Máy chiết rót chai tự động được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp đồ uống và nước giải khát. Những máy này sử dụng băng chuyền là một cách kinh tế và nhanh chóng để chiết rót chai. Hầu hết PLC được sử dụng cho máy chiết rót chai tự động, nhưng bạn có thể tạo ra một loại máy chiết rót chai rất cơ bản và linh hoạt bằng cách sử dụng Arduino. Bạn có thể lập trình Arduino để tự động phát hiện chai bằng cách sử dụng cảm biến IR hoặc siêu âm và cho phép người đóng chai đổ đầy bằng cách dừng băng tải trong một thời gian. Sau đó, một lần nữa di chuyển dây đai và dừng lại khi phát hiện chai tiếp theo.
Ở đây chúng tôi sẽ thiết kế một nguyên mẫu cho Máy chiết rót chai tự động sử dụng Arduino Uno, băng tải, van điện từ, cảm biến hồng ngoại và động cơ bước. Băng tải được điều khiển bởi một động cơ bước với tốc độ cài đặt trước không đổi. Động cơ bước sẽ tiếp tục điều khiển dây đai cho đến khi cảm biến IR phát hiện sự hiện diện của chai trên dây đai. Chúng tôi đã sử dụng cảm biến IR làm bộ kích hoạt bên ngoài. Vì vậy, bất cứ khi nào cảm biến IR tăng cao, nó sẽ gửi một kích hoạt đến Arduino để dừng động cơ và bật van điện từ. Một độ trễ yêu cầu đặt trước đã được nhập vào mã để chiết rót vào chai. Arduino sẽ giữ van điện từ bật và tắt động cơ bước cho đến thời điểm quy định đó. Sau thời gian đó, van điện từ tắt chiết rót và băng tải bắt đầu di chuyển để có thể rót đầy chai tiếp theo.
Trước đây chúng tôi đã sử dụng Arduino với van điện từ, cảm biến hồng ngoại và động cơ bước, vì vậy để tìm hiểu thêm về giao diện cơ bản của Arduino với các thành phần này, bạn có thể truy cập liên kết.
Thành phần bắt buộc
- Arduino Uno
- Động cơ bước (Nema17)
- Chuyển tiếp
- Van điện từ
- Cảm biến IR
- Trình điều khiển động cơ A4988
- Ắc quy
Sơ đồ mạch
Sơ đồ mạch cho Hệ thống chiết rót chai tự động sử dụng Arduino được đưa ra dưới đây.
Các bác sĩ cho biết thêm:
Tôi đã sử dụng Fritzing để vẽ sơ đồ mạch. Trong mạch này, Solenoid Valve được kết nối với Arduino thông qua mô-đun Relay và mô-đun trình điều khiển A4988 được sử dụng để điều khiển động cơ bước. Bạn có thể làm theo hướng dẫn Cách điều khiển Nema17 với Arduino và A4988 để biết thêm thông tin về mô-đun trình điều khiển Nema17 và A4988.
Chân đầu vào của mô-đun Relay được kết nối với chân 7 của Arduino. Các chân Hướng và Bước của mô-đun A4988 được kết nối với các chân 2 và 4 của Arduino. Trong dự án này, một cảm biến IR được sử dụng làm ngắt bên ngoài cho Arduino. Trong Arduino Uno, kỹ thuật số pin 2 & 3 là các chân ngắt, vì vậy kết nối pin Out of cảm biến hồng ngoại cho 3 thứ pin của Arduino. Van điện từ được cung cấp bởi nguồn điện 24V, và động cơ bước được cung cấp bởi nguồn điện 12V.
Chương trình Arduino để chiết rót chai tự động
Chương trình hoàn chỉnh cho Hệ thống chiết rót chai tự động sử dụng Arduino này được đưa ra ở cuối. Ở đây tôi đang giải thích một số dòng quan trọng.
Khởi động chương trình bằng cách đưa vào thư viện động cơ bước. Bạn có thể tải xuống thư viện động cơ bước từ đây.
Sau đó, xác định số bước trên mỗi vòng quay cho động cơ bước. Đối với NEMA, 17 bước cho mỗi vòng quay là 200.
#include
Chỉ định các chân mà các chân Bước và Hướng của mô-đun trình điều khiển động cơ được kết nối. Khi động cơ được kết nối thông qua mô-đun trình điều khiển, hãy xác định loại giao diện động cơ là Loại 1 .
Bước bước (STEPS, 2, 4); #define motorInterfaceType 1
Đặt tốc độ động cơ bước.
stepper.setSpeed (500);
Xác định các chân Rơ le, bước và hướng làm đầu ra
pinMode (rơ le, OUTPUT); pinMode (4, OUTPUT); pinMode (2, OUTPUT);
Cú pháp cho ngắt ngoài trong Arduino được đưa ra dưới đây:
mountInterrupt (digitalPinToInterrupt (pin), ISR, mode);
Ở đâu:
digitalPinToInterrupt (pin): Nó được sử dụng để xác định chân mà ngắt bên ngoài được kết nối. Trong Arduino Uno Pin 2 & 3 là các chân ngắt bên ngoài.
ISR: Là một hàm được gọi khi ngắt ngoài được gọi.
Chế độ: Loại chuyển đổi để kích hoạt, ví dụ: giảm, tăng, v.v.
Tìm hiểu thêm về Ngắt Arduino theo liên kết.
Trong hàm AttachInterrupt (), nó được chỉ định rằng chân 3 là chân ngắt bên ngoài, và hàm IR_detected được gọi bất cứ khi nào cảm biến IR thay đổi trạng thái của nó từ THẤP đến CAO (RISING).
mountInterrupt (digitalPinToInterrupt (3), IR_detected, HIGH);
void IR_detected () là một hàm ISR thực thi khi cảm biến IR tăng cao. Vì vậy, bất cứ khi nào cảm biến IR tăng cao, chức năng này sẽ chạy động cơ bước trong một vài bước, sau đó dừng động cơ bước và bật van điện từ.
void IR_detected () {stepper.step (150); digitalWrite (chuyển tiếp, CAO); stepper.step (0);
Bây giờ cuối cùng tải mã lên Arduino bằng cách kết nối nó với máy tính xách tay. Hình ảnh dưới đây cho thấy nguyên mẫu của chúng tôi cho Hệ thống chiết rót chai tự động bằng Arduino.
Mã hoàn chỉnh và Video minh họa được đưa ra bên dưới.