Собираем наливатор по схеме AlexGyver

Автоматический дозатор напитков или, как его называют, «наливатор» – это устройство, которое разливает напитки по стаканчикам в заданном объёме. Такие электронные бармены быстро обрели популярность. Это неудивительно, ведь наливатор может быть как интересной самоделкой на вашем праздничном столе, так и оригинальным подарком. Их изготавливают и для домашнего использования, и на продажу.

В нашем магазине вы можете приобрести комплект компонентов для сборки наливатора по схеме AlexGyver. Мы решили сами изготовить такое устройство и поделиться с вами нашим опытом.

Выбор материала для корпуса

Здесь, конечно, всё зависит от ваших навыков по работе с тем или иным материалом. В ход идут листовой пластик, оргстекло, фанера. Наиболее доступным и простым в обработке материалом, пожалуй, является фанера. От полимеров её выгодно отличает неповторимый рисунок, который можно подчеркнуть при помощи морилок и лаков. Именно её мы и выбрали для изготовления наливатора.

Какая фанера лучше подойдёт для наших целей? Во-первых, покупая фанеру, обратите внимание на её сорт. Низшим является 4 сорт, он допускает любые производственные дефекты. Тогда как фанера 1 сорта практически не имеет изъянов. Лист фанеры может иметь стороны разной сортности, например, маркировка 2/4 означает, что одна из сторон второго сорта, другая – четвёртого. Нам не принципиален сорт для внутренних сторон наливатора, а вот для внешних предпочтителен сорт повыше.

Также следует заранее определиться с толщиной фанеры. На что она влияет? В нашем случае толщина фанеры 8мм, это позволяет склеивать её торцом без использования шиповых соединений. Но такая толщина фанеры становится минусом, когда требуется установить в ней кнопку или энкодер: длина их резьбы значительно меньше 8мм. Впрочем, это решается путём высверливания в фанере небольшого углубления для устанавливаемого компонента (смотрите на коллаже ниже). При использовании фанеры толщиной 3мм вы не столкнётесь с такой проблемой. Но её уже не получится склеивать торцом. Но, опять же, это не проблема: куски фанеры можно склеить при помощи деревянной рейки, как показано в следующем коллаже справа.

Корпус

Мы решили не усложнять конструкцию наливатора оригинальной формой, и выпилили детали для сборки простого квадратного корпуса:

«Башню» для излива разместим в верхней части посередине. Также её можно разместить в углу – это дело вкуса. Циркулем проводим радиус и намечаем на нём позиции для отверстий. В них будут ставиться стопки. Для сверления используем набор коронок по дереву.

Склеиваем башню столярным клеем. В одной из её стенок высверлены углубления для провода, выходящего из сервопривода. Уже можно прикинуть будущий вид наливатора:

Излив

Здесь нужно продумать, как соединить качалку сервопривода с трубкой излива, в качестве которого мы используем многоразовую коктейльную трубочку. Набор таких трубочек можно купить в Фикспрайсе. Она сделана из нержавеющей стали и отлично подходит для наших целей. Соединить её с качалкой можно при помощи деревянного брусочка: достаточно просверлить в нём отверстие для трубки и приклеить качалку.

Но мы решили немного заморочиться над внешним видом данной детали. В тонкой дощечке сверлим отверстие диаметром 7мм, вставляем в него качалку и обводим её контур карандашом. По этому контуру нужно вырезать углубление для качалки. 5 минут работы скальпелем, и качалка отлично входит в подготовленную для неё полость. Склеиваем всё вместе и придаём нужную форму напильником. В итоге у нас получилась симпатичная деталь:

Второе дно

Второе дно размещается внутри корпуса под отверстиями, которые мы просверлили для стопок. В нём устанавливаются концевые выключатели и светодиоды. Для изготовления второго дна мы взяли тонкую фанерку, наметили отверстия, затем просверлили и выпилили их:

Финишная обработка

Детали корпуса будущего наливатора готовы. Остаётся отшлифовать их и покрыть лаком. Покрытие лаком защитит древесину от влаги. Если вы планируете выполнять покрытие в жилом помещении, то выбирайте лак на водной основе. Такой лак относится к числу экологически безопасных покрытий, быстро сохнет и практически не имеет запаха. В продаже имеются как бесцветные лаки, так и с различными оттенками.

Установка и пайка компонентов

Пора приступить к сборке. Энкодер и кнопку прикручиваем гайками. Дисплей и концевые выключатели очень плотно вошли в подготовленные для них отверстия, нет необходимости фиксировать их клеем. Для светодиодов были высверлены небольшие углубления, в которых они фиксируются парой капель столярного клея. С лицевой стороны заливаем светодиоды термоклеем. Ардуино Нано установлена в специальную стойку, распечатанную на 3D принтере. Для помпы был изготовлен импровизированный деревянный хомут:

Одна часть хомута приклеена внутри корпуса, другая прикручивается к ней саморезами и зажимает помпу.

Соединяем компоненты в соответствии со схемой:

Проводов получается довольно много. Чтобы они выглядели более-менее прилично, собираем их в пучки при помощи термоусадки. В итоге внутренности нашего наливатора имеют следующий вид:

Остаётся подсоединить обратный клапан и трубки, и можно переходить к программной части.

Прошивка и калибровка

Наливатор готов к загрузке скетча. Скачать его можно по ссылке https://github.com/AlexGyver/GyverDrink/

В архиве со скетчем вы найдёте используемые библиотеки. Их следует установить в среду разработки Ардуино. Для этого достаточно скопировать содержимое папки libraries в папку для библиотек Ардуино. Что касается самой среды разработки, автор скетча рекомендует использовать версию 1.8.13, скачать её можно с официального сайта https://www.arduino.cc/en/software. На более старых версиях возможно появление ошибок при компиляции.

После загрузки скетча проверяем работу всех компонентов. Если при вращении ручки энкодера влево значение на дисплее увеличивается, поменяйте в скетче местами номера выводов для CLK и DT (строки 60 и 61). Должно получиться:

#define ENC_DT 9
#define ENC_CLK 10

Или можно перепаять сами провода, не изменяя скетч.

Убедившись в корректной работе всех компонентов, приступаем к калибровке наливатора. Для этого зажимаем кнопку розлива и включаем питание. На дисплее отобразится надпись SErViCE, сообщающая нам о том, что мы находимся в сервисном режиме. Сервомотор займёт своё начальное положение. Устанавливаем трубку излива. Вращая ручку энкодера, подбираем положения, в которых излив будет находиться точно над стопками. При этом угол поворота сервомотора отображается на дисплее. Запоминаем углы для каждого найденного положения и вписываем их в скетче в 43 строке:

const byte shotPos[] = {40, 75, 115, 155, 60, 60};

Теперь нужно замерить время, за которое наливается 50мл. Опускаем трубку в ёмкость с водой, под излив ставим стопку и нажимаем кнопку энкодера. Удерживаем её, пока не потечёт вода. Отпускаем кнопку и выливаем воду обратно в ёмкость. Возвращаем стопку и наливаем воду ещё раз, пока не наберётся ровно 50мл. На дисплее отобразится затраченное время. Вписываем его в скетч в 46 строке:

const long time50ml = 6800;

При необходимости можно изменить и другие параметры в скетче, например, изменить количество стопок или инвертировать направление вращения сервомотора.

После внесения изменений в скетч загружаем его в Ардуино. Наш наливатор готов!

Подключаем питание. На дисплее отображается «Р 50». Буква «Р» говорит о том, что наливатор находится в ручном режиме, и розлив осуществляется при нажатии красной кнопки. Число 50 – это наливаемый объём в миллилитрах, его можно изменять поворотом энкодера.

При удержании кнопки розлива устройство переключается в автоматический режим. При этом буква «Р» на дисплее сменяется буквой «А». В этом режиме наливатор сразу же наполняет поставленные на него стопки. Для возврата в ручной в режим необходимо нажать и удерживать кнопку розлива ещё раз.

Ну и в заключение небольшое видео получившегося устройства: