D4E1 - Bricolatge - Tecnologia d'assistència: "Ajuda a escala 2018": 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Veronique és una dona de 36 anys que treballa a "Het Ganzenhof" per la seva síndrome congènita (Rubinstein-Taybi). Aquí assumeix la tasca d’ajudar a dur a terme receptes pesant quantitats. Aquest procés sempre l’ha realitzat el nostre client amb l’ajut d’una bàscula de cuina normal. Aquesta bàscula de cuina comporta diversos problemes perquè la Veronique no sap cap número ni lletra, no sap llegir i té els dits engrossits com a conseqüència de la seva síndrome. Per això, el nostre client sempre va necessitar una ajuda de tercers durant aquest procés. Per tant, la demanda de crear una ajuda a la bàscula que permeti a Veronique pesar les quantitats de forma autònoma va sorgir del propi entorn.

Al llarg del projecte, ens vam centrar a crear una nova escala que es pugui utilitzar a la cuina. A partir de la nostra anàlisi, vam concloure que hi ha d’haver almenys 3 elements per garantir que es pugui utilitzar una bàscula, a saber: un botó On / Off, un botó Tara i una pantalla per determinar quant s’ha pesat ja. Especialment, aquest últim va ser un repte dins del projecte perquè el nostre client té una edat mental inferior. Finalment, vam decidir utilitzar símbols d’il·luminació (fletxa vermella cap amunt - polze verd - fletxa vermella cap avall) al nostre prototip 1.9 final per indicar quant s’ha pesat ja.

Pas 1: materials i eines

En aquest pas parlarem de tots els materials que hem utilitzat.

Nota: alguns coneixements sobre la impressió 3D i la programació Arduino són útils …

MATERIALS

CAIXA

• 2 x fulls de poliestirè de 2 mm (600 x 450 mm)
• full de PMMA transparent de 2 mm (15 x 30 mm)
• Full de PVC Forex de 10 mm (15 x 50 mm)
• adhesiu o adhesiu negre (50 x 50 mm)
• adhesius vermells i verds
• 6 cargols csk M3,5x12
• 2 cargols autorroscants M2.5x35 csk
• 6 cargols i femelles M3x12
• amortidors autoadhesius
• Filament d'impressora 3D PLA o PET-G
• CA cola
• Cola UV

ELECTRONNICA

• Arduino Nano
• mini cable USB
• Cèl·lula de càrrega + superfície de pes del vidre (5 kg)
• HX-711
• 6 leds WS2812b de 5V
• Endoll
• Adaptador de corrent de 5V
• 16x2 I²C lcd
• Codificador rotatiu
• polsador gran
• gran interruptor rotatiu
• passadors de capçalera femenins
• cables dupont femella - mascle
• 3 x 10K resistències
• Resistència de 220 ohm
• Condensadors de 3 x 1nf
• Fusible de 500 mA
• Tauler de perf
• Alguna soldadura
• Alguns cables prims

EINES

• Impressora 3D (creality CR-10)
• pistola de calor o hotwire
• tisores i ganivet de Stanley
• regle de ferro
• soldador
• serra circular o serra de cinta
• trepant de taula
• serra de 22 i 27 mm
• broca sense fil + joc de broca
• una mica de paper de vidre (240 gra)

Pas 2: peces impreses en 3D

Per a les parts impreses en 3D necessitareu un llit gran (Creality cr-10 300x300 mm) per imprimir els laterals d'una sola vegada. També podeu tallar-los en parts més petites i enganxar-los amb cola CA, però per obtenir una força òptima es recomana imprimir-lo d'una sola peça.

El filament preferit a utilitzar és el PET-G i, com a segona opció PLA, tots dos són segurs per a l'alimentació, però el PET-G és més resistent i resistent a la calor o a la llum solar directa.

Haureu d’imprimir:

1 x cara 1

1 x cara 2

2 x fletxa indicadora

1 x indicador polzes amunt

1 x suport LCD

2 espaiadors de botons

1 adaptador de bàscula

6 insercions de cargol

Es recomana imprimir a una alçada de capa de 0,2 mm i amb suports per als indicadors, totes les altres parts es poden imprimir sense suports.

Pas 3: electrònica i programari

Explicació de l'electrònica usada

Per a l’electrònica hem utilitzat un Arduino Nano per la seva petita mida. El xip amplificador de cèl·lules de càrrega HX 711 està connectat a una cèl·lula de càrrega nominal de 5 kg recollida en una bàscula de cuina econòmica. La tira led de 5V ws2812b 60 leds / m s’utilitza per indicar la quantitat al nostre pacient, es talla en 3 peces de 2 leds. A continuació, hem utilitzat un botó de telemecanique i un interruptor rotatiu amb els blocs de connexió com a botó de tara i un interruptor d’encès / apagat. El lcd de 16x2 I²C s’utilitza per indicar la configuració del pes ajustable i el pes real mesurat. S'utilitza un codificador rotatiu per ajustar el pes ajustable i restablir-lo a zero si cal. Tot s’alimenta d’un adaptador de paret de 5V 500mA amb l’endoll corresponent.

Connexions

Per evitar un embolic de cables, com en els prototips anteriors, hem utilitzat pins de capçalera femenins i cables dupont (mascle - femella) per connectar tots els botons i sensors a l'Arduino. Si alguna cosa es trenca, es pot solucionar fàcilment a causa del disseny modular.

HX 711

• VDD va a 3,3V
• VCC va a 5V
• Les dades van a D2 de l’Arduino
• El rellotge va a la D3 de l’Arduino
• Gnd va a terra

Cel·la de càrrega => HX 711

• El vermell passa al vermell
• negre a negre
• blanc a blanc
• verd / blau a verd / blau

Tira de led

• + va a 5V
• Les dades van al D6 de l’Arduino amb una resistència de 220 ohm entre ells
• - va a terra

Botó Tara

• + va a 5V
• - va a D10 amb una resistència de 10K cap amunt a terra

Endoll

• + passa a l'interruptor On / Off amb un fusible de 500 mA
• - va a terra
• Un condensador 100nF paral·lel al + i -

Interruptor rotatiu d'encès / apagat

• una cama va a l’endoll amb el fusible
• l’altra pota va al 5V

Codificador rotatiu

• Gnd va a terra
• + va a 5V
• SW va a la D11 a l’Arduino
• DT va a D8 de l'Arduino amb una resistència de 10K entre si i un condensador de 100nF connectat a terra
• CLK va a D9 de l'Arduino amb una resistència de 10K entre si i un condensador 100nF connectat a terra

LCD de 16x2 I²C

• SCL va a A5 a l'Arduino
• SDA passa a A4 a l'Arduino
• VCC va a 5V
• GND va a terra

Programari

Hem utilitzat l'IDE Arduino per programar tot …

Per calibrar la cel·la de càrrega, haureu de carregar primer l'esbós de calibratge al vostre Arduino. És més fàcil calibrar la cel·la de càrrega si utilitzeu un objecte amb un pes conegut.

Un cop conegut el factor de calibratge, ajusteu-lo al codi final de l'escala i carregueu-lo al Nano …

S'afegeix més informació als comentaris del codi, un cop s'hagi penjat la part de codificació.

Pas 4: Preparació de l'assemblea PART 1

TALLAR I PLEGAR LES FULLS PS

Tallem els fulls segons els plànols que es mostren més amunt, hem utilitzat un tallador de caixes i una regla de ferro per tallar les vores rectes.

Nota: una cisalla de xapa també funciona per tallar les fulles.

Per als forats, hem utilitzat una broca petita per perforar i una serra de 22 i 40 mm muntada a la taula amb algunes pinces per perforar els forats més grans.

Esmeneu amb una mica de grana 240 si cal.

Per a les superfícies plegables, tallem lleugerament al llarg de la línia i escalfem la zona amb un filferro adaptat i una plantilla amb un angle de 120 °. Això crea plecs agradables i nets. Podeu utilitzar una pistola de calor per plegar els fulls, però heu de tenir cura de les arrugues i el sobreescalfament del plàstic.

TALLAR LES MARQUES DE L’INDICADOR ACRÍLIC

Hem utilitzat una serra de 27 mm sense la broca central a la broca de taula per fer les esferes.

Esborreu les arestes i tingueu cura de no tallar-vos.

Per últim, feu que l’acrílic transparent quedi més ennuvolat polint les superfícies amb 240 gra.

TALLAR I PEGAR EL FOREX PVC

Hem utilitzat els fulls Forex per fer una base sòlida per a la cel·la de càrrega i un suport de muntatge per a la PCB i els leds.

Talleu els fulls de 10 mm de gruix segons els esbossos anteriors i enganxeu-los amb cola CA.

Feu un petit sagnat a la peça de 40 x 40 mm per adaptar-la a la cel·la de càrrega.

Feu els forats segons la vostra cel·la de càrrega i el suport del PCB.

PS SNAP HOOKS

Feu 8 ganxos petits enganxant una peça de 10 x 10 mm de full de 2 mm PS a una peça de 10 x 15 mm amb cola CA. Espacieu-los uniformement a través del costat llarg de la closca PS (tercer dibuix). Dos per costat a la superfície superior i un a cadascuna de les superfícies laterals plegades. Enganxeu-los al lloc a uns 4 mm de la vora.

Pas 5: Preparació de l'assemblea PART 2

Muntatge del suport LCD

Tallar una peça d’acrílic segons els contorns del suport LCD. Practicar 2 forats a cada costat a prop de la vora i a través de l’acrílic i el mateix suport. Munteu el lcd al suport del lcd mitjançant cargols i femelles de 4 x M3. A continuació, munteu el suport d’acrílic i lcd amb lcd a la peça lateral mitjançant 2 perns de capçal pla M3 i assegureu-los amb una femella.

Forats de la placa inferior

Enganxeu les insercions del cargol als costats inclinats de la carcassa superior i espaieu-les per igual. Ara alineeu la carcassa superior amb els laterals i la placa base i traqueu els forats fins a la placa base. Ara treieu-los amb una broca de 2 mm i xamfraneu-los a la superfície exterior. Feu el mateix amb el suport del suport del PCB.

Enganxar l’anell de la placa adaptadora

Enganxeu l’anell de l’adaptador al llit de pes de vidre de la bàscula amb cola UV. Alineeu-lo amb els retalls cap als forats indicadors. Assegureu-vos que l’anell estigui lleugerament inclinat per fer-lo al mateix nivell que l’escala, cosa que es deu a la flexió de la cel·la de càrrega.

Pestanyes per enganxar la superfície de pesatge

Feu 8 llengüetes de 7 x 3 mm de PS i enganxeu-les al 2. El següent pas és enganxar-les a la superfície de pesatge; aquestes han d’estar alineades amb els retalls de l’anell de la placa adaptadora en 4 punts. Això és necessari per assegurar la superfície de pesatge a la bàscula.

Pintar els indicadors impresos en 3D

Per evitar que els indicadors impresos en 3D absorbeixin la llum, els hem pintat l'interior de plata perquè reflecteixin la llum dels leds.

Pas 6: Muntatge

1. Muntar el PCB al suport i fixar-lo mitjançant els 2 cargols M3.5x12
2. Enganxeu la base de la cel·la de càrrega, el suport del PCB i el suport del led al seu lloc
3. Connecteu-ho tot al PCB segons l’esquema de Fritzing
4. Muntar-ho tot al seu lloc:

El botó Tara de la superfície superior amb el separador de botons entre si i fixat amb el cargol del suport

L'interruptor On / Off utilitza el mateix procediment, però al lateral amb la peça del suport LCD

Enganxeu els leds al suport del led.

El codificador rotatiu a la part lateral amb una femella i una arandela per assegurar-lo i fixar el pom a l’eix

A l’altra peça lateral, afegiu el tap d’alimentació i treballeu si cal, fixeu-lo amb la femella indicada

Per fi, fixeu la cel·la de càrrega a la base i assegureu-vos que estigui plana

5. Empreneu els indicadors de marcatge pels forats i engraneu-los si cal, premeu les lents acríliques sobre els indicadors

6. Feu lliscar els costats sobre la placa base i col·loqueu la carcassa superior al lloc

7. Cargoleu el 8 M3.5x12 a la placa base que fixa la carcassa superior i el suport del PCB

8. Afegiu els amortidors adhesius de goma a la part posterior de la placa base als punts de flexió més crítics

9. Enfileu la superfície de pesatge del vidre i l'anell de l'adaptador a la cel·la de càrrega

10. Afegir la superfície de pesatge i alinear-la amb els retalls

El muntatge està fet!

Pas 7: Resultat

L’ajut a l’escala va permetre a Veronique pesar els ingredients per ella mateixa.

Aquests indicadors li permeten comprendre què passa quan augmenta de pes. Els conserges poden ajustar i restablir l'import, amb un manual d'instruccions i una mica de pràctica que pot fer aquestes tasques totalment independents. Es tracta d’una gran millora respecte al procediment de pesatge que es va trobar amb anterioritat.

weegschaalhulp2018.blogspot.com/

Un agraïment especial a: Veronique i "Het Ganzehof"

Projecte realitzat per: Fiel C., Jelle S. i Laurent L.