Захотелось мне сделать кухонную безделушку / украшение. Конечно же, с электроникой и интерактивностью.
Идея - дозатор мёда такой, чтобы процесс подачи выглядел как подъём ведёрка из колодца девушкой в русском национальном оформлении.
Устройство
Прямоугольный фанерный корпус, внутри которого расположена банка с мёдом, привод и управляющая электроника.
Сверху на корпусе находится венец колодца, столбы с воротом, фигурка девушки в русском народном костюме и с лампой.
Всё делалось с минимальными затратами.
Реализация
1. Корпус – нарезанная на лазере фанера, верх – зелёный фетр. Деревяшки, образующие столбы и венец колодца - из ближайшего леса.
2. Крышка. Чтобы мёд не стоял открытым и не заветривался, надо сделать крышку. Крышка должна незаметно открываться, позволяя достать мёд. В металлической крышке банки сделал квадратное отверстие, закрываемое откидными крышечками из пластика с уплотнителем по краю, чтобы не было щелей. Тяги от крышечек прикрепил с сервомашинке. Полный ход крышек 90°. Венцом (брёвнами) колодца маскируются открытые крышки.
3. Механизм вращения ворота колодца. Так как кукла чисто декоративная, вращать ворот она не может. После проработки нескольких вариантов кинематики сделал так: деревянный столбик ровно расколот пополам, в нём выбрана сердцевина, на оси ворота шкив. Тонкий ПВХ ремешок внутри столбика от верхнего шкива до редуктора с двигателем «под полом». Непросто было уместить шкив диаметром 11 мм в 14-мм столбик.
4. Контроль вращения. Так как ремень однозначно будет проскальзывать (не нашёл такого мелкого зубчатого, вряд ли есть шириной до 1,5 мм) нужен ещё и контроль оборотов ворота, чтобы ведро не намоталось. В тот же столбик уместил и оптопару ИК светодиод + фототранзистор. Пришлось делать на отражении, для метода пересечения луча - просто нет места.
5. Ведёрко. Тут засада – нет ничего, что само зачёрпывает мёд быстро и надёжно. Мини-ведёрко не переворачивается, перфорированный диск из нержавейки погружается слишком медленно, традиционная булава не тонет. Относительно нормально заработала ловушка-венчик из нержавеющей проволоки 1мм (двойная плоская спираль), она быстро погружается и позволяет вытащить пол-чайной ложки без риска проскальзывания ремешка.
6. Дополнительно сделал функцию ночника, в свободную руку фигурки добавил светильник. Для имитации матового светильника-лампады обрезал кусок стержня для клеевого пистолета, создав объёмный тетраэдр, вставил в рамку из проволочки и вплавил внутрь оранжевый светодиод smd0603.
7. Кнопка запуска процесса. Любые дистанционные способы (на поднесение ложки или др.) портили бы внешний вид, или не подходили для пластиковой ложки / простой демонстрации. Реализовал микрокнопкой, замаскировав её под половинкой «бревна». Получилось незаметно и гармонично.
8. Женская фигурка вырезана из пенопласта (покупная кукла смотрелась бы лучше, но нужен полностью свободный ход рук), нижняя рубаха, платок и сарафан сшиты из кусочков льняных тканей, и немного стоит колом, ну не водится синтетики у реконструктора)). Если буду делать ещё раз, куплю куклу, минискульптор из меня не очень.
Электронная часть
Микроконтроллер Atmega8A. Плата разведена, ЛУТом изготовлена без проблем, деталей мало.
ЛУТ
Драйвер двигателя – микросхема TA7291P, мостовой драйвер с питанием силовой части от 5 В и невысокими потерями.
Двигатель от какого-то CD-плеера, бесшумный.
Датчик оборотов из самодельной оптопары - наверху, внутри столба.
Сервомашинка. Пришлось добавлять реостат по питанию - жрёт много тока.
Схема для измерения тока двигателя, ток измеряется через шунт и усилитель на транзисторе. Используется для оценки пустой/полной банки и для контроля заклинивания двигателя.
Белая подсветка под банкой и оранжевый светильник в руке.
На корпус выведен фоторезистор для контроля внешней освещённости.
Питание от USB сзади корпуса. Эта версия без батарей, но можно их поставить.
Алгоритмы
После нажатия кнопки-бревна открываются крышки банки, их почти не видно за венцом. Включается подсветка банки снизу, свет идёт через мёд в колодце вверх. Вид слегка жутковатый, но можно интерпретировать как
свет от сокровищ))
Сразу после полного открытия крышек вал делает 10 оборотов, поднимая венчик, затем пауза для слива мёда в ложку. Затем отпускание на 0,5 оборота – это такой сигнал, чтобы убрать ложку, затем полное опускание венчика в банку (9,5 оборотов). Крышки закрываются.
Если в процессе работы нажать ещё раз на кнопку, то после опускания венчика крышки не закроются, а после небольшой паузы колодец снова поднимет порцию мёда.
Светильник работает при процессе и в темноте.
Защита по току двигателя не даёт испортить механику при заклинивании, отключая двигатель.
Выводы
В целом, задуманную задачу выполняет – мёд/сгущёнку поднимает и позволяет забрать пол-ложки. мимо не капает, времена пауз самые подходящие.
Дополнительный декоративный свет мне нравится, создаёт мини-подсветку в кухне.
Маскировка электромеханики – как и задумывалось, ничего лишнего не видно.
Из замеченных проблем: редкие проскальзывания ремешка при больших нагрузках, шумный редуктор, значительное трение оси ворота в столбах - там надо бы ставить подшипники, но места нет. Можно попробовать фторопластовые втулки.
Моделька подарена, новых фоток сделать не могу, есть видео.
Спасибо за внимание!
Автор: Affdey
