Fig.1.1.1 Evoluția în dezvoltarea tehnologică 2 [303552]

CAPITOLUL 1

1.Introducere

Mecatronică

Mecatronica este o [anonimizat] a [anonimizat] 1969 și definește fuziunea tehnologică dintre mai multe domenii ale științei și tehnicii: Mecanică – Electronică – Informatică. [1]

Fig.1.1.1 Evoluția în dezvoltarea tehnologică [2]

Unele definiții ale mecatronicii pot fi enunțate astfel:

Știința mașinilor inteligente;

Tehnologia mecanică cerută de societatea informațională;

Viziunea globală în tehnologie.

La începuturi mecatronica era folosită ca o completare pentru mecanică în toate aparatele și mecanismele ce aveau în componență elemente electronice. [anonimizat] a fost precum o tehnologie, dar în timp acest domeniu a început să se extindă în toate ramurile industriale din toată lumea.

Drept exemple putem enumera mașina cu abur ( James Watt-1788 ), ciocanul mecanic cu abur – 1784, [anonimizat] 19, [anonimizat] 19, [anonimizat], [anonimizat]. [3]

Fig.1.1.2. Sistemul mecatronic [4]

[anonimizat], motoare, mașini, trenuri, sisteme spațiale mecatronice;

– [anonimizat], actuatoare și dispozitive mecatronice;

– Mașini și roboți pășitori;

– Sisteme pentru controlul mișcării și vibrațiilor pentru detectarea erorilor.

Mecatronica în lume

Japonia:

În anul 1978 a [anonimizat] a fost introdus în toate instituțiile de învățământ din țară ( licee, colegii, universități ).

Suedia:

Mecatronica a [anonimizat].

Finlanda:

Începând cu anul 1985, cursul de mecatronică era introdus în universități.

Anglia:

S-a dezvoltat un program pentru specializarea mecatronică în domeniul ingineriei. Scopul acestui program era de a [anonimizat].

Primele diplome cu specializarea mecatronică au fost eliberate în anul 1991.

Olanda:

În anul 1989 s-a înființat Centrul de Cercetări pentru Mecatronică. Iar în anul 1991 [anonimizat] 2 ani. Acest curs postuniversitar avea ca drept scop realizarea sistemelor mecatronice performante.

[anonimizat] a apărut pentru prima data în anul 1991, [anonimizat], [anonimizat].

[anonimizat] o ramură interdisciplinară a tehnicii și a [anonimizat], informatice. Pe lângă aceste trei categorii se mai pot număra și alte domenii care sunt legate de mecatronică: electrotehnică, energetică, termotehnică, hidraulică și altele. [5]

1.2 [anonimizat], informatică. Este o materie interdisciplinară. Scopul roboticii este acela de a proiecta, programa, controla, de a construi și a utiliza roboții și sistemele informatice. [anonimizat], în mai multe scopuri. [anonimizat], [anonimizat]mperaturi ridicate sau greu accesibile omului. Roboții sunt de mai multe tipuri. Cei mai mulți roboti sunt cei humanoizi, adică cei ce produc acțiuni efectuate de oameni, precum: vorbirea, mișcarea, mersul, ridicarea, etc.

Putem spune că roboții sunt mașini cu o funcționare autonomă. Încă de la începutul secolului XX au fost afirmații din partea a mai multor savanți, ingineri, tehnicieni, că roboții vor ajunge asemenea omului.

Cuvântul robotică este derivat de la robot. Cuvântul robot provine de la cuvântul slav, robot, ce înseamnă muncă. Termenul de robotică a fost folosit pentru prima dată de Isaac Asimov, într-o poveste de a sa, ce a fost publicată în 1941.

În 1948, au fost introduse principiile ciberneticii, de către Robert Wiener.

Primul robot funcțional a apărut în 1961. Așa numitul Unimate servea la ridicarea bucăților fierbinți de metal de la o mașină de turnat. [6]

Fig.1.2.1 Primul robot Unimate. [7]

Când auzim acest termen, de robot, ne gândim la filmele SF, unde le vedem, dar imaginile din filme diferă mult de cele din realitate. De fapt, în realitate, încă nu s-a ajuns la nivelul acela, de a avea roboți pentru a ne ajuta la treburile casnice, să conducă automobile, să gândească. Încă nu avem roboți atât de avansați pentru luptele în război, sau capabili de a lupta în orice competiție ce susține acest tip de activitate. Indiferent de forma diferită a roboților, de domeniile de utilizare, de diversitatea mediilor de utilizare a roboților, aceștia toți au trei proprietăți de bază:

– Construcția;

– Componența electronică;

– Codul de programare;

Construcția.

Un robot este alcătuit dintr-o parte mecanică ( șasiu, roți, motoare, reductoare ) o parte electronică ( senzori, afișaj, microfon, controller ) și partea de programare ( limbajul de programare în care operatorul stabilește funcțiile și acțiunile robotului ). Formele robotului sunt astfel construite special pentru anumite sarcini. [8]

Fig.1.2.2. Construcția mecanică a unui braț de robot [9]

Componența electronică

Componența electronică se referă la energia sau puterea robotului sub formă de electricitate, care circulă prin fire, venind de la o sursă de alimentare sau o baterie, de aceea electricitatea este partea importantă și fără de care robotul nu este funcțional. Pe lângă circuitul electric, unele mașini robotizate funcționează pe bază de combustibili ( de ex: automobilul ), însă electricitatea rămâne cea mai importantă – necesară pentru procesul de ardere, din această cauză toate mașinile cu combustibil au baterii. Unul dintre cele mai importante componente electronice este senzorul ( ex: senzor de umiditate, viteză, sunet, poziție, starea de energie, înălțime, mișcare, accelerație ). [10]

Fig.1.2.3 Microcontroler. [11]

Codul de programare

Acest cod de programare se aplică obligatoriu la orice tip de robot, deoarece fără acest cod robotul nu ar funcționa și nu ar îndeplini funcțiile propuse. Prin intermediul limbajului de programare, ce este scris de un programator, robotul repetă acțiunile sau comenzile specificate de operator în codul de programare. De exemplu un simplu robot care trebuie să deplaseze un obiect dintr-o parte în alta, având construcția mecanică obișnuită și fiind alimentat cu energie, nu va fi în stare de această acțiune, fără codul de programare. Performanțele și puterile unui robot depind de tipul codului și de cum este acesta scris. Cu cât codul este scris mai bine cu atât performanțele robotului cresc.

Există trei tipuri de programare a roboților:

– Prin telecomandă

– Inteligență artificială

– Hibrid.

Programarea prin telecomandă se efectuează numai atunci când intervine sursa de control, adică ființa umană. Operatorului îi rămâne decât să apese butonul.

Roboții ce sunt prevăzuți cu inteligență artificială sunt diferiți de cei cu control prin telecomandă pentru că ei interacționează cu mediul lor fără o sursă de control, prin programarea lor.

Programarea hibrid este acea formă ce cuprinde atât inteligența artificială cât și programarea prin telecomandă. [12]

Fig. 1.2.4 Codul de programare. [13]

1.3 Motivul alegerii temei

Proiectul de licență este intitulat „Contribuții la dezvoltarea unui aparat de servire cu produse “. Titlul pornește de la ideea de a contribui la ceva nou în construcția unui aparat automat de vânzare, care de fapt este un dispozitiv mecatronic.

Prezentul ce îl trăim este cuprins de era tehnologiei, roboticii, lucru ce se poate observa în fiecare zi, prin dezvoltarea rapidă a lucrurilor în societate. Tehnologia a devenit deja un bun obligatoriu, de care depindem, care face parte din viața noastră.

Perioada în care trăim este din ce în ce mai mult electronizată. Am ajuns la nivelul în care tot ce înseamnă cumpărături se poate efectua prin intermediul internetului, tot ce trebuie să faci e să îți alegi produsele iar pentru a putea efectua plata comenzii este nevoie de un card electronic. Suntem obișnuiți să avem mereu la îndemână niște lucruri simple, dar fără care nu ne-am descurca în unele situații. Toate aceste lucruri au devenit în zilele noastre mai ușor de procurat datorită mașinilor de vânzare, ce sunt automatizate și gândite astfel pentru noi oamenii, ca să avem acces la ele oriunde și oricând avem nevoie, indiferent de situație. Ideea acestor aparate a fost de a înlocui mersul la magazine, chioșcuri, sunt amplasate în locuri aglomerate, unde fluxul de oameni este mare.

CAPITOLUL 2

2.Studiile funcționale existente pe plan mondial

2.1 Mașinile automate de vânzare – specificații generale

Denumirea de „vendomat” provine din limba engleză, „vending machine”, și reprezintă un aparat automat de vânzare a diferitor produse.

Istoria acestor aparate începe pe la sfârșitul secolului 19, în Anglia, prin distribuirea de cărți poștale. La începuturi erau și tonomatele muzicale care cântau diferite hituri de pe vremuri, în urma introducerii monedei de utilizator, reprezentând un progres tehnologic considerabil de mare la vremea respectivă.

O altă categorie mare și importantă erau vendomatele cu țigări care au fost printre primele aparate ce au fost instalate pe stradă, împreună cu cele ce distribuiau ziare. Primul vendomat de țigări a fost în anii 1888, în Japonia, iar în SUA în anul 1926 de inventatorul american William Rowe. Acest aparat al lui Rowe era foarte des întâlnit pe străzile Americii. Bineînțeles pentru a aprinde țigara ai nevoie de foc, de aceea a fost creat și aparatul cu chibrituri, pentru că erau din ce în ce mai mulți fumători . Dar când s-a ajuns la criză, vendomatele ce comercializau țigări la bucată erau foarte folositoare, deoarece lumea nu își permitea să își cumpere un pachet întreg. Imediat după criză, a fost scoasă o nouă mașină, care, de data asta distribuia țigări cu tot cu chibrituri, iar acest lucru a fost cauza desființării aparatelor ce vindeau chibrituri, cu această ocazie nu mai era nevoie de două aparate separate. Această combinație a dat naștere ideii de a combina nu numai țigări cu chibrituri, dar și diferite băuturi și snack-uri. În unele țări, vendomatele cu țigări au fost ușor rărite din cauza legii ce interzicea vânzarea țigărilor către minori. S-au făcut aparate și cu introducere a unui act de identitate, dar acest lucru a fost deranjant pentru cumpărători. Dar totuși în unele țări ale Europei, cum ar fi Germania și Republica Cehă, se mai găsesc vendomate cu țigări și introducerea unui act de indentitate.

Toate țările ce aveau vendomate de țigări aveau restricțiile lor legate de vârsta cumpărătorului și locația acestora.

De exemplu în Australia amplasarea vendomatelor erau în localurile unde se consumau băuturi alcoolice sau în sălile cu jocuri de noroc. În Austria se vindeau țigări doar persoanelor ce au împlinit vârsta de 16 ani. Portugalia și Spania sunt țările în care există restricție pentru persoanele sub 18 ani, aparatul fiind dotat cu un dispozitiv electronic care poate verifica vârsta consumatorului. În Belgia nu se vând țigări tinerilor sub 16 ani, iar aparatul este deblocat doar de o persoană adultă. Cehia și Danemarca restricționează vânzarea de țigări adolescenților sub 18 ani, ca și în majoritatea statelor din UE, în țările respective cumpărătorul este verificat de personal. În toate aceste țări, aparatele sunt amplasate, în general, în baruri, hoteluri, restaurante, cafenele. [14]

Fig.2.1.1 Aparat automat de vânzare a țigărilor. [15]

Automatele de vânzare au devenit un lucru absolut firesc în peisajul urban modern, mai ales în zonele foarte aglomerate. De la automate de cafea, automate de snack, automate de răcoritoare, automate de iaurturi, aproape orice produs, dacă este împachetat corespunzător poate fi vândut prin asemenea aparate.

Tehnologiile din zilele noastre se dezvoltă într-o mare măsură, iar despre aparatele de vânzare putem spune că în scurt timp o să putem cumpăra de la ele printr-un singur click, cu ajutorul telefoanelor. Orice afaceri, deci chiar și cele de vânzări de produse cu ajutorul automatelor au secretele lor, prin urmare expertiza își spune cuvântul începând cu amplasarea, alegerea aparatelor, aprovizionarea automatelor și, evident întreținerea lor. Garanția succesului unei asemenea afaceri începe cu recrutarea echipei și sfârșește cu alegerea celor mai potrivite game de produse și branduri. Specialiștii în vânzări de produse cu ajutorul automatelor urmăresc toate acestea și dau verdictul corect, dacă această afacere va funcționa sau nu.

Ca și metodă de plată există mai multe moduri, începând cu bancnota introdusă în aparat și terminând cu tranzacția cu cardul. În Japonia a fost introdusă metoda prin care cu ajutorul unui card smart electronic de înregistrare se efectuează plata. Dar acest card este folosit doar în urma analizei faciale, ce o face un alt gadget cu care sunt dotate aparatele de vânzare, din Japonia. În cazul în care recunoașterea eșuează, cumpărătorul nu mai poate procura niciun produs, în general țigări, numai după ce își introduce cardul electronic smart. Acest card se numește Taspo.

Automatele de servit cu produse sunt echipate cu o unitate de răcire performantă care permite păstrarea produselor perisabile la temperaturi optime conform normelor în vigoare. [16]

2.2 Clasificarea mașinilor automate de vânzare

Aceste aparate automate au rolul de a distribui produse precum cafea, băuturi răcoritoare, snack-uri, etc. într-un mod destul de rapid și ușor. În ultimii ani au început să fie din ce în ce mai populare și utilizate, fiind instalate, în general, în instituții, diferite săli, la stațiile de metrou, sau chiar pe stradă. Cele mai populare aparate ar fi cele care servesc băuturi calde ( cafea ), băuturi răcoritoare, snack-uri sau aparate cu produse combinate. Ideea acestor aparate cu produse combinate este de a crește cifra de vânzări. Mașinile automate există în numeroase țări, dar în ultima vreme au fost foarte mult dezvoltate și au evoluat într-o mare măsură, adică distribuie produse mai puțin obișnuite decât de obicei. Cea mai veche mașină de vânzare a fost descrisă în lucrarea lui Hero Alexandria, inginer și matematician din Egiptul Roman. Ideea aparatului lui a fost aceea de a distribui apă sfințită, după ce introduceai o monedă. Automatul respectiv era alcătuit dintr-o tavă atașată de pârghie, care acționa după ce se introducea moneda. Pârghia la rândul ei permitea deschiderea unei supape, care permitea curgerea apei.

Aparatele cele mai importante sunt:

– Automatele de cafea;

– Automatele cu băuturi răcoritoare;

– Automateele cu snack-uri;

– Automate cu produse farmaceutice. [17]

2.2.1 Automatul de cafea

Băuturile de cafea din aceste aparate sunt pregătite pe bază de boabe naturale, sau capsule, ceai, ciocolată, lapte. Este realizat din materiale rezistente ce ajută la creșterea duratei de viață. Bineînțeles că sunt unele automate ce pot fi aprovizionate și dotate nu numai cu produse din categoria băuturilor calde, ele mai pot oferi și gustări. Astfel crește și rentabilitatea.

Locul perfect pentru instalarea acestei mașini automate poate fi în clădirile de birouri, în magazine, supermarketuri, magazine mixte, chioșcuri. [18]

Fig.2.1.1.1 Aparat automat de cafea [19]

Aparatele de cafea pot avea o capacitate de 500-780 pahare de unică folosință, alegere la care se apelează în primul rând în interesul sănătății consumatorilor și din considerente de igienă. Pe lângă varietatea de băuturi ce pot fi alese de la aparat, se poate alege și nivelul de zahăr în băutură. Consumul de energie este redus, fiind un automat mic, dar acest consum de energie variază în funcție de durata de utilizare, umiditate sau temperatura ambientală.

În general sunt aparate testate, cu până la 6 varietăți de cafea, incluzând și cappuccino, care sunt preparate în mod ușor, din boabe măcinate, proaspete. Sunt dotate și cu spumă de lapte, iar temperatura apei este ajustată de aparat. [20]

2.2.2 Aparate automate dotate cu băuturi răcoritoare

Fig.2.2.2.1 Automat de vânzare cu băuturi răcoritoare

La această categorie de automate, principiul de funcționare este același, diferența ar fi dimensiunile de gabarit și produsele oferite de automat. Au și ele un rol important deoarece băuturile răcoritoare sunt necesare organismului, mai ales apa, iar când suntem într-o situație în care nu avem magazin la îndemână, putem să procurăm de la un astfel de aparat. Produsul poate fi cumpărat prin introducerea fisei, monedei, bancnotei sau chiar a cardului, în cazul în care aparatul este dotat și cu un dispozitiv de citire a cardurilor. [21]

Fig.2.2.2.2 Dispozitivul de înmagazinare a monezilor

Având în vedere că este aprovizionat cu băuturi reci, bineînțeles că în spatele lui există un motor, ce menține temperatura necesară pentru băuturile răcoritoare.

Fig.2.2.2.3 Motorul aparatului

Acesta poate fi dispus, la fel, ca și aparatul de cafea, în clădiri de birouri, blocuri, stații de metrou, săli de așteptare etc. Calitatea și productivitatea produselor vândute este un aspect important atât pentru consumator cât și pentru distribuitor. [22]

2.2.3 Aparat automat de snack-uri

Acest tip de aparat este unul dintre cele mai populare, din toate categoriile de automate ce există pe piața mondială. Prețul nu este unul destul de rezonabil pentru oricine, dar în schimb asigură calitatea produsului, și siguranță în sine. Acesta este format din materiale dure, în general metal. Principiul de funcționare este asemănător cu cel al aparatului de cafea, al automatului de reviste, sau al oricărui alt tip de automat. Cele mai favorabile locuri pentru a instala mașina sunt, în general, instituțiile publice ( licee, colegii, universități, spitale ), dar le putem găsi chiar și în stațiile de metrou.

Produsele ce sunt furnizate de acest aparat sunt în mare parte la temperatura camerei, dar se întâlnesc produse ce sunt la temperaturi scăzute sau chiar produse calde. [23]

Fig.2.2.3.1 Mașină automată de vânzare dotată cu snack-uri

2.2.4 Automate de vânzare pentru produse farmaceutice

Fig.2.2.4.1 Automat pentru vânzarea produselor farmaceutice

Aceste aparate pentru produse farmaceutice au rolul de a pune la dispoziția clientului medicamentele necesare. Ele au o construcție ușoară și o utilizare simplă, de fapt ca orice tip de automat de vânzare. La bază bineînțeles că au un program software.

În aceste aparate se găsesc doar produsele importante pe care le putem cumpăra oricând.

Metoda de plată este asemănătoare, prin introducerea monedei sau a bancnotei. Siguranța este și ea un aspect important pentru aparat. Geamul este alcătuit din două straturi de sticlă, pentru siguranță, iar carcasa este din oțel. Alimentarea se face simplu, de la o priză de 220 V. [24]

2.3 Soluția proprie adoptată

Această lucrare presupune proiectarea, programarea și asamblarea unui aparat de servire cu produse căruia i se aduce ca și îmbunătățire echiparea cu un lift, care are rolul de a prelua produsul înainte ca acesta să cadă. Această soluție proprie s-a adoptat pentru evitarea defectării conținutului și ambalajului produselor.

Primul pas a fost gândirea modelului și proiectarea acestuia 3D în SolidWorks. Apoi s-au ales materialele pentru carcasă și componentele electrice pentru aparatul de servire cu produse. Următorul pas a fost scrierea codului necesar pentru funcționarea aparatului. Ultima etapă presupune asamblarea tuturor elementelor componente ale aparatului.

Materialul pentru carcasă este placă MDF cu o grosime de 15 mm. Aparatul este dotat cu 4 servomotoare ce au rolul de a roti arcul elicoidal în care se află produsele. Mișcarea liftului este efectuată de două motoare pas cu pas, care asigură deplasarea ansamblului cu rulmenți pe ghidajele verticale și orizontale. Pentru construirea ghidajelor sunt folosite țevi de aluminiu cu diametrul de 24 mm, pentru cele verticale și 20 mm pentru ghidajele orizontale. Liftul este construit din plexiglas pentru a fi mai ușor. Pentru afișarea instrucțiunilor de folosire s-a ales un afișaj LCD, iar pentru detectarea monedei ce reprezintă contravaloarea produsului s-a ales un senzor de proximitate.

Procesul de cumpărare al unui produs constă în următoarele etape:

Introducerea monedei echivalente cu contravaloarea produsului

Fig. 2.3.1 Introducerea monedei

Selectarea produsului dorit prin apăsarea butonului corespunzător

Fig. 2.3.2 Selectarea produsului

Livrarea produsului prin acționarea liftului

Fig.2.3.3 Livrarea produsului Fig.2.3.4 Deplasarea liftului

Ridicarea produsului

Fig.2.3.5 Produs livrat

Fig.2.3.6 Ridicarea produsului

CAPITOLUL 3

3. Prezentarea instrumentelor pentru elaborarea proiectului

3.1 Părțile componente folosite pentru circuitul electric

3.1.1 Placa Arduino Mega 2560

Fig.3.1.1.1 Placa Arduino Mega 2560

Placa de dezvoltare compatibilă cu Arduino Mega 2560 este ideală pentru proiecte în domeniul electronicii. Ea utilizează microcontroler-ul ATmega2560 și convertorul USB Serial CH340. [25]

Tabel 3.1.1.1 Specificații tehnice placă Arduino MEGA 2560

Fig.3.1.1.2Placa Arduino Mega 2560 proiectată în SolidWorks

3.1.2 Afișajul LCD ( 16×2 )

Acesta este un afișaj cu cristale lichide ( LCD ) verde cu iluminare din spate cu LED alb. Marele avantaj este controlul prin intermediul magistralei I2C, este necesară conectarea a doar 2 pini de date pentru comunicare cu afișajul. În general, afișajul este conectat cu Arduino folosind 4 pini – + 5V, GND, SDA ( PIN A4 ) și SCL ( pin A5 ). Adresa este setată implicit din fabrică la 0x27 sau 0x3F în funcție de cipul utilizat. [28]

Fig. 3.1.2.1 LCD Display

Tabel 3.1.2.1. Specificații tehnice LCD Display

Fig.3.1.2.2. LCD Display proiectat in SolidWorks

3. Coborâtor de tensiune

Aceste dispozitive sunt disponibile cu tensiuni de ieșire fixe de 3,3V, 5V, 12V și există și o versiune cu ieșire reglabilă. [30]

Fig.3.1.3.1 Coborâtorul de tensiune

Tabel 3.1.3.1 Specificații tehnice ale stabilizatorului de tensiune

3.1.4 Servomotor cu rotație continuă ( MG995 )

Un servomotor este un dispozitiv de acționare liniară care permite un control precis al poziției, vitezei și accelerației unghiulare sau lineare. Constă dintr-un motor cuplat la un senzor pentru feedback-ul poziției.

Servomotoarele sunt utilizate în aplicații speficife domeniului roboticii, la mașini CNC. [31]

Fig.3.1.4.1 Servomotor cu rotație continuă

Servomotorul MG995 dispune de circuite interne sofisticate care asigură cuplu bun, menținerea puterii și actualizări mai rapide ca reacție la forțele externe. Aceste servomotoare metalice pentru angrenaje MG995 sunt servomotoare de mare viteză cu cuplul puternic de 5-6 kg / cm. [32]

Tabel 3.1.4.1 Specificații tehnice servomotor

3.1.5 Butoanele PUSH

Butonul este un tip de comutator utilizat pentru controlul unor aparate sau numai a unor funcții ale acestora. Butoanele sunt de diferite forme și dimensiuni și se găsesc în tot felul de dispozitive, deși în principal în echipamentele electrice și electronice. Butoanele sunt în general activate atunci când sunt apăsate cu un deget. Ele permit trecerea curentului prin circuit atunci când se află în poziția corespunzătoare, de apăsare. Când nu mai sunt apăsate, ele revine în poziția inițială și trecerea curentului prin circuit este intreruptă. Mecanismul acestuia constă din butonul propriu-zis acționat prin apăsare, o lamelă conductoare care stabilește contactele celor două terminale apăsând butonul propriu-zis, și un arc care face ca lamela să își recâștige poziția inițială după ce butonul nu mai este acționat.

Tabel 3.1.5.1

Fig.3.1.5.1 Buton

3.1.6 Motor pas cu pas ( NEMA 17 )

Un motor pas cu pas, este un motor electric fără perii care împarte o rotație completă într-un număr de pași egali. Poziția motorului se menține la unul din acești pași fără niciun senzor de poziție pentru feedback ( un regulator cu buclă deschisă ), atâta timp cât motorul este dimensionat cu grijă în funcție de cuplu și turație. [34]

Fig.3.1.6.1 Motor pas cu pas NEMA 17

Electromagneții sunt alimentați de un circuit extern comandat de microcontroler. Când dinții angrenajului sunt aliniați la primul electromagnet, ele sunt ușor decalate de electromagnetul următor. Aceasta înseamnă că atunci când electromagnetul următor este pornit și primul este oprit, angrenajul se rotește ușor pentru alinierea la următoarea. În continuare procesul se repetă. Fiecare dintre aceste rotații este numită „pas”, iar un număr întreg de pași care fac o rotație completă. În acest fel, motorul poate fi rotit cu un unghi precis. [35]

Fig.3.1.6.2 Motorul pas cu pas NEMA 17 proiectat în SoldidWorks

Tabel 3.1.6.1 Specificații tehnice motor pas cu pas NEMA 17

3.1.7 Senzorul de proximitate ( TCRT5000 Infraroșu )

Un senzor de proximitate este capabil să detecteze prezența obiectelor din apropierea sa, fără contact fizic. Un senzor de proximitate emite adesea un câmp electromagnetic sau un fascicul de radiații electromagnetice. Scopurile diferite ale senzorilor de proximitate necesită senzori diferiți. De exemplu, un senzor de proximitate capacitiv sau un senzor fotoelectric ar putea fi potrivit pentru o țintă din plastic; un senzor de proximitate inductiv necesită întotdeauna o țintă metalică. Senzorii de proximitate pot avea o fiabilitate ridicată și o durată de funcționare îndelungată din cauza absenței părților mecanice și a lipsei de contact fizic între senzor și obiectul detectat. Senzorii de proximitate sunt frecvent utilizați pe dispozitivele mobile. [37]

Fig.3.1.7.1 Senzor de proximitate

Tabel 3.1.7.1 Specificații tehnice senzor de proximitate

3.1.8 Limitatorul de cursă

Cunoscut și sub denumirea de micro-comutator, este un comutator electric care este acționat de o forță fizică foarte redusă, prin utilizarea unui mecanism de punct de basculare.

Comutarea se face în mod fiabil la poziții specifice și repetate ale actuatorului, ceea ce nu este neapărat valabil pentru alte mecanisme. Ele sunt foarte frecvente datorită costului și durabilității lor scăzute, mai mult de 1 milion de cicluri și până la 10 milioane de cicluri pentru modele grele. Această durabilitate este o consecință firească a designului.

Caracteristica definitorie a micro-întrerupătoarelor este aceea că o mișcare relativ mică la butonul de acționare produce o mișcare relativ mare la contactele electrice, care are loc la viteză mare (indiferent de viteza acționării). [40]

Fig.3.1.8.1 Limitator de cursă

Tabel 3.1.8.1 Specificații tehnice limitator de cursă

3.1.9 Breadboard

Este dispozitivul care permite conectarea extrem de simplă a componentelor electronice, fără lipituri. Pentru a conecta dispozitivele se folosesc fire tată-tată ( cu pini la ambele capete ), care se introduce în găurile din breadboard. [42]

Fig.3.1.9.1 Breadboard

Găurile existente în breadboard sunt conectate între ele ( de obicei pe linie ), astfel încât firele introduse pe aceeași linie vor fi conectate între ele. Un exemplu frecvent de utilizare a breadbordului este acela în care dorim să conectăm simultan mai multe led-uri la Arduino ( care are doar un singur pin de 5V, și doar 3 pini de GND ). În această situație vom conecta folosind fire tată-tată pinul de 5V Arduino la una dintre liniile breadboardului, la altă linie din breadboard vom conecta pinul de GND. [43]

3.1.10 Modul driver pentru motor pas cu pas

Acest element este folosit pentru o funcționare mai simplă și ușoară a motorului pas cu pas , în cazul nostru avem un modul A4988. Driver-ul intră în contact cu motorul prin impulsul dat ce îl conduce cu un microstep. [44]

Fig. 3.1.10.1 Modul driver A4988

3.1.11 Sursă de alimentare de 12 V

Fig.3.1.11.1 Sursă de alimentare 10A

Sursa de alimentare furnizează un curent de maxim 10 A la o tensiune de 12 V, ceea ce conduce la o putere de până la 120W.
Sursa de tensiune poate fi alimentată de la rețeaua de energie electrică cu tensiune de curent alternativ de 110 ~2 20V. Sursa de tensiune este dotată cu circuit de protecție la supratensiune și protecție la scurtcircuit. Placa de bază a sursei de tensiune este protejată de o carcasă metalică perforată rezistentă la lovituri ce permite și răcirea pasivă a acesteia. [45]

Tabel 3.1.11.1 Specificații tehnice alimentatorului

3.2 Părțile componente ce au contribuit la construcția carcasei și a sistemelor de deplasare

Mecanica este știința ce studiază corpurile fizice. Prima dată termenul de mecanică a fost în scrisorile lui Aristotel și Arhimede. În epoca modernă, oamenii de știință ce au fost foarte pricepuți în mecanică au fost Galileo, Kepler, Newton, ei sunt oamenii ce au pus bazele mecanicii clasice. Mecanica se mai poate considera o ramură a fizicii care se ocupă de particule aflate în mișcare sau repaus. [46]

Părțile componente a aparatului:

– Placă MDF de 15 mm grosime

– Grindă 30×30 mm

– Țeavă de aluminiu 24×1,5 mm, 15×1 mm

– Rulmenți Z809, diametru interior 8 mm

– Tijă filetată, 8 mm diametru

– Piuliță, diametru interior 8 mm

– Șaibă, diametru interior 8 mm

– Șurub

– Fulie dințată, 20 dinți, diametru interior 5 mm

– Curea dințată

– Plexiglas, material pentru realizarea liftului.

– Adeziv rapid pentru MDF.

Am început procesul de asamblare prin tăierea plăcii MDF de 15 mm. Dar mai întâi am realizat modelul 3D, în SolidWorks, de unde am luat măsurătorile și toate dimensiunile. Toate aceste tăieri au fost realizate cu un ferestrău manual, iar după aceasta au fost prinse între ele după modelul 3D.

Fig.3.2.1Modelul 2D al aparatului Fig.3.2.2 Modelul 3D al aparatului

Fig.3.2.3 Placa MDF în procesul de fixare

Pentru fixarea plăcilor am folosit adeziv rapid pentru MDF, dar și șuruburi, pentru că ele asigură o fixare mai rezistentă.

Fig.3.2.4 Holșuruburi pentru fixarea plăcilor

Fig.3.2.5 Subansamblul aparatului

După fixarea carcasei, următorul pas a fost construcția liftului, ce a fost confecționat dintr-un material ușor, plexiglas. Am ales plexiglas pentru a reduce din greutatea întregului aparat.

Fig. 3.2.5 Liftul – organul de deplasare pentru distribuirea produselor

Sistemul de deplasare al liftului este construit din țevi de aluminiu cu un diametru interior de 24 mm, pentru ghidarea pe verticală, și țeavă cu un diametru de 20 mm pentru ghidarea mișcării liftului pe direcția orizontală.

Fig.3.2.6 Țeavă de aluminiu pentru ghidarea pe orizontală

Lungimea țevilor sunt de 28 mm pentru suportul orizontal, respectiv 48 mm pentru suportul vertical.

Fig. 3.2.7 Țeavă de aluminiu pentru ghidarea liftului pe verticală

Fig.3.2.8 Fixarea țevilor de ghidare în poziția de funcționare

Între țevile de ghidare s-a fixat suportul liftului, ce este alcătuit din lemn, cu dimensiuni de 2x2x10 mm, în interiorul căruia a fost fixată tija filetată. Rulmenții au fost fixați pe tija filetată cu ajutorul piulițelor, aceste piulițe mai au rolul și de a centra rulmenții pe sistemul de ghidare.

Fig. 3.2.9 Suportul liftului, fixat între țevile din sistemul de ghidare

Mecanismul de deplasare pentru lift este alcătuit din fulie dințată, cu 20 dinți, diametrul interior de 5 mm și curea dințată. Am ales acest diametru interior al fuliei pentru a corespunde cu diametrul arborelui motorului pas cu pas.

Fig.3.2.10 Fulie dințată fixată pe arborele motorului

Fig. 3.2.11 Curea dințată

Sistemul de împingere a produselor, din fiecare compartiment, este alcătuit dintr-un arc elicoidal ce este fixat la capăt pe arborele servomotorului. Arcul are o lungime de 150 mm, cu un pas de 30 mm, grosimea de 3 mm și diametrul interior de 60 mm

Fig.3.2.12 Arcul pentru împingerea produselor

Fig. 3.2.13 Compartimentele pentru fiecare produs

3.3 Partea software a aparatului de servire cu produse

După asamblare și instalarea tuturor elementelor electronice în carcasă, urmează să introducem și să încărcăm codul în placa Arduino MEGA 2560. Dar mai întâi de a încărca codul avem nevoie de aplicația Arduino IDE, pe care o putem descărca de pe site-ul oficial, după care începem procesul de instalare al aplicației.

3.3.1 Despre Arduino

Arduino este o companie open-source care produce atât partea de hardware (sistemele de dezvoltare) cât și partea de software necesară compilării și programării sistemelor de dezvoltare. Pe lângă componenta de design, producție și comercializare este inclusă și o comunitate uriașă care se ocupă cu crearea, realizarea, implementarea multor proiecte, de ajutor reciproc pentru depanarea hardware și software a multor proiecte, de crearea unor componente (librării) cu funcții suplimentare sau pentru diverse componente noi. Platformele Arduino se bazează pe sisteme de dezvoltare cu microcontrolere (sunt suportate mai multe tipuri de microcontrolere), acestea sunt construite astfel încât să pună la dispoziție utilizatorului pini (conectori) de intrare și ieșire, care pot fi interfațați cu o multitudine de senzori și alte componente, fie prin conexiuni directe, fie prin intermediul unor module de extensie care poartă denumirea de shield-uri. Platformele asigura alimentarea, programarea și pot asigura și comunicația, prin intermediul interfeței USB. Pot fi alimentate și din surse de alimentare externe, majoritatea având conector de alimentare pentru acest scop. Pentru programare și dezvoltarea de programe este asigurat un mediu de dezvoltare integrat (IDE), bazat pe Processing, asigurând suport pentru limbajul C și C++. Arduino este și o platformă, un sistem de dezvoltare, utilizat pentru a programa o serie de procesoare din familia Atmel. Se utilizează procesoare de tip SoC (System on Chip)

Alimentarea microcontrolerului se realizează la 5V dar sistemul de dezvoltare poate fi alimentat în intervalul maxim 6-20V, recomandat 7-12V. Comunicația cu calculatorul se realizează prin intermediul interfeței USB, se realizează un port serial virtual care permite programarea sistemului de dezvoltare dar și comunicația serială a eventualelor programe cu calculatorul (care nu mai este condiționat de existența unui port serial realizat cu circuite dedicate). [47]

3.3.2 Mediul de lucru în Arduino IDE

Pentru dezvoltarea programelor și pentru programarea platformelor Arduino se utilizează mediul de programare Arduino IDE. Există variante pentru cele mai uzuale sisteme de operare: Windows, Mac OS și Linux.

Presupunând că sistemele de operare care sunt, uzual, instalate pe calculatoarele din laborator sunt cele de tip Windows, în continuare se va face referire la utilizarea acestora. [48]

3.3.3 Instalare Arduino IDE

Instalarea mediului de programare Arduino IDE începe prin descărcarea programului. Sunt disponibile si versiuni mai vechi precum si versiuni care necesită instalarea sau doar dezarhivarea și rularea programului. Aceasta ultimă variantă se utilizează în situațiile în care se utilizează sistemul de operare Windows la care nu se cunoaște sau nu se dorește instalarea programului (sau utilizatorul nu are drepturile necesare instalării).

Mediul de programare Arduino IDE poate fi instalat pe cele mai uzuale sisteme de operare: Windows, Linux, Mac OS. În continuare se va presupune instalarea sau utilizarea lui folosind sistemul de operare Windows.

În momentul descărcării programului este posibilă și donarea unei sume modice, necesare pentru finanțarea acestui proiect, donația nu este o condiție obligatorie, se poate descărca programul și fără acest act de caritate.

După instalare sau după prima rulare (în cazul variantei care nu necesită instalare), programul va crea în folderul Documents un folder Arduino unde va salva bibliotecile de funcții care vor fi instalate ulterior precum și programele nou create vor fi salvate acolo în mod implicit (dacă nu se specifică altă cale).

La rularea Arduino IDE va apărea ecranul de start. După lansarea în execuție a programului va fi necesară configurarea lui. De menționat că aceasta configurare, a portului de comunicație, va trebui repetată de fiecare dată când se schimbă portul USB din calculator la care este conectată platforma Arduino, de fiecare dată când se va utiliza alt sistem Arduino și la fiecare pornire a calculatorului. Este necesar acest lucru deoarece, teoretic, la fiecare conectare a Arduino la calculator, sistemul de operare va atribui acestei conexiuni virtuale seriale un nume, acest nume poate să difere dacă se schimbă sistemul sau dacă trece un anumit timp în care Arduino nu a fost conectat la calculator. [51]

3.3.4 Încărcarea codului în placa Arduino

Un limbaj de programare este un set bine definit de expresii și reguli (sau tehnici) valide de formulare a instrucțiunilor pentru un computer. Un limbaj de programare are definite un set de reguli sintactice și semantice. El dă posibilitatea programatorului să specifice în mod exact și amănunțit acțiunile pe care trebuie să le execute calculatorul, în ce ordine și cu ce date. Specificarea constă practic în întocmirea/scrierea programelor necesare ("programare").

Pentru executarea unui program scris într-un limbaj oarecare, există, în principiu, două

abordări: compilare sau interpretare. La compilare, compilatorul transformă programul-sursă în totalitatea sa într-un program echivalent scris în limbaj, care apoi este executat.

La interpretare, interpretorul ia prima instrucțiune din programul-sursă, o transformă în limbaj și o execută; apoi trece la instrucțiunea doi și repetă aceleași acțiuni.

Mai întâi trebuie să includem bibliotecile Servo și LiquidCrystal, să definim pinii LCD, cele patru servo-motoare, pinii motoarelor pas, detectorul de monede, precum și cele patru butoane și cele două micro-comutatoare.[61]

CAPITOLUL 4

4.1Calcule de proiectare a elementelor principale

4.1.1 Calculul motorului pas cu pas

În sistemul nostru de deplasare al liftului sunt prezente 2 motoare pas cu pas și 4 fulii dințate, ce pot lua rolul de roți dințate. Deci, avem următoarele elemente:

a. MPPv – motor pas cu pas pentru deplasarea verticală

b. MPPh – motor pas cu pas pentru deplasarea orizontală

c. z1, z2, z3, z4 fuliile cu rolul de roți dințate.

Caracteristicile motoarelor MPP:

a. Unghi de pas: 1.8°

b. Precizia unghiulară de pas[%]: 5

c. Curent nominal pe fază[A]: 1.7

d. Rezistența pe fază[V]: 1.5

e. Inductanța pe fază[mH]: 2.8

f. Cuplu de regim [N*cm]: 40

g. Cuplu de pornire[N*cm]: 2.2

h. Inerția rotorului[gr*cm2]: 54

i. Masa [Kg]: 0.028

j. Lungimea motorului: 40mm [62]

Calculul momentului de inerție redus:

unde:

– elementele „k” realizează mișcarea de translație fiind caracterizate de masa „m” și viteza „v”

– elementele „i” realizează mișcarea de rotație fiind caracterizate de momentul de inerție „j” și viteza unghiulară „ὼ”

Raza roților dințate din componența sistemului de deplasare al liftului se calculează astfel:

Unde:

– r este raza roții dințate

– m este modulul roții dințate

– z este numărul de dinți al roții dințate

Având în vedere că toate fuliile sunt de același tip, cele trei caracteristici enumerate mai sus sunt egale pentru toate, astfel avem relația:

Viteza unghiulară a motorului se calculează cu ajutorul relației:

[63]

4.1.2 Calculul arcului sistemului de rotire

Generalități

Arcul elicoidal reprezintă procesul de înfășurare după elicea unei bare cilindrice cu o secțiune constantă.

Arcurile elicoidale pot fi de compresiune, în cazul în care capetele sunt prelucrate sub formă plană, iar pasul elicei este mai mare decât diametrul barei. [64]

Fig. 1.1 Reprezentarea arcului [65] Fig. 1.2 Reprezentarea elementelor geometrice ale arcului [66]

Elementele geometrice ale arcului

d-diametrul spirei

diametrul interior de înfășurare

-diametrul mediu de înfășurare

D-diametrul exterior de înfășurare

t-pasul spirei

-lungimea arcului în stare liberă

– unghiul de inclinare al spirei in stare libera

Clasificarea arcurilor se face după anumite criterii:

a. După forma secțiunii spirei

– rotundă

– pătrată

– profilată

b. După forma suprafeței directoare

– cilindrice

– conice

– dublu conice

– prismatice etc.

c. După modul de acționare a sarcinii

– de compresiune

– de torsiune

– de tracțiune [67]

Fig.1.3 Tipuri de arcuri de compresiune [68]

Calcul al arcului elicoidal de compresiune

– Rezistența admisibilă torsiune

– Diametrul sârmei

Conform STAS 893-89

– Diametrul mediu al sârmei

– Indicele arcului

– Coeficientul de formă

Unde:

p – pasul arcului

– lungimea arcului în stare liberă

d – diametrul barei arcului

n – numărul total de spire. [69]

4.1.3 Calculul transmisiei prin curele

Transmisia prin curele este transmisia mecanică, care realizează transmiterea mișcării de rotație a sarcinii, de la o roată motoare la una sau mai multe roți conduse, prin intermediul curelei.

Transmisia se poate realiza prin alunecare sau fără alunecare. O transmisie prin curele se realizează din roțile de curea și elementul de legătură, care este cureaua.[70]

Fig.1.1 Reprezentarea transmisiei mecanice prin curea [71]

Roata conducătoare

Roata condusă

Curea pentru executarea transmisiei

După forma secțiunii curelei se face o clasificare

netede, b. politriunghiulare, c. dințate, d. trapezoidale, e. rotunde

Fig.1.2 Tipuri de curele dințate [72]

Calculul lungimii curelelor

Fig.1.3 Proiectarea curelei pentru calcul [73]

Unde:

Lungimea totală a curelei orizontale

Lungimea totală a curelei verticale

diametrul exterior al fuliei

diametrul interior al fuliei

dinstanța dintre fulii pe direcție orizontală

dinstanța dintre fulii pe direcție verticală

[74]

CAPITOLUL 5

5.1 Concluzii

În acest proiect am construit un aparat de servire cu produse care are ca și îmbunătățire un lift cu rolul de a transporta produsul dorit la zona de ridicare. Am optat pentru această soluție deoarece la aparatele de servire cu produse în urma eliberării produsului de pe arcul elicoidal acesta poate fi deteriorat din cauza contactului cu zona de ridicare. Astfel se poate deteriora atât conținutul, cât și ambalajul exterior(ex: o băutură carbogazoasă la doză ).

Contribuțiile personale în această lucrare sunt următoarele:

Sinteză a informațiilor generale în acest domeniu la nivelul actual

Proiectarea fiecărui element al aparatului precum și proiectarea în ansamblu

Realizarea fiecărei componente necesare

Programarea automatului pentru funcționare

Instalarea tuturor componentelor ansamblului(componente electronice și mecanice)

Avantajul acestui aparat de servire cu produse îl reprezintă faptul ca produsule sunt livrate de pe arcul elicoidal fără a fi deteriorate, astfel asigurându-se calitatea lor.

BIBLIOGRAFIE

[1] Facultatea de Mecanică, curs CCD MCT, Iași http://www.mec.tuiasi.ro/diverse/Curs_CCD_MCT_Generala.pdf

[2] Facultatea de Mecanică, curs CCD MCT, Iași http://webbut.unitbv.ro/Carti%20on-line/BSM/Dumitriu_BSM_2006.pdf

[3] Facultatea de Mecanică, Domeniul Mecatronică și Robotică, Prof. Dr. Ing. Valer Dolga, curs Sisteme mecatronice http://www.mec.tuiasi.ro/diverse/Curs_CCD_MCT_Generala.pdf

[4] Facultatea de Mecanică, Domeniul Mecatronică și Robotică, Prof. Dr. Ing. Valer Dolga, curs Sisteme mecatronice http://www.mec.tuiasi.ro/diverse/Curs_CCD_MCT_Generala.pdf

[5] Universitatea Transilvania din Brașov, curs de introducere în mecatronică http://webbut.unitbv.ro/Carti%20on-line/BSM/BSM/capitol1.pdf

[6] “Cercetarea științifică în robotică”, Cristian Dima https://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articole/roboti/roboti-html.html

[7] Universitatea Tehnica din Iași, “Gheorghe Asachi”, Note de curs, Conf. Dr. Ing. Marian Poboroniuc http://iota.ee.tuiasi.ro/~mpobor/doc/Cursuri/RICurs1.pdf

[8] “Cercetarea științifică în robotică”, Cristian Dima https://www.cs.cmu.edu/~mihaib/articole/roboti/roboti-html.html

[9] Facultatea de Automatica si Calculatoare Timișoara, “Braț robotic subacționat” https://ec.europa.eu/programmes/proxy/alfresco-webscripts/api/node/content/workspace/SpacesStore/8012f891-7cf2-4c31-82cc-029c1dba434f/2010-1-PL1-LEO04-11315-4_2

[10] Facultatea de Automatica si Calculatoare Timișoara, “Braț robotic subacționat” https://ec.europa.eu/programmes/proxy/alfresco-webscripts/api/node/content/workspace/SpacesStore/8012f891-7cf2-4c31-82cc-029c1dba434f/2010-1-PL1-LEO04-11315-4_2

[11] Brașov, Ianuarie 2001, curs Microcontrolere http://tet.pub.ro/pages/Microprocesoare2/curs_microcontrolere_P.pdf

[12] https://ro.wikipedia.org/wiki/Limbaj_de_programare

[13] Centrul de excelenta pentru robotica excepțională, Focșani https://roboticaexcelentavrancea.wordpress.com/lectii-de-programare-in-mediul-arduino/

[14] Revista industriei vending, Istoria aparatelor de vending http://vendinginside.ro/2014/03/istoria-aparatelor-de-vending-xv/

[15] Revista industriei vending, Istoria aparatelor de vending http://vendinginside.ro/2014/03/istoria-aparatelor-de-vending-xv/

[16] Select Vending System, http://www.selecta-vending.ro/ro/

[17] https://en.wikipedia.org/wiki/Vending_machine

[18] Philips Latte Go https://www.philips.ro/content/B2C/ro_RO/experience/ho/coffee/espressoare-automate-philips-lattego.html/?origin=7_700000001642773_71700000028023122_58700003969067202_43700036167157313&gclid=CjwKCAjwmtDpBRAQEiwAC6lm4_tr_KddFengadBnEUx3-CO0znrQRvtEDwsvLQTdXkwJoot-C2iquBoCv6wQAvD_BwE&gclsrc=aw.ds

[19] Philips Latte Go https://www.philips.ro/content/B2C/ro_RO/experience/ho/coffee/espressoare-automate-philips-lattego.html/?origin=7_700000001642773_71700000028023122_58700003969067202_43700036167157313&gclid=CjwKCAjwmtDpBRAQEiwAC6lm4_tr_KddFengadBnEUx3-CO0znrQRvtEDwsvLQTdXkwJoot-C2iquBoCv6wQAvD_BwE&gclsrc=aw.ds

[20] O Fresh Vending machine https://www.ofresh.ro/automate-cafea/?gclid=Cj0KCQjwvdXpBRCoARIsAMJSKqIfwMl5n5CUWFsmJ9zcmeiS4XhGMw9Sscomow5oPJxnmx_ZSQGBpo0aAjYxEALw_wcB

[21] https://en.wikipedia.org/wiki/Vending_machine

[22] https://en.wikipedia.org/wiki/Vending_machine

[23] https://www.candymachines.com/Snack-Machines-Soda-Machines-C14.aspx

[24] VendiPharma http://www.vendipharma.ro/

[25] Universitatea „Transilvania”, Brașov, Bazele sistemelor mecatronice, Adrian Dumitriu, 2006 http://webbut.unitbv.ro/Carti%20on-line/BSM/BSM/subcoperta.pdf

[28] Arduino pentru începători. 20 de proiecte Arduino cu scheme complete si cod sursa integral. Peste 60 de componente Arduino explicate in detaliu. Robofun.ro

[30] How to mechatronics https://www.banggood.com/LM2596-DC-DC-Verstellbar-Step-Down-Schaltregler-Power-Supply-Module-p-88252.html?p=4N130123074053201807&utm_campaign=23074053&utm_content=3312&cur_warehouse=CN

[31] Arduino pentru începători. 20 de proiecte Arduino cu scheme complete si cod sursa integral. Peste 60 de componente Arduino explicate in detaliu. Robofun.ro

[32] How to mechatronics https://www.banggood.com/Spring-RC-360-Degree-Rotation-Robot-Servo-SM-S4306R-p-919271.html?p=4N130123074053201807&utm_campaign=23074053&utm_content=3312&cur_warehouse=CN

[34] Universitatea Tehnica, Cluj, “Mașini sincrone speciale”, motoare pas cu pas http://users.utcluj.ro/~birok/MS/7-Motor_pas_cu_pas.pdf

[35] Universitatea Tehnica, Cluj, “Mașini sincrone speciale”, motoare pas cu pas http://users.utcluj.ro/~birok/MS/7-Motor_pas_cu_pas.pdf

[37] How to mechatronics https://www.banggood.com/TCRT5000-Infrared-Reflective-Switch-IR-Barrier-Line-Track-Sensor-Module-p-1038443.html?p=4N130123074053201807&utm_campaign=23074053&utm_content=3312&cur_warehouse=CN

[40] How to mechatronics https://www.banggood.com/10pcs-Micro-3Pins-Limit-Long-Roller-Lever-Contact-Switch-SPDT-AC125250V-15A-p-1156936.html?p=4N130123074053201807&utm_campaign=23074053&utm_content=3312&cur_warehouse=CN

[42] Arduino pentru începători. 20 de proiecte Arduino cu scheme complete si cod sursa integral. Peste 60 de componente Arduino explicate in detaliu. Robofun.ro

[43] Arduino pentru începători. 20 de proiecte Arduino cu scheme complete si cod sursa integral. Peste 60 de componente Arduino explicate in detaliu. Robofun.ro

[44] How to mechatronics https://www.banggood.com/Geekcreit-3D-Printer-A4988-Reprap-Stepping-Stepper-Motor-Driver-Module-p-88765.html?akmClientCountry=RO&p=4N130123074053201807&utm_campaign=23074053&utm_content=3312&cur_warehouse=CN

[45] Atu Tech, https://www.a2t.ro/accesorii-supraveghere/sursa-alimentare-in-comutatie-12v-10a-stabilizata.html

[46] Mecanica clasica, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, Iași, 8 ianuarie 2007, Dumitru Luca, Cristina Stan http://newton.phys.uaic.ro/data/pdf/Mecanica_clasica.pdf

[47] Arduino pentru începători. 20 de proiecte Arduino cu scheme complete si cod sursa integral. Peste 60 de componente Arduino explicate in detaliu. Robofun.ro

[48] Arduino pentru începători. 20 de proiecte Arduino cu scheme complete si cod sursa integral. Peste 60 de componente Arduino explicate in detaliu. Robofun.ro

[51] Arduino pentru începători. 20 de proiecte Arduino cu scheme complete si cod sursa integral. Peste 60 de componente Arduino explicate in detaliu. Robofun.ro

[61] Universitatea Tehnica, Cluj, curs Introducere in Arduino https://ftp.utcluj.ro/pub/users/peculea/CAN/Laboratoare/Introducere%20Arduino/Introducere%20Arduino.pdf

[62] https://datasheetspdf.com/pdf-file/928661/MotionKing/17HS4401/1

[63] http://www.qreferat.com/referate/mecanica/Motorul-pas-cu-pas939.php

ANEXE

Anexa 1

//Poziția verticală de start

DigitalWrite (dirPinVertical, HIGH);

// Setarea motorului să se deplaseze într-o anumită direcție

While (true) {

If (digitalRead(microSwitchV)==LOW) {

//Dacă micro-switch-ul este apăsat, mișcați platforma puțin în sus și ieșiți din bucla de timp

MoveUp (70);

Break;

}

//Mutați liftul în sus până când micro-switch-ul este apăsat

DigitalWrite (stepPinVertical, HIGH);

DelayMicroseconds (300);

DigitalWrite (stepPinVetical, LOW);

DelayMicroseconds (300);

}

//Poziția orizontală de pornire

DigitalWrite (dirPinHorizontal, LOW);

While (true) {

If (digitalRead (microSwitchH)==LOW) {

MoveLeft (350);

Break;

}

DigitalWrite (stepPinHorizontal, HIGH);

DelayMicroseconds (300);

DigitalWrite (stepPinHorizontal, LOW);

DelayMicroseconds (300);

}

Programul principal începe cu afișarea pe ecranul LCD a textului : “Introduceți moneda!” . Apoi intrăm în void loop. Odată ce se introduce o monedă și aceasta trece pe lângă senzorul de proximitate, starea logică de la pinul detectorului de monede va scădea în LOW și, în acest caz, vom ieși din bucla de timp folosind instrucțiunea break.

Anexa 2

.

//Se așteaptă introducerea monedei

While(true) {

If (digitalRead(coinDetector)==LOW) {

//Dacă este detectată o monedă, se iese din bucla de timp

Break;

)

}

Apoi imprimăm mesajul „Selectați produsul 1, 2, 3 sau 4” și intrăm în altă buclă.

//Se așteaptă selectarea unui produs prin apăsarea unuia dintre cele patru butoane

While (true) {

If (digitalRead(button1) ==LOW) {

ButtonPressed = 1;

Break;

}

If (digitalRead (button2) ==LOW) {

ButtonPressed = 2;

Break;

}

If (digitalRead (Button3) ==LOW); {

ButtonPressed = 3;

Break;

If (digitalRead (button 4) ==LOW) {

ButtonPressed = 4;

Break;

)

}

Această buclă de timp așteaptă să fie apăsat unul dintre cele patru butoane. După ce se întâmplă acest lucru se iese din bucla de timp si pe ecranul LCD se va afișa textul:”Se livrează!”.

Acum, în funcție de butonul apăsat, executăm unul din cazurile din instrucțiunea switch. În cazul în care am apăsat primul buton, liftul va începe să se deplaseze folosind funcția personalizată "moveUp ()".

Anexa 3

Switch (ButtonPressed) {

Cazul 1:

//Mutați liftul în locația 1

MoveUp (4900);

//Ridicați 4900 de pași (Notă: motorul pas cu pas este setat în rezoluția de trimestru)

Delay (200);

MoveLeft (1700);

//Mutați la stânga 1700 pași

Delay (300);

//Rotiți arcul elicoidal, descărcați produsul selectat

Servo1.writeMicroseconds(2000);

//Rotație

Delay (950);

Servo1.writeMicroseconds(1500);

/Stop

Delay (500);

//Mutați liftul înapoi în poziția de pornire

MoveRight (1700);

Delay (200);

MoveDown (4900);

Break;

}

Această funcție face ca motorul pas cu pas să se deplaseze pe o anumită direcție cu exact numărul de pași introduși ca și argument.

Anexa 4

Void MoveUp (int steps) {

DigitalWrite (dirPinVertical, LOW);

For (int x=0; x< steps; x++) {

DigitalWrite (stepPinVertical, HIGH);

DelayMicroseconds (300);

DigitalWrite (stepPinVertical, LOW);

DelayMicroseconds (300);

}

Driverul pentru motorul pas cu pas, A4988, a fost setat să funcționeze în rezoluție de un sfert de pas, iar după unele măsurători am ajuns la concluzia că este nevoie de 4900 de pași pentru ca liftul să ajungă în poziția superioară. Într-un mod similar deplasăm liftul spre stânga până ajunge la numărul locației 1.

Anexa 5

Imediat după aceea acționăm motorul de rotație continuă pentru 950 de milisecunde, astfel încât arcul elicoidal să facă un ciclu complet.

//Rotiți arcul elicoidal, descărcați elementul selectat

Servo1.writeMicroseconds(2000);

//Rotație

Delay (950);

Servo1.writeMicroseconds(1500);

//Stop

Folosind funcțiile personalizate moveRight () și moveDown (), aducem liftul în poziția de pornire. În același mod, putem descărca oricare din cele patru produse.

La sfârșit imprimăm mesajul „Produs livrat!”.