توزیع کننده قرص اتوماتیک: 14 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

این یک روبات پخش کننده قرص است که می تواند مقدار و نوع صحیح قرص های دارویی را در اختیار بیمار قرار دهد. دوز قرص به طور خودکار در زمان مناسب روز انجام می شود ، قبل از آن یک زنگ خطر وجود دارد. در صورت خالی بودن ، دستگاه به راحتی توسط کاربر دوباره پر می شود. مکانیزم توزیع و پر کردن مجدد با استفاده از یک برنامه متصل از طریق بلوتوث به ربات و با استفاده از دو دکمه کنترل می شود.

گروه پروژه Bruface Mechatronics 2

اعضای تیم: فدریکو گزی

آندریا مولینو

جولیا ایترو

محمد فقیه

محمد لکیس

مرحله 1: لیست خرید

• Adafruit Motor Shield v2.3 (کیت مونتاژ) - Motor/Stepper/Servo Shield برای آردوینو
• سنسور دمای رطوبت Kwmobile
• AZDelivery Carte برای Arduino PCM2704 KY-006 Buzzer Passive
• ساعت واقعی AZDelivery ، RTC DS3231 I2C ، Rasperry Pi
• 2. 28byj از 48 DC 5 V 4 Phase of fil de 5 Micro Step با ماژول ULN2003 برای آردوینو
• AZDelivery Prototypage Prototype Shield برای Arduino UNO R3
• AZDelivery PAQUET HD44780 LCD 1602 ، 2X16 کاراکتر + l'interface I2C
• OfficeTree® 20 مگنت مینی OfficeTree® 20 6x2 میلی متر
• SHAFT COUPLER POLOLU-1203 UNIVERSAL MOUNTIBG HUB
• 40 پین 30 سانتی متر نر به سیم بلوز زن
• تخته نان بدون سرب - 830 حفره
• USB 2.0 A - B M/M 1.80M
• سنسور حرکت پیر برای آردوینو
• مجموعه ای از AWG Breadboard Jumper Wires یک پین
• R18-25b Push Switch 1p Off- (on)
• L-793id LED 8 میلی متری قرمز 20 مایل در روز
• L-793gd LED 8mm سبز پخش 20mcd
• 2 عدد Poussoir Mtallique Carr+Avec Capuchon Bleu
• سوئیچ لمسی 6x6mm
• 2 چارن 70x40 میلی متر
• گریپ پلاست با ضخامت 64 میلی متر
• آلومینیوم نوک 12 میلی متر
• فوق العاده 3 گرم
• 50 نگل 2x35
• نور پس زمینه LCD rgb
• 2 بلبرینگ شفت 6.4 میلی متری
• 2 ورق mdf کامل برای برش لیزری
• 1 قطعه پلکسی گلاس برای برش لیزری
• 1 پتانسیومتر
• آردوینو اونو

مرحله 2: نکات فنی در مورد انتخاب اجزاء

مکانیسم های توزیع و پر کردن مجدد نیاز به دقت زیاد و حرکات کمی از چرخ های حاوی قرص دارد. به همین دلیل ، تصمیم داریم از دو موتور پله ای استفاده کنیم.

استپر موتورها اصطبل هستند ، می توانند طیف وسیعی از بارهای اصطکاکی و اینرسی را هدایت کنند ، نیازی به بازخورد ندارند. موتور همچنین یک موقعیت یاب است: سنسورهای موقعیت و سرعت مورد نیاز نیستند. علاوه بر این ، آنها تکرارپذیری فوق العاده ای دارند و با دقت به همان مکان برمی گردند.

یک موتور شیلد دو موتور پله ای را هدایت می کند. این شامل 4 H-Bridge است که به شما امکان می دهد جهت و سرعت موتورها را کنترل کنید. با استفاده از سپر موتور ، تعداد پین های رایگان را افزایش می دهیم.

برای اطمینان از اینکه قرص ها همیشه در شرایط خوبی هستند ، سنسورهای رطوبت و دما دما و رطوبت داخل دستگاه را با هزینه زیادی اندازه گیری می کند.

برای اطلاع رسانی به کاربر که زمان درمان او فرا رسیده است ، ما یک زنگ هشدار را با یک زنگ ساعت و یک ساعت واقعی ساختیم. ماژول RTC با باتری کار می کند و می تواند زمان را پیگیری کند ، حتی اگر میکروکنترلر را دوباره برنامه ریزی کنیم یا برق اصلی را قطع کنیم.

دو دکمه و یک صفحه نمایش کریستال مایع RGB به کاربر اجازه می دهد تا با پخش کننده ارتباط برقرار کند. کاربر همچنین می تواند درمان و زمان توزیع خود را از طریق برنامه ای برای اسمارفون تنظیم کند. او می تواند دستگاه شخصی خود را از طریق اتصال بلوتوث (یک ماژول بلوتوث به آردوینو متصل است) متصل کند.

اگر کاربر داروی خود را مصرف کند ، یک حسگر PIR یک حرکت را تشخیص می دهد و از عملکرد صحیح دستگاه پخش کننده بازخورد می دهد. به دلیل حساسیت زیاد و طیف گسترده ای از تشخیص ، عمداً در برخی جهات مانع از اندازه گیری های بیهوده می شود.

مرحله 3: بخش تولید

در ادامه ، فهرستی دقیق از قطعاتی که توسط چاپگر سه بعدی یا برش لیزری تولید می شوند ارائه شده است. همه ابعاد و جنبه های هندسی به منظور مطابقت مناسب بین تمام قسمت های دارای اتصالات قوی و همچنین طراحی زیبا انتخاب شده اند.

با این حال ، ابعاد و جنبه های هندسی ممکن است با توجه به اهداف مختلف تغییر کند. در بخشهای بعدی ممکن است CAD همه اجزای ذکر شده در اینجا را بیابید.

به طور خاص ، ایده اولیه این پروژه ایجاد یک دستگاه پخش کننده قرص با چرخ های بیشتر بود تا بیشترین مقدار و بیشترین تنوع قرص را توزیع کند. برای محدوده دوره ، ما توجه خود را فقط به 2 مورد از آنها محدود کردیم ، اما با کمی تغییر در طراحی ، می توان چرخ های بیشتری اضافه کرد و به هدف رسید. به همین دلیل ما به شما این امکان را می دهیم که طرح خود را آزادانه تغییر دهید تا در صورت دلخواه ، بتوانید آن را تغییر داده و با هر سلیقه شخصی سازگار کنید.

در اینجا لیستی از تمام قطعات چاپ سه بعدی و برش لیزری با ضخامت بین پرانتز وجود دارد:

• صفحه عقب (mdf 4 میلی متر) x1
• صفحه اصلی (mdf 4 میلی متر) x1
• صفحه جلو (mdf 4 میلی متر) x1
• صفحه جانبی_ بدون سوراخ (mdf 4 میلی متر) x1
• صفحه سوراخ جانبی (mdf 4 میلی متر) x1
• صفحه آردوینو (mdf 4 میلی متر) x1
• صفحه برای پشتیبانی عمودی (mdf 4 میلی متر) x1
• صفحه اتصال (mdf 4 میلی متر) x1
• صفحه برای درپوش چرخ (mdf 4 میلی متر) x2
• صفحه برای چرخ (mdf 4 میلی متر) x2
• صفحه بالا (پلکسی گلاس 4 میلی متر) x1
• صفحه بازشو (mdf 4 میلی متر) x1
• نگهدارنده یاتاقان (چاپ سه بعدی) x2
• چرخ کلاه (چاپ سه بعدی) x2
• قیف (چاپ سه بعدی) x1
• پای قیف (چاپ سه بعدی) x2
• دارنده PIR (چاپ سه بعدی) x1
• پلاگین درپوش چرخ (چاپ سه بعدی) x2
• چرخ (چاپ سه بعدی) x2

مرحله 4: نقشه های فنی برش لیزری

مونتاژ جعبه به منظور جلوگیری از استفاده از چسب طراحی شده است. این به شما امکان می دهد یک کار تمیزتر انجام دهید و در صورت لزوم ، قطعات را برای رفع برخی مشکلات انجام دهید.

به طور خاص ، مونتاژ با استفاده از پیچ و مهره انجام می شود. در سوراخی از یک هندسه مناسب ، یک پیچ از یک طرف و یک مهره از طرف دیگر ، کاملاً مناسب هستند تا بتوانید بین تمام صفحات mdf ارتباط قوی داشته باشید. به ویژه در مورد صفحات مختلف:

• صفحه جانبی دارای حفره ای است تا بتواند کابل را از بین ببرد تا بین آردوینو و کامپیوتر ارتباط برقرار کند.
• صفحه جلویی دارای 2 دیافراگم است. پایین ترین آن برای استفاده در مواقعی است که فرد مجبور است لیوانی را که قرص در آن توزیع شده است بخورد. یکی دیگر هنگامی که زمان پر شدن مجدد است استفاده می شود. در این موقعیت خاص یک دوشاخه (طراحی بعدی را ببینید) وجود دارد که می تواند دیافراگم روی درپوش چرخ را از پایین ببندد. موقعیت یابی این درپوش در واقع با بهره گیری از دیافراگم دوم انجام می شود. هنگامی که دوشاخه قرار می گیرد ، با استفاده از دکمه ها یا برنامه ، فرد می تواند اجازه دهد چرخ یک قسمت در یک زمان بچرخد و یک قرص در هر قسمت قرار دهد.
• صفحه نگهدارنده به منظور داشتن یک پشتیبان عمودی برای ریلها که در آن چرخ و درپوش قرار گرفته اند قرار می گیرد تا از ساختار محکم تر و قابل اطمینان تری برخوردار باشد.
• صفحه باز همانطور که در کلمه گفته می شود به منظور تسهیل مکانیزم پر کردن مجدد توسط کاربر طراحی شده است
• صفحه بالایی ، همانطور که در تصویر مشخص است ، از جنس پلکسی گلاس ساخته شده است تا بتواند از بیرون دید آنچه در داخل اتفاق می افتد را امکان پذیر کند.

همه صفحات دیگر اهداف خاصی ندارند ، آنها به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند تمام قسمت ها را کاملاً با هم مطابقت دهند. برخی از قطعات می توانند سوراخ های خاصی را با ابعاد و هندسه متفاوت به منظور اجازه دادن به همه وسایل الکترونیکی (مانند آردوینو و موتورها) یا موارد چاپ شده سه بعدی (مانند قیف و نگهدارنده PIR) به نحوی مناسب متصل شوند.

مرحله 5: مرحله 5: CAD برای قطعات برش خورده با لیزر

مرحله 6: نقشه های فنی برای چاپ سه بعدی

قطعات چاپ سه بعدی با استفاده از چاپگرهای Ultimakers 2 و Prusa iMK موجود در آزمایشگاه Fablab دانشگاه تحقق می یابد. آنها از این نظر شبیه به هم هستند که هر دو از مواد مشابهی که PLA است (موردی که برای همه قسمتهای چاپی ما استفاده می شود) استفاده می کنند و دارای ابعاد یکسانی از نازل هستند. به ویژه کارهای پروسا با یک رشته نازک تر ، به دلیل صفحه قابل جابجایی (بدون نیاز به استفاده از چسب) و حسگری که سطح غیر مسطح صفحه پایه را جبران می کند ، کاربر پسندتر هستند.

همه قطعات چاپ شده سه بعدی از تنظیمات استاندارد خارج می شوند مگر برای چرخ که در آن چگالی مواد پر کننده 80٪ برای داشتن شفت سفت تر استفاده می شود. به ویژه در اولین تلاش ، چگالی مواد پر کننده 20 as به عنوان یک استاندارد استاندارد بدون توجه به اشتباه باقی مانده است. در انتهای چاپ ، چرخ کاملاً متوجه شد ، اما شفت بلافاصله شکست. برای اینکه دوباره چرخ را دوباره چاپ نکنیم ، زیرا زمان زیادی طول می کشد ، تصمیم گرفتیم به دنبال راه حلی هوشمندانه باشیم. ما تصمیم گرفتیم فقط شفت را با پایه ای که به چرخ ثابت می شود با 4 سوراخ اضافی دوباره چاپ کنیم ، همانطور که در شکل ها مشاهده می شود.

در اینجا شرح خاصی از هر جزء دنبال می شود:

• نگهدارنده یاتاقان: این جزء به منظور نگه داشتن و پشتیبانی بلبرینگ در موقعیت مناسب تحقق می یابد. نگهدارنده یاتاقان در واقع با یک سوراخ متمرکز با ابعاد دقیق قطر بلبرینگ به گونه ای ساخته می شود که اتصال بسیار دقیقی داشته باشد. 2 بال فقط برای ثابت نگه داشتن قطعه روی صفحه در نظر گرفته شده است. لازم به ذکر است که از بلبرینگ به منظور حفظ شفت چرخ استفاده می شود که در غیر این صورت می تواند خم شود.
• چرخ: چاپ سه بعدی تقریباً هسته اصلی پروژه ما را نشان می دهد. این دستگاه به گونه ای طراحی شده است که تا حد ممکن بزرگ باشد تا بتواند حداکثر مقدار قرص را در خود نگه دارد اما در عین حال سبک باقی بماند و به راحتی توسط موتورها هدایت شود. علاوه بر این ، لبه های صاف در اطراف آن طراحی شده است تا قرص در آن گیر نکند. این به طور خاص دارای 14 بخش است که امکان تجویز قرص ها وجود دارد. قسمت مرکزی و همچنین مرز بین هر بخش ، به منظور روشن نگه داشتن چرخ تا حد امکان خالی شده است. سپس یک شفت با قطر 6.4 میلی متر و طول 30 میلی متر وجود دارد که می تواند کاملاً در یاتاقان طرف دیگر قرار گیرد. سرانجام یک اتصال قوی با موتور بوسیله یک شفت کوپلر از یک طرف با چرخ توسط 4 سوراخ که در تصویر قابل مشاهده است و در طرف دیگر با موتور پله ای متصل می شود.
• درپوش چرخ: درپوش چرخ به گونه ای طراحی شده است که قرص های داخل چرخ نمی توانند از آن خارج شوند مگر اینکه به قسمت باز شده در پایین چرخ برسند. علاوه بر این ، درپوش می تواند چرخ را در برابر محیط خارجی محافظت کند و از ذخیره سازی مناسب اطمینان حاصل شود. قطر آن کمی بیشتر از خود چرخ است و دارای 2 دیافراگم اصلی است. قرص پایین برای رهاسازی قرص در نظر گرفته شده است در حالی که قرص در بالا برای مکانیزم دوباره پر کردن که قبلاً توضیح داده شده است استفاده می شود. سوراخ اصلی در مرکز برای اجازه دادن به عبور محور چرخ است و 6 سوراخ باقی مانده برای اتصال با صفحه و بلبرینگ استفاده می شود. علاوه بر این ، در قسمت پایین ، 2 سوراخ وجود دارد که در آن 2 آهنربای کوچک قرار داده شده است. همانطور که بعداً توضیح داده شد ، اینها قصد دارند ارتباط قوی با دوشاخه داشته باشند.
• قیف: ایده قیف ، همانطور که می توان به وضوح حدس زد ، این است که قرص هایی را که از چرخ می افتند جمع آوری کرده و آنها را در شیشه ای که در قسمت پایین قرار دارد جمع آوری کند. به طور خاص برای چاپ آن ، به 2 مرحله مختلف تقسیم شده است. بدنه قیف و سپس 2 پا وجود دارد که از یکدیگر چاپ شده اند در غیر این صورت چاپ مستلزم پشتیبانی بیش از حد است. برای مونتاژ نهایی 2 قسمت باید به هم چسبانده شوند.
• نگهدارنده PIR: عملکرد آن این است که PIR را در موقعیت مناسب نگه دارد. دارای یک سوراخ مربع شکل در دیوار است تا اجازه عبور کابل ها را بدهد و 2 بازو برای نگه داشتن PIR بدون اتصال دائمی دارد.
• پلاگین: این جزء کوچک به گونه ای طراحی شده است که مکانیسم دوباره پر کردن را تسهیل کند. همانطور که قبلاً ذکر شد ، هنگامی که زمان پر شدن مجدد است ، پایین درپوش چرخ باید توسط دوشاخه بسته شود ، در غیر این صورت قرص ها در حین پر شدن سقوط می کنند. برای تسهیل اتصال آن با درپوش 2 سوراخ کوچک و دو آهن ربا وجود دارد. به این ترتیب پیوند با کلاه قوی و کاربر پسند است. می توان آن را در موقعیتی قرار داد و با یک کار بسیار آسان حذف کرد.

مرحله 7: مرحله 7: CAD برای قطعات چاپ سه بعدی

مرحله 8: مرحله 8: مونتاژ نهایی CAD

مرحله 9: آزمایشات برای اجزای فردی

چندین آزمایش جداگانه قبل از اتصال همه قطعات الکترونیکی به یکدیگر انجام شده است. به طور خاص ، فیلم ها نشان دهنده آزمایشات مکانیزم توزیع و پر کردن مجدد ، عملکرد دکمه ها ، و زنگ هشدار برای آزمایش LED است.

مرحله 10: مونتاژ نهایی

قسمت اول مجموعه به نصب قسمت ساختاری ربات اختصاص داده شده است. روی صفحه پایه ، 2 صفحه جانبی و صفحه جلو تنظیم شده و قیف ثابت شده است. در این بین ، هر چرخ با استفاده از کوپلر شفت به موتور پله ای خود متصل می شود و سپس با درپوش آن نصب می شود. پس از آن ، سیستم درپوش چرخ به طور مستقیم بر روی ربات نصب شده است. در این مرحله قطعات الکترونیکی روی ربات تنظیم شد. در نهایت ، صفحات باقی مانده برای تکمیل پروژه مونتاژ شدند.

مرحله 11: سیم کشی اجزای آردوینو

مرحله 12: نمودار جریان برنامه

نمودار جریان زیر منطق برنامه ای را که نوشتیم ، برای یک چرخ نشان می دهد.

مرحله 13: برنامه نویسی

مرحله 14: اتصال برنامه روبات و تلفن هوشمند

همانطور که قبلاً گفته شد ، ارتباط با ربات توسط یک برنامه تلفن هوشمند متصل می شود که از طریق ماژول بلوتوث به ربات متصل می شود. تصاویر زیر عملکرد برنامه را نشان می دهد. اولین مورد نماد برنامه را نشان می دهد در حالی که دومی و سوم به ترتیب با مکانیزم توزیع دستی و منوی زمان تنظیم سروکار دارند. در حالت دوم ، مکانیزم توزیع به طور خودکار در زمان انتخاب شده توسط کاربر انجام می شود.

این برنامه بر اساس موسسه فناوری ماساچوست برنامه اختراع برنامه (ai2.appinventor.mit.edu/؟locale=fa#6211792079552512) ساخته شده است.