描述

介紹

在學(xué)期開始時(shí)，我的 ENGI 301 班被分配了一個(gè)項(xiàng)目。當(dāng)我們超出預(yù)期和評(píng)分以及所有有趣的事情時(shí)，一個(gè)想法閃過(guò)我的腦海：“我今天早上吃藥了嗎？” 那時(shí)我知道我的項(xiàng)目會(huì)是什么。我和許多其他人一樣，每天服用藥物。擔(dān)心您是否服用了藥片，或者是否服用了適量的藥片，可能會(huì)分散注意力：請(qǐng)參閱我在課堂上的經(jīng)歷。所以我決定做一個(gè)項(xiàng)目來(lái)確保你服用你的藥片，并提醒你是否服用過(guò)它們。

概述

PocketBeagle 藥物分配器由一個(gè)激光切割的木箱組成，里面裝有一條傳送帶，上面有七個(gè)藥盒（一周中的每一天一個(gè)）。前面有一個(gè)切出的分配區(qū)域，側(cè)面有一個(gè) IR 斷梁系統(tǒng)。當(dāng)您將手伸入分配區(qū)域（并斷開紅外光束）時(shí)，伺服電機(jī)將向前移動(dòng)傳送帶并將藥盒中的內(nèi)容物放入您的手中。該系統(tǒng)僅在今天未分配藥片的情況下才會(huì)分配藥片。一旦所有的藥丸都被分配了，它會(huì)自動(dòng)倒帶以便于重新填充。

功能性

當(dāng)你把手伸進(jìn)去時(shí)，傳送帶向前移動(dòng)。如果您在 10 秒后再次執(zhí)行此操作，傳送帶將再次向前移動(dòng)。

如果您在上次嘗試后 10 秒內(nèi)嘗試伸手，則安全帶不會(huì)移動(dòng)，并且您會(huì)在顯示屏上看到一條消息：“您已經(jīng)服用了今天的劑量。”

當(dāng)所有 7 個(gè)盒子都被清空后，顯示屏將顯示“Time to refill!”，然后傳送帶將向后移動(dòng)，直到盒子回到起始位置。

如果您沒有在 1 分鐘內(nèi)到達(dá)，則會(huì)彈出一條消息，提醒您服藥：

硬件

傳送帶_

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為了制作傳送帶，我剪下了一段 24 英寸以上幾英寸的棘輪帶。然后我把它繞成環(huán)，這樣折疊成一個(gè)環(huán)時(shí)的長(zhǎng)度是 12 英寸，然后用超級(jí)膠水把重疊的末端粘起來(lái)。

安裝傳送帶后，我 3D 打印了 7 個(gè)藥盒。我將魔術(shù)貼條貼在盒子的底部，并在傳送帶上放了更多的魔術(shù)貼條。這些是隔開的，這樣盒子就可以緊密地結(jié)合在一起，每個(gè)盒子之間大約有 1/10 英寸到 1/4 英寸。

注意：我首先嘗試使用實(shí)際的傳送帶材料，但它太僵硬了。即使通過(guò)在前銷釘上添加橡皮筋并在內(nèi)部放置熱膠條來(lái)增加摩擦力，當(dāng)銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它也不會(huì)移動(dòng)。它也不會(huì)伸展到足以平放的程度。另一方面，棘輪帶很輕，不需要很大的力就可以拉緊。

盒子

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為了制作盒子，我使用Makercase為帶有手指關(guān)節(jié)的開頂盒子創(chuàng)建了一個(gè) .SVG 文件。然后我在 Illustrator 中修改了文件，為銷釘添加了孔，并為伺服電機(jī)添加了切口。前片還切出了一個(gè)矩形用于顯示。我將 .ai 文件發(fā)送到激光切割機(jī)，從 1/8 英寸厚的膠合板上切割出盒子的側(cè)面。（注意：如果兩側(cè)松散地結(jié)合在一起，您可能不得不使用切口設(shè)置。）

伺服電機(jī)的安裝方法是使用無(wú)繩電鉆鉆 4 個(gè)導(dǎo)向孔，在電機(jī)孔的角落周圍使用 1/8” 鉆頭，然后擰入 #2 ?” 螺釘。

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將銷釘強(qiáng)力粘合到圓形軸附件上，然后涂上一圈熱膠。

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紅外發(fā)射器和接收器用雙面膠帶安裝在盒子正面的內(nèi)側(cè)。它們被貼在距離盒子底部 3 英寸的地方。

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顯示器安裝在前面的一塊木頭上，類似于電機(jī)，用 #1 ?” 螺絲。（由于接線引起的間距問(wèn)題，前部件留在了盒子外面。）每個(gè)螺釘分別用#2 或#1 六角螺母從內(nèi)部蓋住。

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電子產(chǎn)品

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該項(xiàng)目使用 PocketBeagle 運(yùn)行代碼部分中的 Python 代碼。PocketBeagle 連接到伺服電機(jī)、IR 發(fā)射器和接收器以及 LCD 顯示器。它通過(guò) microUSB 轉(zhuǎn) USB 電纜從計(jì)算機(jī)供電。接線如下：

伺服：

Pocketbeagle 上的棕色 (gnd) 到 gnd

紅色 (5V) 到紅色鱷魚夾（還有黑色鱷魚夾到接地）

橙色（信號(hào)）到 P1_36

注意：伺服可以由 5V 電源軌供電，但有時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)載并導(dǎo)致 PocketBeagle 關(guān)閉。正因?yàn)槿绱耍沂褂昧艘粋€(gè)以鱷魚夾結(jié)尾的 5V 壁式插座電源（就像這個(gè)）。

展示：

顯示器上的引腳 1 -> GND

引腳 2 -> 5V

引腳 3 -> 電位器中間引腳

引腳 4 -> P1_2

引腳 5 -> GND

引腳 6 -> P1_4

引腳 11 -> P2_18

引腳 12 -> P2_20

引腳 13 -> P2_22

引腳 14 -> P2_24

引腳 16、17 或 18 -> GND（切換引腳決定顯示哪種顏色的背光）

對(duì)于 IR 發(fā)射器和接收器，他們每個(gè)人都需要自己的面包板。每個(gè)面包板都有來(lái)自 Pocketbeagle 的 5V 電源和 GND。發(fā)射器的電路有一個(gè) 270 歐姆的電阻器，接收器使用兩個(gè) 68k 歐姆的電阻器，設(shè)置如下圖所示：

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軟件

這個(gè)項(xiàng)目由 PocketBeagle 提供支持，它運(yùn)行在一個(gè) Python 文件上，鏈接在這里。更多關(guān)于代碼的討論可以在我的Github 存儲(chǔ)庫(kù)的自述文件中找到。

未來(lái)的工作

首先，需要清理線路。目前，電線很亂，很難追蹤每根電線的確切位置。現(xiàn)在需要三個(gè)面包板，這會(huì)阻止它安裝在盒子里。此外，顯示器的接線占用了太多的內(nèi)部空間，無(wú)法將其安裝到前面。理想情況下，如果將布線變成PCB，它將大大減少所需的空間，并且所有部件都可以裝在盒子里。

盒子的間距是另一個(gè)問(wèn)題。由于 Velcro 粘在傳送帶上，因此無(wú)法移動(dòng)。此外，帶子經(jīng)常卡在兩端相互折疊的地方。因此，在重新填充后，盒子并不總是排在同一位置 - 有時(shí)其中一個(gè)盒子仍然在底部。最好通過(guò)更改 moveFwd 和 moveBack 函數(shù)以運(yùn)行更準(zhǔn)確的間隔來(lái)解決此問(wèn)題。

IR 組件也可以通過(guò)添加蓋子或防止它們受到環(huán)境光影響的東西來(lái)改進(jìn)。這樣，不必在每個(gè)環(huán)境中更改被視為“被阻止”的閾值。

最后，另一個(gè)改進(jìn)將是改變劑量之間時(shí)間量的能力。代碼當(dāng)前設(shè)置為“天”為 10 秒，而藥丸提醒消息顯示為 60 秒。讓用戶設(shè)置間隔而不必進(jìn)入代碼會(huì)很好。由于這可能需要某種 UI，因此這可能是一個(gè)更進(jìn)一步的想法。