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物联网课程系列:DIY自动零食贩卖机

Arduino 少儿编程 3288浏览 0评论

 

物联网课程系列:DIY自动零食贩卖机

 

DIY一台零食贩卖机与兑币机,可以放在教室或工作间里,是一个蛮实用的动手主题,所需时间大约2周左右。

材料

兑币机:

Arduino UNO微控制板(1

LED矩阵,8×81

按钮,1×51

RFID传感器(1

步进马达(1

步进马达驱动板(1

木板,厚3mm1

镜面压克力,厚3mm1

透明压克力,厚3mm1

螺丝和螺帽数个

磁铁用来吸附在黑板上

自动贩卖机:

Arduino MEGA微控制板(1

微动开关,长柄(1

微动开关,附按钮(8

步进马达(8

步进马达驱动板(8

LED5mm,白(10

LED矩阵,8×81

木板,厚3mm3

透明压克力,厚3mm4

荧光色压克力,厚3mm1

电源供应器,12V10A

扁平电缆

工具

手电钻

烙铁与焊锡

雷射切割机

热风枪

攻牙扳手

安装好Arduino IED的计算机

制作兑币机

步骤1

用雷射切割机切割出部件,所有板材皆使用3 mm厚度的板材,切割的图案可以依个人设计。轨道部分是以直径3 0 mm的代币为标准,若代币尺寸不同,图档的轨道须自行变更。

步骤2

组合木板与镜面压克力,最外层的透明压克力先不要装上,因为要先把步进马达与压克力旋转片锁上木板。我刚好买到2.5 mm厚的压克力来制作代币,所以可以顺利地通过3 mm厚度的压克力轨道;但你也以可在镜面压克力与木板中,加一些垫圈增加轨道的厚度,让代币可以顺利通过(下图)

物联网课程系列:DIY自动零食贩卖机

步骤3

 

焊接上按钮、RFID传感器、步进马达驱动板、8×8 LED矩阵,并装到定位(如下图所示)。最好先个别测试电路与组件有无问题,再进行焊接。

 

物联网课程系列:DIY自动零食贩卖机

 

步骤4

将最外层的透明压克力用螺丝与螺帽锁上(下图)。因为担心板材间空隙太大会让代币卡住,所以用了一堆螺丝跟螺帽。拆板子是个大工程,所以请确认所有零件安装完毕再将外层压克力锁上。

 

物联网课程系列:DIY自动零食贩卖机

 

步骤5

将专题程序代码上传到 ArduinoUNO,可至https://github.com/kobebeefg/Coin-Changer下载,其中的RFID数据是设定我的个人识别证,确认身分后即可感测按钮;每个按钮分别对应不同数字,会显示在 8×8矩阵上,步进马达每旋转1/8圈会释放一枚硬币。

步骤6

代币使用直径30mm的圆形压克力制作。图案部分我在双面都有做雕刻,你可以换成自己喜欢的图样(下图)。

 

物联网课程系列:DIY自动零食贩卖机

 

诀窍:雕出图案可以让代币不会因为水气吸附在轨道,造成卡住,所以代币表面的凹凸纹路非常重要!

步骤7

最后将这片压克力后面黏上磁铁,吸附在工作室的黑板上,并使用桌面计算机的USB孔做为电源供应。使用 RFID感应后,就可以将按钮压下, 8×8矩阵会显示按下的数字,并且旋转步进马达。每释放一枚硬币就会将8×8矩阵的数字减少,直到将设定的硬币落下完毕,就会重新开始侦测RFID(下图)。

 

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制作自动贩卖机

步骤1

用雷射切割机在材料上切割出部件,木板与压克力皆使用 3 mm厚度。

步骤2

8组步进马达与驱动模块锁到木板上。我使用的步进马达是最便宜的,但后来发现放大一点的零食容易卡住无法动弹;所以如果要放较重或是较大的零食,须换成更大的步进马达(下图)。

 

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步骤3

将零食轨道组合,这个轨道的长度刚好可以放4个零食,宽度设定 3种不同尺寸,若要将轨道加长就有可能因为摩擦力太大,转不动的状况发生,前面斜一边是让零食能准确掉落所设计的斜度(下图)。

 

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步骤4

原本想用硬的金属制作出螺旋弹簧,就像真的自动贩卖机一样;但是尝试过几次发现没办法做出完美的曲线,曲线不顺畅会影响到摩擦力。最后我选择使用热风枪吹软压克力来制作。一边小心加热压克力、一边将其绕上并一个直径 42 mm的卫生纸卷(下图)。卫生纸卷上面可以画线做记号,方便对齐每圈弹簧的间距。

 

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步骤5

组合所有的压克力与弹簧,在压克力与马达衔接处使用攻牙扳手切削出M3螺纹,好使用螺丝确实进行固定(下图)。

 

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步骤6

焊接8组按钮。这是个大工程,而且我的按钮必须绕到机器前端,所以使用了很长一把电线来制作(下图)。

 

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诀窍:彩虹扁平电缆是个好东西,可以让你快速辨认按钮的顺序。

步骤7

接着要将整体组装起来。先组装机壳,平台倾斜10度主要的目的是让零食掉落可以顺畅一些,也可以减缓马达旋转的阻力。

步骤8

接着组装投币孔与侦测器,投币孔使用与硬币兑换机一样的轨道,绕一个小S型让投硬币的感觉比较有趣(下图);轨道尾则安装微动开关,用来侦测硬币落下。

在这里我并没有做任何防伪设计,这个就作为延伸问题留给读者。

 

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步骤9

然后将主体放在机壳上,并安装按钮。将按钮的电线绕着机壳内部藏到后头,视觉上看起来会更美观(下图)。

 

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步骤10

将程序刻录到Arduino MEGA(可至github.com/kobebeefg/Vending-Machine下载),并在黏住所有板材前,确认零件都没出问题,按钮的编号与马达的顺序也没搞错。

实际进行测试,将每个马达转动所需的花费修改到程序代码内,并在上方安装8×8 LED矩阵与5mm LED(下图)。

 

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步骤11

制作价目表,此价目表的设计可以让我日后更改价格,下方的缺口可以让5mm LED刚好卡住。

步骤12

最后加上有着活页门的压克力外壳(好让我可以时常「补货」,随时填饱学生的肚子),再在不同宽度上放上不同大小包装的零食,一台不输给外面贩卖机的迷你自动贩卖机就完成了!

 

物联网课程系列:DIY自动零食贩卖机

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完整制作过程可以参考以下视频。

 

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