AUTOMATIC PILL DISPENSER: 14 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ito ay isang robot ng dispenser ng pill na makapagbibigay sa pasyente ng tamang dami at uri ng mga gamot na gamot. Ang dosis ng tableta ay awtomatikong ginaganap sa tamang oras ng araw, na nauna sa pamamagitan ng isang alarma. Kapag walang laman, ang makina ay madaling pinunan ng gumagamit. Ang mekanismo ng dispensing at refilling ay kinokontrol ng isang application na konektado sa pamamagitan ng Bluetooth sa robot at sa pamamagitan ng dalawang mga pindutan.

Bruface Mechatronics Project Group 2

Mga miyembro ng koponan: Federico ghezzi

Andrea Molino

Giulia Ietro

Mohammad Fakih

Mouhamad Lakkis

Hakbang 1: Listahan sa Pamimili

• Adafruit Motor Shield v2.3 (kit ng pagpupulong) - Motor / Stepper / Servo Shield para sa Arduino
• Sensor ng temperatura ng halumigmig ng Kwmobile
• AZDelivery Carte para sa Arduino PCM2704 KY-006 Buzzer Passive
• AZDelivery Real Time Clock, RTC DS3231 I2C, Rasperry Pi
• 2. 28byj ng 48 DC 5 V 4 Phase ng fil de 5 Micro Step na may ULN2003 module para sa Arduino
• AZDelivery Prototypage Prototype Shield para sa Arduino UNO R3
• AZDelivery PAQUET HD44780 LCD 1602, 2X16 character + l'interface I2C
• OfficeTree® 20 Mini magneto OfficeTree® 20 6x2 mm
• SHAFT COUPLER POLOLU-1203 UNIVERSAL MOUNTIBG HUB
• 40 Pins 30 cm Lalaki Sa Babae Jumper Wire
• Solderless Breadboard - 830 butas
• USB 2.0 A - B M / M 1.80M
• Pir Motion Sensor para kay Arduino
• Itakda ng AWG Breadboard Jumper Wires One Pin
• R18-25b Push Switch 1p Off- (on)
• L-793id LED 8mm Red Diffused 20mcd
• L-793gd LED 8mm Green Diffuse 20mcd
• 2 x Poussoir Mtallique Carr + Avec Capuchon Bleu
• Tactile switch 6x6mm
• 2 charn 70x40 mm
• greep plast wit 64 mm
• knop aluminyo 12 mm
• ultragel 3gr
• 50 nagels 2x35
• LCD rgb backround light
• 2 ball bearings 6.4 mm shaft
• 2 buong sheet ng mdf para sa paggupit ng laser
• 1 piraso ng plexiglass para sa paggupit ng laser
• 1 potensyomiter
• Arduino uno

Hakbang 2: Mga Teknikal na Pahiwatig sa Pagpipili ng Mga Sangkap

Ang mga mekanismo ng pagbibigay at muling pagpuno ay nangangailangan ng mahusay na katumpakan at kaunting paggalaw ng mga gulong naglalaman ng mga tabletas. Para sa kadahilanang ito, nagpasya kaming gumamit ng dalawang stepper motor.

Ang mga Stepper Motors ay mga kuwadra, maaaring maghimok ng isang malawak na hanay ng mga frictional at inertial load, hindi kailangan ng feedback. Ang motor ay isa ring trasducer ng posisyon: hindi kinakailangan ang mga sensor ng posisyon at bilis. Bukod dito, mayroon silang mahusay na kakayahang maiulit at bumalik nang tumpak sa parehong lokasyon.

Isang Motor Shield ang nagtutulak ng dalawang motor na stepper. Naglalaman ito ng 4 H-Bridge na nagbibigay-daan upang makontrol ang parehong direksyon at bilis ng mga motor. Gamit ang isang kalasag sa motor, pinapataas namin ang bilang ng mga libreng pin.

Upang matiyak na ang mga tabletas ay laging nasa mabuting kundisyon, sinusukat ng isang Sensor ng Humidity at Temperatura ang temperatura at halumigmig sa loob ng dispenser.

Upang maabisuhan sa gumagamit na oras na upang kumuha ng kanyang therapy bumuo kami ng isang alarma sa isang Buzzer at isang Real-Time Clock. Ang module ng RTC ay tumatakbo sa isang baterya at maaaring subaybayan ang oras kahit na muling iprogram namin ang microcontroller o idiskonekta ang pangunahing lakas.

Dalawang Pindutan at isang RGB Liquid Crystal Display permit sa gumagamit na makipag-ugnay sa dispenser. Maaari ring itakda ng gumagamit ang kanyang therapy at ang oras ng pagbibigay sa pamamagitan ng isang App para sa smarphone. Maaari niyang mai-link ang kanyang personal na aparato sa pamamagitan ng koneksyon sa Bluetooth (ang isang module ng Bluetooth ay konektado sa Arduino).

Ang isang sensor ng PIR ay nakakakita ng isang paggalaw kung ang gumagamit ay umiinom ng kanyang gamot at nagbibigay ng isang puna ng tamang gawain ng dispenser. Dahil sa kanyang mahusay na sensibilidad at malawak na hanay ng pagtuklas, sinasadya itong hadlangan sa ilang mga direksyon upang maiwasan ang mga walang silbi na sukat.

Hakbang 3: Bahagi ng Paggawa

Sa sumusunod, isang detalyadong listahan ng mga bahagi na ginawa alinman sa pamamagitan ng 3D printer o ng Laser cutter ay ibinigay. Ang lahat ng mga sukat at geometrical na aspeto ay pinili upang magkaroon ng isang tamang pagtutugma sa pagitan ng lahat ng mga bahagi na may malakas na koneksyon pati na rin ang isang mahusay na hitsura ng disenyo.

Gayunpaman, ang mga sukat at geometrical na aspeto ay maaaring mabago ayon sa iba't ibang mga layunin. Sa mga susunod na seksyon posible na hanapin ang CAD ng lahat ng mga bahagi na nakalista dito.

Sa partikular, ang paunang ideya para sa proyekto ay ang paglikha ng isang dispenser ng tableta na may higit pang mga gulong upang maipadala ang pinakamataas na halaga at ang pinakamataas na pagkakaiba-iba ng mga tabletas. Para sa saklaw ng kurso, nilimitahan lamang namin ang aming pansin sa 2 sa kanila, ngunit sa kaunting pagbabago sa disenyo, maraming mga gulong ang maaaring maidagdag at maabot ang layunin. Iyon ang dahilan kung bakit pinayagan ka namin ng posibilidad na baguhin nang malaya ang aming disenyo upang, kung sakaling magustuhan mo ito, magawa mong baguhin ito at iakma ito sa anumang personal na panlasa.

Narito ang listahan ng lahat ng mga naka-print na 3d at pinutol na bahagi ng laser na may kapal sa pagitan ng panaklong:

• back plate (mdf 4 mm) x1
• base plate (mdf 4 mm) x1
• frontal plate (mdf 4 mm) x1
• lateral plate_no hole (mdf 4 mm) x1
• lateral plate_hole (mdf 4 mm) x1
• plate ng arduino (mdf 4 mm) x1
• plate para sa patayong pagpapanatili (mdf 4 mm) x1
• plate ng konektor (mdf 4 mm) x1
• plate para sa takip ng gulong (mdf 4 mm) x2
• plate para sa gulong (mdf 4 mm) x2
• tuktok na plato (plexiglass 4 mm) x1
• pambungad na plato (mdf 4 mm) x1
• may hawak ng tindig (naka-print na 3d) x2
• cap wheel (3d na naka-print) x2
• funnel (3d na naka-print) x1
• funnel foot (3d naka-print) x2
• May hawak ng PIR (3d na naka-print) x1
• plug para sa cap ng gulong (naka-print sa 3d) x2
• gulong (3d na naka-print) x2

Hakbang 4: Mga Teknikal na Guhit para sa Laser Cutting

Ang pagpupulong ng kahon ay disenyo upang maiwasan ang paggamit ng pandikit. Pinapayagan nitong mapagtanto ang isang mas malinis na trabaho at, kung kinakailangan, ang disass Assembly ay maaaring gawin upang ayusin ang ilang mga isyu.

Sa partikular, ang pagpupulong ay ginaganap sa pamamagitan ng mga bolts at nut. Sa isang butas ng isang tamang geometry, isang bolt mula sa isang gilid, at isang kulay ng nuwes mula sa kabilang panig, perpektong magkasya upang magkaroon ng isang malakas na koneksyon sa pagitan ng lahat ng mga plate ng mdf. Sa partikular para sa kung ano ang patungkol sa iba't ibang mga plato:

• Ang lateral plate ay may isang butas na nakaposisyon upang hayaang dumaan ang cable upang magkaroon ng isang koneksyon sa pagitan ng Arduino at ng computer.
• Ang frontal plate ay may 2 mga aperture. Ang pinakamababang isa ay inilaan upang magamit kapag ang tao ay kailangang kumuha ng baso kung saan naibigay ang tableta. Ang isa pa ay ginagamit kung oras na para sa refill. Sa partikular na sitwasyong ito ay mayroong isang plug (tingnan sa paglaon ang disenyo) na maaaring isara ang siwang sa takip ng gulong mula sa ibaba. Ang pagpoposisyon ng cap na ito ay talagang ginanap sa pamamagitan ng pagsasamantala sa pangalawang aperture na ito. Sa sandaling nakaposisyon ang plug, gamit ang mga pindutan o ang app, maaaring pahintulutan ng tao ang gulong na paikutin ang isang seksyon nang paisa-isa at ilagay ang isang tableta sa bawat seksyon.
• Ang sustansya plate ay nakaposisyon upang magkaroon ng isang patayong suporta para sa mga riles kung saan nakaposisyon ang gulong at ang takip upang magkaroon ng isang mas maaasahan at matigas na istraktura.
• Ang pambungad na plato ay dinisenyo tulad ng sinabi ng salita upang mapadali ang mekanismo ng pagpuno ng gumagamit
• Ang tuktok na plato, tulad ng makikita mula sa larawan, ay ginagawa sa plexiglass upang maipagana mula sa labas ng paningin kung ano ang nangyayari sa loob.

Ang lahat ng iba pang mga plato ay walang mga espesyal na layunin, ang mga ito ay dinisenyo upang paganahin ang lahat ng mga bahagi upang ganap na magkatugma. Ang ilang mga bahagi ay maaaring magpakita ng mga partikular na butas na may iba't ibang sukat at geometry upang hayaan ang lahat ng mga elektronikong bagay (tulad ng Arduino at mga motor) o ang mga naka-print na bagay na 3d (tulad ng funnel at may hawak ng PIR) upang maiugnay sa isang maayos na paraan.

Hakbang 5: Hakbang 5: CAD para sa Mga Bahaging Na-cut ng Laser

Hakbang 6: Mga Teknikal na Guhit para sa 3d Pag-print

Ang mga naka-print na bahagi ng 3d ay natanto gamit ang mga printer ng Ultimakers 2 at Prusa iMK na magagamit sa Fablab laboratoryo ng Unibersidad. Ang mga ito ay katulad sa kahulugan na pareho silang gumagamit ng parehong materyal na kung saan ay ang PLA (ang ginamit para sa lahat ng aming naka-print na mga bahagi) at may parehong sukat ng nguso ng gripo. Partikular ang gawain ng Prusa na may isang mas payat na filament, ay higit na madaling gamitin ng user salamat sa naaalis na plato (hindi na kailangang gamitin ang pandikit) at sa sensor na nagbabayad para sa hindi patag na ibabaw ng base plate.

Ang lahat ng mga naka-print na bahagi ng 3d ay natanto na iniiwan ang mga karaniwang setting maliban para sa gulong kung saan ginagamit ang isang infill na materyal na density ng 80% upang magkaroon ng isang mas matigas na poste. Sa partikular sa unang pagtatangka, ang isang infill na materyal na density ng 20% ay naiwan bilang isang karaniwang setting nang hindi napansin ang pagkakamali. Sa pagtatapos ng pag-print ang gulong ay perpektong natanto ngunit ang baras ay nabalian agad. Upang hindi mai-reprint muli ang gulong, dahil tumatagal ng isang mahabang oras, nagpasya kaming pumunta para sa isang mas matalinong solusyon. Napagpasyahan naming i-print muli ang baras na may base na maaayos sa gulong na may 4 na karagdagang mga butas dahil makikita ito sa mga numero.

Susundan dito ang isang partikular na paglalarawan ng bawat bahagi:

• May-ari ng tindig: ang sangkap na ito ay natanto upang hawakan at suportahan ang tindig sa isang tamang posisyon. Tunay na ang may-ari ng tindig ay natanto na may isang nakasentro na butas na may eksaktong sukat ng diameter ng tindig upang magkaroon ng isang napaka tumpak na koneksyon. Ang 2 pakpak ay inilaan lamang upang magkaroon ng wastong pag-aayos ng sangkap sa plato. Dapat itong bigkasin na ang tindig ay ginagamit upang mapanatili ang poste ng gulong na maaaring yumuko.
• Gulong: Ang 3d na nakalimbag ay kumakatawan sa halos core ng aming proyekto. Ito ay dinisenyo sa isang paraan upang maging kasing laki hangga't maaari upang hawakan ang maximum na halaga ng mga tabletas ngunit sa parehong oras ay nananatiling ilaw at madaling mapanghimok ng mga motor. Dagdag pa rito ay dinisenyo ito na may makinis na mga gilid sa paligid upang hindi ma-stuck ang mga tabletas. Mayroon itong partikular na 14 na seksyon kung saan posible na ilaan ang mga tabletas. Ang gitnang bahagi, pati na rin ang hangganan sa pagitan ng bawat seksyon, ay na-emptiyo upang iwanan ang gulong na kasing ilaw hangga't maaari. Pagkatapos ay mayroong isang baras na 6.4 mm ng diameter at 30 mm ang haba na maaaring ganap na magkasya sa tindig sa kabilang panig. Sa wakas ang isang malakas na koneksyon sa motor ay nakakamit ng isang shaft coupler na konektado sa isang gilid na may gulong ng 4 na butas na makikita sa larawan at sa kabilang panig ng stepper motor.
• Cap ng gulong: Ang takip ng gulong ay dinisenyo sa isang paraan na ang mga tabletas na minsan sa loob ng gulong ay hindi maaaring lumabas mula dito maliban kung maabot nila ang binuksan na seksyon sa ilalim ng gulong. Bukod dito, mapoprotektahan ng takip ang gulong mula sa panlabas na kapaligiran na tinitiyak ang isang tamang imbakan. Ang diameter nito ay bahagyang mas malaki pagkatapos ng gulong mismo at mayroong 2 pangunahing mga aperture. Ang isa sa ibaba ay inilaan upang palabasin ang tableta habang ang isa sa itaas ay ginagamit para sa mekanismo ng refilling na dati nang detalyado. Ang pangunahing butas sa gitna ay para sa pagpapaalam sa poste ng gulong at ang natitirang 6 na butas ay ginagamit para sa koneksyon sa plato at sa tindig. Bilang karagdagan, sa ibabang bahagi, 2 mga butas ang naroroon kung saan inilalagay ang 2 maliit na mga magnet. Tulad ng detalyadong pagkatapos, ito ay inilaan upang magkaroon ng isang malakas na koneksyon sa plug.
• Funnel: Ang ideya ng funnel, na malinaw na nahulaan, ay upang kolektahin ang mga tabletas na nahuhulog mula sa gulong at tipunin ang mga ito sa baso sa ilalim. Sa partikular para sa pag-print nito, nahahati ito sa 2 magkakaibang hakbang. Mayroong katawan ng funnel at pagkatapos ay 2 talampakan na nai-print na hiwalay kung hindi man ang pag-print ay maaaring magpahiwatig ng masyadong maraming mga suporta. Para sa pangwakas na pagpupulong ang 2 bahagi ay kailangang nakadikit nang magkasama.
• May hawak ng PIR: ang pagpapaandar nito ay upang i-hold ang PIR sa isang tamang posisyon. Mayroon itong isang parisukat na butas sa dingding upang maipasa ang mga kable at 2 braso upang hawakan ang PIR nang walang permanenteng magkasanib.
• Plug: ang maliit na sangkap na ito ay dinisenyo upang mapabilis ang mekanismo ng pagpuno. Tulad ng naunang nabanggit, sa oras na upang mag-refill, ang ilalim ng takip ng gulong ay dapat na sarado ng plug, kung hindi man ay mahuhulog ang mga tabletas sa refill. Upang mapadali ang koneksyon nito sa cap 2 maliit na butas at dalawang magnet ay naroroon. Sa ganitong paraan ang link na may takip ay malakas at magiliw ng gumagamit. Maaari itong mailagay sa posisyon at matanggal ng napakadaling gawain.

Hakbang 7: Hakbang 7: CAD para sa 3d Mga Naka-print na Bahagi

Hakbang 8: Hakbang 8: Pangwakas na CAD Assembly

Hakbang 9: Mga Pagsubok para sa Indibidwal na Mga Bahagi

Maraming mga indibidwal na pagsubok ang isinagawa bago ikonekta ang lahat ng mga sangkap ng electronics nang magkasama. Sa partikular, ang mga video ay kumakatawan sa mga pagsubok para sa dispensing at refilling na mekanismo, para sa paggana ng pindutan, para sa alarma para sa pagsubok ng leds.

Hakbang 10: Pangwakas na Assembly

Ang unang bahagi ng pagtitipon ay nakatuon sa pag-mount ng istrukturang bahagi ng robot. Sa base plate, ang 2 lateral plate at ang frontal plate ay naitakda na at naayos ang funnel. Pansamantala, ang bawat gulong ay na-link sa stepper motor nito sa pamamagitan ng shaft coupler at pagkatapos ay naka-mount sa cap nito. Pagkatapos, ang sistema ng gulong-cap ay na-mount nang direkta sa robot. Sa puntong ito ang mga elektronikong sangkap ay naitakda sa robot. Sa wakas, ang natitirang mga plato ay binuo upang makumpleto ang proyekto.

Hakbang 11: Mga Component ng Kable sa Arduino

Hakbang 12: Flowchart ng Programa

Ipinapakita ng sumusunod na flow-chart ang lohika ng program na isinulat namin, para sa isang gulong.

Hakbang 13: Programming

Hakbang 14: Robot- Koneksyon ng Application ng Smartphone

Tulad ng nasabi na, ang komunikasyon sa robot ay natiyak ng isang application ng smartphone na konektado sa pamamagitan ng isang module ng bluetooth sa robot. Ang mga sumusunod na imahe ay kumakatawan sa paggana ng app. Ang una ay kumakatawan sa icon ng application habang ang pangalawa at pangatlo, makitungo sa mekanismo ng manual na pagbibigay at ang setting ng oras ng menu ayon sa pagkakabanggit. Sa huling kaso, ang mekanismo ng pagbibigay ay awtomatikong ginanap sa oras na pinili ng gumagamit.

Ang application na ito ay binuo sa Massachusetts Institute of Technology App Inventor (ai2.appinventor.mit.edu/?locale=en#6211792079552512).