AUTOMATIESE PILLERDISPENSER: 14 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Dit is 'n pil -dispenser -robot wat die pasiënt die regte hoeveelheid en tipe medisyne -pille kan voorsien. Die dosering van die pil word outomaties op die regte tyd van die dag uitgevoer, voorafgegaan deur 'n alarm. As die masjien leeg is, kan die gebruiker dit maklik hervul. Die afgifte- en hervulingsmeganisme word beheer deur middel van 'n toepassing wat via Bluetooth aan die robot gekoppel is en deur middel van twee knoppies.

Bruface Mechatronics Project Group 2

Spanlede: Federico ghezzi

Andrea Molino

Giulia Ietro

Mohammad Fakih

Mouhamad Lakkis

Stap 1: Inkopielys

• Adafruit Motor Shield v2.3 (monteerstel) - Motor/Stepper/Servo Shield vir Arduino
• Kwmobile humiditeit temperatuur sensor
• AZDelivery Carte vir Arduino PCM2704 KY-006 Buzzer Passive
• AZDelivery Real Time Clock, RTC DS3231 I2C, Rasperry Pi
• 2. 28byj van 48 DC 5 V 4 Fase van fil de 5 Micro Step met ULN2003 -module vir Arduino
• AZDelivery Prototypage Prototype Shield vir Arduino UNO R3
• AZDelivery PAQUET HD44780 LCD 1602, 2X16 karakters + l'interface I2C
• OfficeTree® 20 Mini magnete OfficeTree® 20 6x2 mm
• SHAFT COUPLER POLOLU-1203 UNIVERSAL MOUNTIBG HUB
• 40 pins 30 cm van man tot vrou trui
• Soldeerlose broodbord - 830 gate
• USB 2.0 A - B M/M 1.80M
• Pir bewegingsensor vir Arduino
• Stel AWG Breadboard Jumper Wires One Pin
• R18-25b Drukskakelaar 1p Uit- (aan)
• L-793id LED 8mm rooi verspreid 20mcd
• L-793gd LED 8mm groen verspreid 20mcd
• 2 x Poussoir Mtallique Carr+Avec Capuchon Bleu
• Taktiele skakelaar 6x6mm
• 2 sjarme 70x40 mm
• greep plast met 64 mm
• knop aluminium 12 mm
• ultragel 3gr
• 50 nagels 2x35
• LCD rgb agtergrond lig
• 2 kogellagers 6,4 mm as
• 2 volledige mdf -vel vir lasersny
• 1 stuk pleksiglas vir lasersny
• 1 potensiometer
• Arduino uno

Stap 2: Tegniese wenke oor die keuse van die komponente

Die meganismes vir die afgee en byvul verg groot presisie en min bewegings van die wiele wat die pille bevat. Om hierdie rede besluit ons om twee stapmotors te gebruik.

Stepper Motors is stalle, kan 'n wye verskeidenheid wrywings- en traagheidsbelastings dryf, het geen terugvoer nodig nie. Die motor is ook 'n posisie -omvormer: posisiesensors en spoed is nie nodig nie. Boonop het hulle uitstekende herhaalbaarheid en keer hulle akkuraat na dieselfde plek terug.

'N Motorskerm dryf die twee stapmotors aan. Dit bevat 4 H-brug waarmee u die rigting en die snelheid van die motors kan beheer. Met 'n motorskerm verhoog ons die aantal gratis penne.

Om seker te maak dat die pille altyd in goeie toestande is, meet 'n humiditeits- en temperatuursensor die temperatuur en humiditeit in die dispenser duur.

Om die gebruiker in kennis te stel dat dit tyd is om sy behandeling te neem, het ons 'n alarm gemaak met 'n gonser en 'n real-time klok. Die RTC -module werk op 'n battery en kan die tyd dophou, selfs as ons die mikrobeheerder herprogrammeer of die hoofkrag ontkoppel.

Twee knoppies en 'n RGB Liquid Crystal Display -permit laat die gebruiker toe om met die dispenser te kommunikeer. Die gebruiker kan ook sy terapie en die uitreistyd bepaal deur middel van 'n app vir slimfone. Hy kan sy persoonlike toestel via 'n Bluetooth -verbinding koppel ('n Bluetooth -module is aan Arduino gekoppel).

'N PIR -sensor bespeur 'n beweging as die gebruiker sy medisyne neem en gee terugvoer oor die korrekte werk van die dispenser. Vanweë die groot gevoeligheid en die wye opsporingsomvang, word dit doelbewus in sommige rigtings gehinder om nuttelose metings te vermy.

Stap 3: Vervaardigingsdeel

In die volgende word 'n gedetailleerde lys van die onderdele wat deur 'n 3D -drukker of met 'n lasersnyer vervaardig word, verskaf. Alle afmetings en geometriese aspekte word gekies om 'n goeie pasmaat te kry tussen al die dele met sterk verbindings en 'n mooi ontwerp.

Afmetings en geometriese aspek kan egter volgens die verskillende doeleindes verander word. In die volgende afdelings is dit moontlik om die CAD van al die komponente wat hier gelys word, te vind.

Die aanvanklike idee vir die projek was veral om 'n pilhouer met meer wiele te skep om die grootste hoeveelheid en die grootste verskeidenheid pille te gee. Vir die omvang van die kursus het ons ons aandag slegs tot 2 daarvan beperk, maar met min verandering aan die ontwerp kan meer wiele bygevoeg word en die doel bereik word. Daarom het ons u die geleentheid gegee om ons ontwerp vrylik aan te pas sodat u, indien u daarvan hou, dit kan verander en aanpas by elke persoonlike smaak.

Hier is die lys van al die 3D -gedrukte en lasergesnyde dele met die dikte tussen hakies:

• agterplaat (mdf 4 mm) x1
• basisplaat (mdf 4 mm) x1
• voorplaat (mdf 4 mm) x1
• syplaat sonder gat (mdf 4 mm) x1
• syplaatgat (mdf 4 mm) x1
• arduino bord (mdf 4 mm) x1
• plaat vir vertikale ondersteuning (mdf 4 mm) x1
• aansluitplaat (mdf 4 mm) x1
• plaat vir die wieldop (mdf 4 mm) x2
• plaat vir die wiel (mdf 4 mm) x2
• boonste plaat (plexiglas 4 mm) x1
• opening plaat (mdf 4 mm) x1
• laerhouer (3d gedruk) x2
• dopwiel (3d gedruk) x2
• tregter (3d gedruk) x1
• tregtervoet (3d gedruk) x2
• PIR houer (3d gedruk) x1
• prop vir die wieldop (3d gedruk) x2
• wiel (3d gedruk) x2

Stap 4: Tegniese tekeninge vir lasersnit

Die samestelling van die boks is ontwerp om die gebruik van gom te voorkom. Dit maak dit moontlik om skoon werk te verwerk, en indien nodig kan die demontage gedoen word om probleme op te los.

Die samestelling word veral uitgevoer deur middel van boute en moere. In 'n gat met 'n behoorlike meetkunde pas 'n bout van die een kant en 'n moer van die ander kant perfek in om 'n sterk verbinding tussen al die MDF -plate te hê. In die besonder vir die verskillende borde:

• Die syplaat het 'n gat om die kabel deur te laat sodat daar 'n verbinding tussen die Arduino en die rekenaar is.
• Die voorste plaat het 2 openinge. Die laagste een is bedoel om gebruik te word wanneer die persoon die glas moet neem waar die pil uitgegee is. Die ander een word gebruik as dit tyd is vir hervul. In hierdie spesifieke situasie is daar 'n prop (sien later die ontwerp) wat die opening van die wieldop van onder af kan sluit. Die posisionering van hierdie pet word inderdaad uitgevoer deur die tweede diafragma te benut. Sodra die prop geplaas is, met behulp van die knoppies of die app, kan die persoon die wiel een gedeelte op 'n slag laat draai en 'n pil in elke afdeling plaas.
• Die ondersteuningsplaat is geposisioneer om 'n vertikale steun vir die relings te hê waar die wiel en die kap geplaas is om 'n meer betroubare en stywe struktuur te hê.
• Die openingplaat is ontwerp soos die woord sê om die hervulmeganisme deur die gebruiker te vergemaklik
• Die boonste plaat, soos uit die prentjie blyk, is in plexiglas gedoen om die visie van wat binne gebeur, van buite af moontlik te maak.

Al die ander plate het geen spesiale doeleindes nie, dit is ontwerp om al die dele perfek bymekaar te pas. Sommige dele kan besondere gate met verskillende afmetings en meetkunde bied om al die elektroniese goed (soos Arduino en motors) of die 3D -gedrukte goed (soos die tregter en die PIR -houer) moet op 'n behoorlike manier verbind word.

Stap 5: Stap 5: CAD vir die lasergesnyde onderdele

Stap 6: Tegniese tekeninge vir 3D -drukwerk

Die 3D -gedrukte onderdele word gerealiseer met behulp van die Ultimakers 2 en Prusa iMK -drukkers wat by die Fablab -laboratorium van die Universiteit beskikbaar is. Hulle is soortgelyk in die sin dat hulle albei dieselfde materiaal gebruik as die PLA (die een wat vir al ons gedrukte dele gebruik word) en dieselfde spuitstuk het. Die Prusa se werk met 'n dunner filament is veral gebruikersvriendeliker danksy die verwyderbare plaat (hoef nie gom te gebruik nie) en die sensor wat vergoed vir die nie -plat oppervlak van die basisplaat.

Alle 3D -gedrukte onderdele word gerealiseer, verlaat die standaardinstellings, behalwe vir die wiel waar 'n vulmateriaaldigtheid van 80% gebruik word om 'n stywer as te kry. Veral met die eerste poging is 'n vulmateriaaldigtheid van 20% as 'n standaardinstelling gelaat sonder om die fout op te let. Aan die einde van die druk is die wiel perfek besef, maar die as breek onmiddellik. Om die wiel nie weer te herdruk nie, aangesien dit baie lank neem, het ons besluit om 'n slimmer oplossing te kies. Ons het besluit om die as weer af te druk met 'n basis wat met 4 ekstra gate aan die wiel vasgemaak sou word, soos dit in die figure sal blyk.

Hier volg 'n spesifieke beskrywing van elke komponent:

• Lagerhouer: hierdie komponent word gerealiseer om die laer in die regte posisie te hou en te ondersteun. Die laerhouer word inderdaad gerealiseer met 'n gesentreerde gat met die presiese afmeting van die deursnee van die laer om 'n baie presiese verbinding te kry. Die twee vlerke is bedoel net om die komponent op die bord behoorlik vas te maak. Daar moet op gelet word dat die laer gebruik word om die as van die wiel wat andersins kan buig, te ondersteun.
• Wiel: Die 3D -gedrukte vorm amper die kern van ons projek. Dit is so ontwerp dat dit so groot as moontlik is om die maksimum hoeveelheid pille in te hou, maar terselfdertyd lig en maklik om deur die motors aangedryf te word. Boonop is dit ontwerp met gladde rande rondom om nie pille vas te sit nie. Dit bevat veral 14 afdelings waar u die pille kan toeken. Die sentrale deel, sowel as die grens tussen elke gedeelte, is leeggemaak om die wiel so lig moontlik te laat bly. Dan is daar 'n as van 6,4 mm in deursnee en 30 mm lank wat perfek in die laer aan die ander kant kan pas. Uiteindelik word 'n sterk verbinding met die motor verkry deur 'n askoppelaar wat aan die een kant met die wiel verbind is deur die 4 gate wat op die foto gesien kan word en aan die ander kant met die stapmotor.
• Wieldop: Die dop van die wiel is so ontwerp dat die pille sodra dit binne die wiel is, nie daaruit kan uitgaan nie, tensy hulle die oop gedeelte aan die onderkant van die wiel bereik. Boonop kan die kap die wiel beskerm teen die buitenste omgewing, wat 'n behoorlike berging verseker. Die deursnee is effens groter as die wiel self en het 2 hoofopeninge. Die een aan die onderkant is bedoel om die pil los te maak, terwyl die een aan die bokant gebruik word vir die hervulingsmeganisme wat voorheen uiteengesit is. Die hoofgat in die middel is om die as van die wiel deur te laat, en die oorblywende 6 gate word gebruik vir die verbinding met die plaat en die laer. Boonop is daar 2 gate aan die onderkant waar 2 magnete geplaas word. Soos hieronder uiteengesit, is dit bedoel om 'n sterk verbinding met die prop te hê.
• Trechter: Die idee van die tregter, soos duidelik geraai kan word, is om die pille wat uit die wiel val, op te vang en in die glas aan die onderkant te versamel. In die besonder vir die druk daarvan, is dit verdeel in 2 verskillende stappe. Daar is die liggaam van die tregter en dan 2 voet wat uitmekaar gedruk is, anders sou die druk te veel stutte impliseer. Vir die finale samestelling moet die twee dele aan mekaar vasgeplak word.
• PIR -houer: die funksie daarvan is om die PIR in die regte posisie te hou. Dit het 'n vierkantige gat in die muur om die kabels deur te laat gaan en 2 arms om die PIR vas te hou sonder 'n permanente verbinding.
• Prop: hierdie klein komponent is ontwerp om die hervulingsmeganisme te vergemaklik. Soos voorheen genoem, moet die onderkant van die wieldop deur die prop toegemaak word, sodra dit weer hervul is, anders val pille tydens die hervulling af. Om die verbinding met die dop te vergemaklik, is daar twee gaatjies en twee magnete. Op hierdie manier is die skakel met die pet sterk en gebruikersvriendelik. Dit kan met 'n baie maklike taak in posisie geplaas en verwyder word.

Stap 7: Stap 7: CAD vir 3D -gedrukte onderdele

Stap 8: Stap 8: Finale CAD -vergadering

Stap 9: Toetse vir individuele komponente

Verskeie individuele toetse is uitgevoer voordat al die elektroniese komponente aanmekaar gekoppel is. In die besonder verteenwoordig die video's die toetse vir die afgifte- en hervulmeganisme, vir die funksie van die knoppies, vir die alarm vir die leds -toetsing.

Stap 10: Finale vergadering

Die eerste deel van die samestelling is gewy aan die montering van die strukturele deel van die robot. Op die basisplaat is die 2 syplate en die voorplaat aangebring en die tregter is vasgemaak. Intussen is elke wiel deur middel van die askoppelaar aan sy stepper -motor gekoppel en dan met die kap gemonteer. Daarna is die wieldopstelsel direk op die robot gemonteer. Op hierdie punt is die elektroniese komponente op die robot geplaas. Uiteindelik is die oorblywende plate bymekaargemaak om die projek te voltooi.

Stap 11: Bedradingskomponente na Arduino

Stap 12: Program vloeidiagram

Die volgende vloeidiagram toon die logika van die program wat ons vir een wiel geskryf het.

Stap 13: Programmering

Stap 14: Verbinding tussen robot- en slimfoon-toepassings

Soos reeds gesê, word die kommunikasie met die robot verseker deur 'n slimfoonprogram wat via 'n bluetooth -module aan die robot gekoppel is. Die volgende beelde verteenwoordig die werking van die app. Die eerste een verteenwoordig die ikoon van die toepassing, terwyl die tweede en die derde onderskeidelik handel oor die handmatige afgifte -meganisme en die spyskaart vir die instelling van tyd. In laasgenoemde geval word die afgifte -meganisme outomaties uitgevoer op die tyd wat die gebruiker kies.

Hierdie toepassing is gebou op die Massachusetts Institute of Technology App Inventor (ai2.appinventor.mit.edu/?locale=af#6211792079552512).