2019年04月03日 | 用Arduino打造会调酒的机器人

假期期间一定有不少party，鸡尾酒可少不了。今天就用Arduino做一个会调酒的机器人。

这一台调酒机器人其实就是以一个Arduino微处理器（Arduino Uno）加上许多水泵制作而成。加上一段程序，让水泵打开一段特定的时间来制作饮料。以目前的设计来说，这个机器人只能做一种饮料，不过只要调整一下程序跟输入开关，要做几十种饮料都不成问题。这篇文章最主要的目的在于让你开始动手做，同时，在制作的过程中学习一些基本观念。

这篇文章介绍的酒是迈泰（Mai Tai）。迈泰酒谱有很多种，一般酒精浓度并不高，下面是用到的酒谱，用红石榴糖浆和菠萝汁取代了常用的柳橙汁。

PARTS

迈泰调酒原料

·兰姆酒（Rum），30 ml

·柑香酒（Curacao），12 ml

·杏仁糖浆（Orgeat）， 5 ml

·红石榴糖浆（Grenadine Syrup），6 ml

·菠萝汁+莱姆，120 ml。可以挤10个莱姆，加上1加仑的菠萝汁

机器人组件

·Arduino Uno微处理器

·小马达（运作时电流不应耗超过120 mA）

·水族箱用的蠕动式水泵（2）

·12V潜水式水泵

·Elegoo 电阻块

·门铃开关

制作机器人

首先，要将水泵校准，看看在 12 V直流电之下，液体流动的速度为何。马达可以从网络购买。在驱动水泵的时候，使用电流约120mA，因此，还需要可以供应好几安培的电源供应器来调酒。另外，还有一个重点是饮料完成速度，在设计之中，约35秒钟可以调好一杯迈泰。

蠕动式水泵正面

蠕动式水泵背面。你可以观察到水泵马达上方的蓝色LED上搭载可限制电流的电阻。从正面看，LED会在机器闲置待命时闪烁。开始制作饮料时，LED则会显示哪一个水泵正在运作

透过滚球装置与弹性软管，蠕动式水泵可以送出定量的液体。这种水泵在食品业和医疗产业中都很常见。在这个专题当中，用的则是在水族产业中常见的小水泵，目的通常是将化学物质投放到水族箱中。

本专题用的蠕动式水泵32秒可以打入30ml的液体。先测试帮浦发送液体的速度，先用清水来抓一个大概的时间，再以实际要用的饮料来测试，用时间线图来显示这个过程：

在上图中，着色面积代表水泵打入的液体量，因为兰姆酒需要的量最大，所以兰姆酒水泵打开的时间最长，这算是小型蠕动式水泵的其中一项限制。

潜水式12 V水泵运输速率较快，还可以打入菠萝果肉！

小水泵的另一项限制就是无法将菠萝汁果肉打出去，因为迈泰酒谱中有120 ml的菠萝汁，用蠕动式马达又太慢，因此在这里改用潜水式马达，可同时解决果肉和速度的问题。潜水式马达也是使用12 V直流电，用继电器盒来控制即可。用这个马达来打入120 ml的菠萝汁只需要3.2秒！

建议：蓝色LED也可以升级成彩色LED，加入不同的效果。在制作这个专题时，因时间有限，就使用了有电流限制的蓝色，上面还附有300奥姆的电阻，以防LED烧掉。

Elegoo的电阻块有8个通道 ，用 Arduino Uno的5V电压控制。注意：若要用板子开启继电器， 控制脚位要写为LOW。

电阻块的简化示意图。继电器控制了两个蠕动式水泵。注意：Arduino脚位要写为LOW来开启继电器与水泵。

「启动按钮」其实就是门铃开关，在五金店就能买到

在专题中使用一个只接两条电线的门铃开关，将开关上的灯泡拆下来，换成绿色LED。问题是，如此一来按下开关时逻辑不会停在 HIGH值。要解决这个问题，可以将逻辑脚位连接Arduino的模拟输入脚位，当模拟的值低于某点，便会触发饮品序列。

完成后的视频如下

只要调整下面的程序代码，就可以调出各种不同浓度、烈度的饮料。另外，这个装置也能调制超过一种饮料，例如按不同的按钮就可以调出不一样的饮料。

程序代码及说明

*/

#define Rum 1 // (1号水泵)12VDC马达连接1号脚位，打入兰姆酒

#define LED8 8 // (1号水泵)LED显示兰姆酒打入状况

#define Curacao 2 // (2号水泵) 柑香酒连接 2号脚位

#define LED9 9 // (2号水泵)LED显示柑香酒打入状况

#define Orgeat 3 // (3号水泵)连接 3号脚位

#define LED10 10 // 3号水泵上的LED连接到10号脚位

#define Grenedine 4 // (4号水泵)连接 4号脚位

#define LED11 11 // 4号水泵上的LED连接到11号脚位

#define PineLime 5 // 5号水泵连接菠萝与莱姆汁

#define LED12 12 // 5号水泵上的LED连接到12号脚位

#define doorbell 13 // 用门铃启动开关

#define pump6 6 // 6号脚位连接大型潜入式水泵

int strobe=100; // 控制LED闪烁速度

int sensorPin = A0; // 模拟读取：用来侦测是否有按压门铃开关

int sensorValue = 0;  // 如果读取到门铃值，会写入这里

void setup()

{

pinMode(Rum, OUTPUT);

pinMode(LED8, OUTPUT);

pinMode(Curacao, OUTPUT);

pinMode(LED9, OUTPUT);

pinMode(Orgeat, OUTPUT);

pinMode(LED10, OUTPUT);

pinMode(Grenedine, OUTPUT);

pinMode(LED11, OUTPUT);

pinMode(LED12, OUTPUT);

pinMode(doorbell, INPUT);

pinMode(pump6, OUTPUT);

digitalWrite (LED8, LOW); // 1号LED亮

digitalWrite (Rum, HIGH); // 关闭1号水泵

digitalWrite (LED9, LOW);

digitalWrite (Curacao, HIGH); // 关闭3号水泵

digitalWrite (LED10, LOW);

digitalWrite (Orgeat, HIGH); // 关闭3号水泵

digitalWrite (LED11, LOW); // 关闭4号水泵

digitalWrite (PineLime, HIGH); // 关闭4号水泵

digitalWrite (LED11, LOW);

digitalWrite (Grenedine, HIGH);// 关闭5号水泵

digitalWrite (pump6, HIGH);// 关闭6号水泵

delay(1000); // 让继电器在开始运行前准备就绪

}

void loop()   // 这部分的程序代码会持续循环

{

sensorValue = analogRead(sensorPin);

// 这个部分是在让LED闪闪发亮，这样机器人看起来会比较酷

// 闪灯在按下开始钮的时候会停止

// 按下按钮时，LED会显示在运转的马达

digitalWrite (LED8, HIGH); // 开启8号脚位的LED

delay(strobe);         // 控制LED闪烁速度

digitalWrite (LED8, LOW); // 关闭8号脚位的LED

delay(strobe);

digitalWrite (LED9, HIGH); // 开启9号脚位的LED

delay(strobe);

digitalWrite (LED9, LOW); // 关闭9号脚位的LED

delay(strobe);

digitalWrite (LED10, HIGH); // 开启10号脚位的LED

delay(strobe);

digitalWrite (LED10, LOW); // 关闭10号脚位的LED

delay(strobe);

digitalWrite (LED11, HIGH); // 开启11号脚位的LED

delay(strobe);

digitalWrite (LED11, LOW); // 关闭11号脚位的LED

delay(strobe);

digitalWrite (LED12, HIGH); // 开启12号脚位的LED

delay(strobe);

digitalWrite (LED12, LOW); // 关闭12号脚位的LED

delay(strobe);

sensorValue = analogRead(sensorPin);

if(sensorValue < 300){

digitalWrite (LED8, HIGH); // 1号LED开启

digitalWrite (Rum, LOW); // 1号水泵开启

digitalWrite (LED9, HIGH);

digitalWrite (Curacao, LOW); // 2号水泵开启

digitalWrite (LED10, HIGH);

digitalWrite (Orgeat, LOW); // 3号水泵开启

digitalWrite (LED11, HIGH);

digitalWrite (Grenedine, LOW);// 4号水泵开启

delay(8000);       // 等待8秒钟打出1/4盎司液体

digitalWrite (LED10, LOW); // 关闭杏仁糖浆LED P3

digitalWrite (Orgeat, HIGH);   // 关闭杏仁糖浆水泵 P3

digitalWrite (LED11, LOW);   // 5号帮浦LED关闭

digitalWrite (Grenedine, HIGH); // 4号水泵关闭

delay(8000);     // 等待8秒钟打出1/4盎司液体

digitalWrite (Curacao, HIGH);   // 关闭柑香酒水泵 2号

digitalWrite (LED9, LOW); // 关闭柑香酒LED 2号

// 这个时候，柑香酒开关开启共16秒，送出1/2盎司。

delay(16000);   // 等待8秒钟打出1/4盎司液体

digitalWrite (LED8, LOW); // 关闭1号水泵 LED

digitalWrite (Rum, HIGH);   // 关闭1号水泵（兰姆酒）

digitalWrite (pump6, LOW);   // 开启菠萝汁水泵（6号水泵）

//digitalWrite (PineLime, LOW); // low 打开继电器，打开水泵

delay(2500); // 延迟4秒，送出菠萝汁。

digitalWrite (pump6, HIGH);     // 关闭菠萝汁水泵（6号水泵）

//digitalWrite (PineLime, HIGH); // 关闭菠萝汁继电器

看完这篇文章后，希望你也可以打造自己的机器人，其实装置本身跟电子组件的部分不难，是很适合新手学习 Arduino、程序编写和电子组件的专题。

作者：Ted Kinsman