कैलिब्रेट करने की आवश्यकता है। अंशांकन एक स्टेपर को स्थिर गति से घुमाने और चालक के पेंच को तब तक समायोजित करके किया जाता है जब तक कि सुई और समर्थन को सुचारू रूप से स्थानांतरित करने के लिए टोक़ पर्याप्त न हो। अंतिम तत्व विद्युत चुंबक है। जब आर्डिनो द्वारा कोई करंट नहीं भेजा जाता है, तो मस्जिद को रीसेट करने के लिए एक पुल डाउन रेसिस्टर का उपयोग किया जाता है। अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स भागों की सुरक्षा के लिए, इलेक्ट्रोमैग्नेट में एक फ्लाईबैक डायोड भी जोड़ा जाता है। मस्जिद उच्च और निम्न राज्यों के बीच चुंबक स्विच कर रही है।

चरण 5: पायथन कोड

अजगर का उपयोग करते हुए कंप्यूटर और आर्डिनो के बीच संचार के लिए, हमने खुद को इस मंच पर दिए गए कोड पर आधारित किया:

स्टेपर मोटर को नियंत्रित करने के लिए, यह साइट बहुत मददगार थी: https://www.makerguides.com/drv8825-stepper-motor-driver-arduino-tutorial/ और arduino की मूल बातें समझने के लिए, 'arduino प्रोजेक्ट्स बुक' भी थी बहुत मददगार। कोड के दो भाग हैं: पहला एक पायथन कोड है जो एक अक्षर को ascii बाइनरी कोड में परिवर्तित करता है और इसे arduino में थोड़ा-थोड़ा करके भेजता है, और दूसरा एक arduino कोड है जो संबंधित बुलबुले में फैलता है। निम्नलिखित फ़्लोचार्ट आर्डिनो कोड के सिद्धांत की व्याख्या करता है:

चरण 6: वीडियो

काम कर रहे प्रोजेक्ट!

चरण 7: सुधार

परियोजना को कई तरीकों से बेहतर बनाया जा सकता है। सबसे पहले, एक लाइन पर बुलबुले की संख्या को आसानी से बढ़ाया जा सकता है। यह लंबे समय तक बाइनरी कोड लेकर किया जा सकता है, उदाहरण के लिए एक के बजाय प्रविष्टि में दो अक्षर लिखकर। ASCII कोड तब दोगुना लंबा होगा।

सबसे महत्वपूर्ण सुधार न केवल x-अक्ष के साथ, बल्कि y-अक्ष के साथ-साथ बुलबुले को भरने में सक्षम होना होगा। इसलिए बबल फिलिंग 1डी के बजाय 2डी में की जाएगी। ऐसा करने का सबसे आसान तरीका है कि मोटर को ऊपर उठाने और कम करने के बजाय बबल पेपर की ऊंचाई में बदलाव किया जाए। इसका मतलब बबल पेपर होल्डर के किनारे को प्लेट पर नहीं बल्कि 3डी प्रिंटेड सपोर्ट पर लटकाना होगा। यह समर्थन एक थ्रेडेड रॉड से जुड़ा होगा, जो स्वयं एक स्टेपर मोटर से जुड़ा होगा।

चरण 8: समस्याओं का सामना करना पड़ा

हमें जिस मुख्य समस्या से जूझना पड़ा, वह है विद्युत चुम्बक। वास्तव में, एक बोझिल और भारी तीसरा इंजन होने से बचने के लिए, इलेक्ट्रोमैग्नेट एकदम सही समझौता था। कुछ परीक्षणों के बाद, कठोरता लगातार बहुत कम साबित हुई। तो एक दूसरा वसंत जोड़ा जाना था। इसके अलावा, यह केवल बहुत हल्के भार को स्थानांतरित कर सकता है। विभिन्न तत्वों की व्यवस्था को संशोधित करना पड़ा।

सिरिंज पंप भी एक समस्या थी। सबसे पहले, एक भाग को मॉडल किया जाना था जिसे अंतहीन छड़ से जोड़ा जा सकता था और उसी समय सवार को धक्का दिया जा सकता था। दूसरे, पार्ट ब्रेकिंग से बचने के लिए तनाव वितरण महत्वपूर्ण था। इसके अलावा, 2 स्टेपर मोटर्स समान नहीं हैं: उनके पास समान विशेषताएं नहीं हैं, जो हमें वोल्टेज विभक्त जोड़ने के लिए मजबूर करती हैं। हमें वाटर पेंट (हमारे मामले में पतला गौचे) का उपयोग करना पड़ा, क्योंकि बहुत मोटा पेंट सुई में नहीं गुजरेगा और पाइप में बहुत अधिक दबाव का नुकसान होगा।