Arduino实例2——快乐肥宅机
最近发现了两个特别有趣的传感器，一个是巡线传感器，一个是非接触式液位传感器。
有一次，我在思考有什么传感器能够检测到前面很近的距离是否有阻挡时，或者是在传送带上检测面前是否有需要处理的工件的时候，看了很久都没有找到合适。有天，我突然看到DF出的这款巡线传感器，就是它了
这款巡线传感器，通常是用在小车上的，而这次它将在这次的制作里大放光彩。除了巡线，它还有更大的用处，因为它拥有一项必杀技
——能够检测0-2cm的前方是否有阻挡。产品资料上写的是1-2cm，而我使用手指和其他物品去实际测试，结果是能够检测前方0-2cm内的阻挡。这意味着它，你用手指去摁它，它能作为一个开关；如果你用一个东西放在它前面2cm内，它又能够判断前面是否存在目标。它相对于激光对射等方案，便宜又十分实用，安装简单，对使用场景的空间没有要求。我本人实在是相当喜爱这款传感器。
还有一个非接触式的液位检测传感器，比较有意思
产品资料教咱们这样去使用它，就是贴在容器外壁上来检测水位
这个液位传感器带有
4个档位的设置，可以调节对液位的敏感程度，我猜测它应该是电容原理的，你如果用手去接触它，它也会给出“这个位置有液体”的信号。实际测试，当把液位传感器的档位调至最灵敏的第4档时，比较有意思的现象就发生了，你的手或者装了水的杯子离传感器0-1cm左右就能被识别到。
把这两个传感器拉到一起，再加上电磁阀、步进电机
......一个小小的点子就糅合成型了。一款专门为肥宅量身定制的一个小机器——快乐肥宅机。当我这个肥宅独自抱着快乐肥宅水一饮而尽的时候，心里难免有些孤独失落，所以独乐乐不如众乐乐，索性制作一台倒饮料的机器，来解决“懒癌”晚期，懒得倒饮料的重大烦恼。这个快乐肥宅机，实乃快乐肥宅们的聚会、单身狗party的必备好物。
【视频演示】：
快乐肥宅机
喝快乐肥宅水，突然变得有仪式感了，感觉自己的生活品质得到了提升
制作思路：
这个小装置是通过对电阻触摸屏上的选项进行选择倒饮料的杯数，然后机器上的滑台就开始滑动，滑台的滑动是通过步进电机套上一个齿轮，搭配一个齿条，齿条转动带动齿条的线性运动，于是滑台就发生了线性滑动。滑台一边滑动，机器就一边检测相应位置上，是否有足够的杯子（巡线传感器来检测）和足够的饮料（液位传感器来检测），如果有足够的饮料，屏幕就直接显示“完成”，如果杯子不够，就显示“need cups！”。如果杯子数量够，而饮料杯数不够，机器就开始倒饮料，机器会移动到有空杯子的位置上，通过控制继电器来打开电磁阀，进行倒饮料。当饮料液面到达目标高度时，液位传感器就能检测到，立即关闭电磁阀，停止倒饮料，于是就完成了这杯饮料的倾倒。
以上为大致的制作思路，具体细节会在接下来制作中会详细说。
需要准备的材料：
1. DFRduino UNO R3（含USB线|传感器扩展板）
2. 智能非接触式液位传感器
3. Mini巡线传感器V5.0
4. 碰撞传感器（左） 2个
5. 多彩发光自锁开关-白
6. 3.5" TFT触摸屏 4MB闪存
7. 12V常闭进水电磁阀-DN15
8. 42步进电机(Planet Gear Stepper Motor)
9. 步进电机驱动扩展板
10. 数字继电器模块(Arduino兼容)
11. 优质鳄鱼夹连接线
12. 高品质公母头跳线 21cm*30根
13. 单芯优质 杜邦线(10根) 母母头 2个
14. 12V电源
15. DC2.1一母头分两公头线
16. DC2.1 母头线
17. 内丝皮管接 4分x15
18. 可乐瓶快接夹头和奶嘴
19. 6分、4分内丝双垫堵垫 各1个
20. 正齿轮 1模45齿 内孔8 台阶35
21. 齿条 1模 12*12*380mm M4成品孔（间距100mm）
22. 线径0.6mm 5mm高度弹簧 18个
23. 玩具赛车小轮胎 直径18mm 孔径2mm 40个
24. 轮胎传动铁轴 2*18mm 20根
25. 若干螺丝（
1) 2个M3*8自攻螺丝，固定限位碰撞柱；
2) 4个M3*8圆头螺丝，固定电磁阀3D打印座和盖子）
3) 16个M3*20杯头螺丝，固定轮胎架
4) 4个M3*16杯头螺丝，固定碰撞传感器
5) 4个M3*12杯头螺丝，固定立柱上下两部分
6) 2个M3*8圆头螺丝，固定滑台左右两部分
7) 2个M3*8杯头螺丝，固定纸杯放置处
8) 4个M4*12杯头螺丝，固定滑台和齿条
9) 4个M3*8圆头螺丝，固定显示屏3D打印件和立柱
10) 4个M3*8圆头螺丝，固定步进电机和3D打印件座子
11) 1个M3*8自攻螺丝，固定巡线传感器
12) 4个M3*30杯头螺丝，固定立柱和底座部分
13) 4个M3*10杯头螺丝，固定托盘和底座部分
14) 50个 M3六角螺母
15) 10个M4六角螺母
）
下面开始制作：
建模：
模型拆分后，3D打印（白色的部分，最终还是更换成了黑色）：
下面进行3D打印件的组装：
先组装9套轮胎架（图片为8套，少了一套）
将托盘上的8个位置，分别装上轮子，这个部分的轮子和轮胎架轮子上下将滑台夹住，使得滑台可以顺滑移动。底部的六角螺母是用来固定轮胎架的。
安装轮胎架，这里会用到两个弹簧。这两个弹簧的作用是，当滑台塞入时，轮胎架由于有弹簧的原因，会被滑台顶起来，这样可以允许滑台和托盘之间有些误差，确保滑台相对于托盘滑动时，不会有卡顿。
将滑台左右向部分两颗M3*8mm圆头螺丝固定为一体
将立柱上下两部分进行组合，然后用4颗M3*12的杯头螺丝固定
将纸杯放置处，安装在立柱侧边
用4颗M4*12的杯头螺丝和螺母，将左右两部分固定在齿条上
用4个M3*8的圆头螺丝将电磁阀固定在打印件内
安装电磁阀和出水接头，中间通过一个堵垫，增加水密性
电磁阀上部分，是连接的快速接头的奶嘴部分。快速接头的夹持部分，通过一个6分的堵垫，直接连在饮料瓶上。奶嘴部分和夹持部分，连接十分方便，仅需用手向上提起黄色的夹持部分，然后连上橙色的奶嘴，然后松手，夹持部分就咬紧奶嘴了。便于更换新的饮料瓶。
将显示屏3D打印件和立柱通过4颗M3*8的圆头螺丝和螺母连接
将步进电机穿过立柱，然后固定在底座上
在步进电机的转轴上，套上齿轮，并用内六角扳手旋紧齿轮上的机米螺丝，使之咬紧步进电机的转轴
此时，虽然步进电机穿过立柱，与底座固定住了，但立柱与底座仍未固定。使用4颗M3*30杯头螺丝和螺母，固定二者
立柱上面，比较关键的两个传感器，一个是液位传感器，另一个是巡线传感器，安装它们。实际调试时，我发现液位传感器位置设计高了，最终，我调整了液位传感器的实际位置
显示屏方面的安装，我使用的热熔胶直接固定在打印件上面。显示屏与UNO的连线，我使用的是2根公母头杜邦线加一根母母头杜邦线连接成一根长线，然后用它来连接显示屏和UNO。走线方面，打印件内部留有走线的孔径。
加工两个碰撞传感器，使用热熔胶将传感器固定在打印的专用座子上
在UNO的DC2.1座子引脚上，焊接上那条1分2的DC电源线的一头
现将所有的传感器、驱动板，连接在UNO，按照下图进行连接。显示屏的线比较多，由于它作为UNO的扩展板形式进行生产的，所以在连线上，只要将那几个需要用到引脚，用线一一连接上即可
将线从底座的圆孔内穿出
将步进电机驱动板用热熔胶粘在立柱的背面
至此，连线部分就完成了
将托盘使用4个M3*10杯头螺丝和螺母，固定在底座上
将滑台塞入托盘后，再将左右各一个的碰撞传感器安装在托盘上，滑台上的白色碰撞柱和碰撞传感器组成了限位结构，保证滑台不会过度移动，甚至移动到托盘外去
立柱上的两个传感器，可以稳当地收集它前方的纸杯的情况
我在底座上的正前方的圆孔里，将UNO的USB贴着内壁放置，可以比较方便地上传程序
最后将编写好的程序下载进去
制作就完成了
下面对快乐肥宅机进行演示一下
先通过这个快乐肥宅机为世界祈福吧
接下来，让机器倒3杯饮料，但是上面没有杯子，机器就显示“need cups！”
装上饮料瓶
夹上鳄鱼夹，为电磁阀通上12v，由继电器控制其通断
开机，并且机器复位
倾倒饮料的过程中
以上，是我想象中的情况。令我苦闷的是，当我最后组装完成肥宅快乐机时，我发现了一个致命的疏忽，使用到的电磁阀，它结构与我们日常使用的球阀不同。当继电器使电磁阀工作时，饮料瓶内的饮料并不会倒下来，视频中和动图里的快乐肥宅机能正常倒饮料，都是我帮忙的结果【笑哭】。这个坑，以后有机会再回来填吧，造孽啊。
