華夫餅機(jī)器人開(kāi)源硬件

描述

廚房正在發(fā)生變化，融入更多的機(jī)器人流程，讓生活變得更加簡(jiǎn)單和高效。該按鈕指示用戶是否想制作華夫餅、用戶是否噴了鍋、是否合上了蓋子以及用戶何時(shí)收到華夫餅。

該系統(tǒng)使用三個(gè)主要組件：

• MSP 430
• 橙色PI
• 阿杜諾

MSP430 微控制器控制機(jī)器人的狀態(tài)，并通過(guò) I2C 將此信息發(fā)送到 OrangePI。它從 OrangePI 接收數(shù)據(jù)，指示華夫餅何時(shí)完成烹飪。MSP430 還控制華夫餅熨斗的旋轉(zhuǎn)。

OrangePI 處理相機(jī)數(shù)據(jù)，從 MSP430 接收華夫餅狀態(tài)，計(jì)算反向運(yùn)動(dòng)學(xué)并將角位置命令發(fā)送到 Arduino。從相機(jī)數(shù)據(jù)中收集綠色像素的數(shù)量，以指示華夫餅是否已完成烹飪。由于光照波動(dòng)，綠色像素?cái)?shù)是 20 張圖像的平均值。然后將該平均值與之前的平均值進(jìn)行比較。如果讀數(shù)有很大差異，則表明 LED 已打開(kāi)。如果計(jì)算到足夠多的綠色像素（并且華夫餅已經(jīng)烤了至少 90 秒），則華夫餅已經(jīng)完成烹飪并被旋轉(zhuǎn)到其原始位置以供移除。

由于 OrangePI 具有最強(qiáng)的計(jì)算能力，它用于計(jì)算反向運(yùn)動(dòng)學(xué)代碼并通過(guò) I2C 將角位置數(shù)據(jù)發(fā)送到 Arduino。根據(jù)從 MSP430 接收到的華夫餅狀態(tài)發(fā)送不同的命令。Arduino 然后將這些命令發(fā)送到 Sainsmart 機(jī)器人手臂中的伺服電機(jī)。

花在這個(gè)項(xiàng)目上的大部分時(shí)間都集中在設(shè)置 I2C 通信、解決連接問(wèn)題以及校準(zhǔn)機(jī)器人代碼上。松散的電線、多個(gè)逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)解決方案、伺服電機(jī)齒輪的退化以及伺服電機(jī)扭矩能力的計(jì)算是該項(xiàng)目面臨的最大問(wèn)題。當(dāng) I2C 通信失敗時(shí)，通常是由于電路板上的電線松動(dòng)造成的。有時(shí)，機(jī)器人手臂會(huì)被編程為移動(dòng)通過(guò)具有多個(gè)解決方案的點(diǎn)，從而導(dǎo)致手臂以不希望的方式移動(dòng)。這是通過(guò)降低速度和稍微改變路徑來(lái)解決的。經(jīng)過(guò)多次迭代，兩個(gè)微型伺服電機(jī)中的齒輪出現(xiàn)了劣化。替換件必須稍作修改（鉆螺絲孔），但比原來(lái)的要好得多。

對(duì)于可用于該項(xiàng)目的伺服電機(jī)，使用伺服電機(jī)提升華夫餅熨斗需要的扭矩太大。因此，抬起華夫餅熨斗和取出華夫餅的任務(wù)就交給了用戶。此外，機(jī)械臂舉起 2 小杯面糊，以盡量減少扭矩。

對(duì)于此項(xiàng)目的未來(lái)迭代，建議使用更強(qiáng)大的伺服電機(jī)來(lái)自動(dòng)打開(kāi)/關(guān)閉華夫餅熨斗，以及自動(dòng)放置/倒出杯子和面糊的系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)可以更好地組織起來(lái)，讓用戶更好地觸及面糊杯放置位置和按鈕。