21. augusta 2025

Vitajte v našom komplexnom návode na vytvorenie vlastného pick and place stroja pomocou Arduina! Tento projekt je ideálny pre hobbyistov, domácich majstrov a všetkých, ktorí sa zaujímajú o automatizáciu, robotiku alebo elektroniku. V tomto príspevku na blogu vás prevedieme celým procesom, od potrebných súčiastok až po naprogramovanie systému Arduino na presné pohyby. Pripravte sa na to, že sa do toho môžete ponoriť!

Čo je stroj Pick and Place?

Stroj na vyberanie a umiestňovanie je typ robotického zariadenia, ktoré sa používa na presné premiestňovanie predmetov z jedného miesta na druhé. Tieto stroje, ktoré sa bežne používajú vo výrobných a montážnych linkách, môžu vyberať komponenty zo zásobníka a umiestňovať ich na dosku plošných spojov (PCB) alebo na iné určené miesta. So zostavou poháňanou systémom Arduino si môžete doma prispôsobiť, majstrovať a naučiť sa viac o automatizácii.

Požadované komponenty

Na zostavenie vlastného zariadenia Arduino pick and place budete potrebovať tieto komponenty:

  • Arduino UNO alebo Mega
  • 4 krokové motory (bežná voľba je NEMA 17)
  • Ovládače krokových motorov (A4988 alebo DRV8825)
  • Napájanie 5 V
  • Mechanický rám (hliníkové výlisky alebo drevo)
  • Chápadlo/koncový efektor (môžete použiť servo alebo si vytlačiť 3D dizajn na mieru)
  • Rozvodové remene a remenice pre pohyb motora
  • Koncové spínače na detekciu polohy
  • Vodiče a konektory
  • Voliteľné: infračervené alebo ultrazvukové snímače vzdialenosti

Montáž krok za krokom

1. Návrh mechanického rámu

Začnite návrhom rámu stroja. Rozmery budú závisieť od vášho pracovného priestoru a veľkosti komponentov, ktoré plánujete použiť. Vo všeobecnosti platí, že štvorcové alebo obdĺžnikové usporiadanie poskytuje dobré pokrytie.

2. Namontujte krokové motory

Umiestnite krokové motory do rohov rámu. Tie budú ovládať osi X a Y. Na pevné upevnenie motorov použite vhodné montážne konzoly.

3. Nastavenie koncového efektora

Koncový efektor je v podstate ruka vášho stroja. Bez ohľadu na to, či používate servomotor alebo špeciálne navrhnuté chápadlo, pripevnite ho k osi Z, aby ste umožnili vertikálny pohyb. Uistite sa, že dokáže efektívne zdvihnúť a umiestniť predmety bez toho, aby ich zhodil.

4. Inštalácia rozvodových remeňov a kladiek

Pre osi X a Y nainštalujte časovacie remene pripojené k krokovým motorom, aby sa mohli pohybovať horizontálne a vertikálne. Uistite sa, že napätie je správne, aby nedošlo k prekĺznutiu.

5. Pripojenie koncových spínačov

Do rohov by sa mali pridať koncové spínače, aby stroj vedel, kedy dosiahne svoje mechanické limity. Zabráni sa tak nekonečnému chodu motorov a možnému poškodeniu stroja.

6. Zapojenie komponentov

Po zostavení hardvéru je čas pripojiť všetko k Arduinu. Podľa schémy pripojte krokové motory k ich príslušným ovládačom a potom k Arduinu. Nezabudnite správne pripojiť napájanie, aby ste nepoškodili svoje komponenty.

Programovanie Arduina

Teraz, keď máte hardvér na mieste, je čas naprogramovať Arduino. Budete používať AccelStepper knižnica na ovládanie krokových motorov pre plynulejšie zrýchľovanie a spomaľovanie. Tu je ukážka kódu, ktorá vám pomôže začať:

    
    1TP5Vrátane

    // Definujte typ rozhrania motora
    #define motorInterfaceType 1

    // Vytvorenie inštancie krokových motorov
    AccelStepper stepperX(motorInterfaceType, stepPinX, dirPinX);
    AccelStepper stepperY(motorInterfaceType, stepPinY, dirPinY);

    void setup() {
        stepperX.setMaxSpeed(1000);
        stepperY.setMaxSpeed(1000);
    }

    void loop() {
        stepperX.moveTo(stepsX);
        stepperY.moveTo(stepsY);
        stepperX.run();
        stepperY.run();
    }

Vo vyššie uvedenom kóde sa uistite, že ste nastavili stepPinX, dirPinX, krokyX, atď., podľa konkrétnej konfigurácie zapojenia a požadovaných pohybov.

Testovanie a kalibrácia

Po naprogramovaní Arduina je čas na testovanie. Začnite s malými pohybmi, aby ste sa uistili, že všetko funguje podľa očakávania. Skontrolujte odozvu, uistite sa, že nevznikajú žiadne zvláštne zvuky alebo trenie, a otestujte funkciu pick and place.

Zlepšenie vášho stroja na vyberanie a umiestňovanie

Keď už máte základy, môžete svoj stroj na vyberanie a umiestňovanie vylepšiť nespočetným množstvom spôsobov:

  • Integrovať kameru pre možnosti počítačového videnia na identifikáciu a lokalizáciu komponentov.
  • Používajte Raspberry Pi na pokročilé spracovanie a algoritmy strojového učenia.
  • Implementujte používateľské rozhranie s tlačidlami alebo dotykovou obrazovkou, aby sa ľahko používalo.
  • Pridajte senzory na vyhýbanie sa prekážkam a zvýšenie presnosti umiestnenia.

Záver

Tento článok sa zaoberal základnými krokmi na zostavenie zariadenia na vyberanie a umiestňovanie poháňaného systémom Arduino. Od výberu komponentov a montáže až po programovanie zariadenia teraz máte vedomosti na vytvorenie projektu, ktorý je nielen funkčný, ale aj prispôsobiteľný pre budúce vylepšenia. Prijmite svet automatizácie a užite si proces budovania a inovácií!