Projektlabor Robotik MINTgrün

1. Einführung: Unser Projekt ist ein Cocktail-Roboter, der auf Knopfdruck/Glaserkennung verschiedene Cocktails automatisiert zubereitet. Er dosiert Flüssigkeiten präzise, mischt sie und füllt sie in Gläser. Der Roboter ist so konzipiert, dass er einfach zu bedienen ist, ohne zusätzliche Geräte. Ähnliche Projekte: Cocktailroboter 1; Cocktailroboter 2; Genosse; Cantina-Bot

2. Ziele und Prioritäten :

muss:

• Flüssigkeiten mischen(Im richtigen Verhältnis
• Cocktail zuordnen
• selbstständiges stoppen bei leeren Behältern

sollte:

• Gläser erkennen
• nichts verschütten
• möglichst variable Cocktails mischen
• schönes Design
• leicht nachfüllbar
• ein Auffangsieb für Flüssigkeiten

nice to have:

• Schüttel (shake) funktion
• Grafik an der Maschine
• Warnsystem wenn Mischelemente leer werden

Weglassen:

• muss sich nicht bewegen/stationär
• App-Steuerung oder WLAN/Bluetooth-Anbindung

3. Lebenszyklus

[Start] → [Zutatenauswahl] → [Dosieren] → [Mischen] → [Ausgabe] (→ [Reinigung] → [Standby])

4. Teilaufgaben und Arbeitspakete

4.1 Teilaufgaben

1. Basics (Hauptschritte)

• Glaserkennung
• Cocktailzuordnung
• Dosierungssteuerung
• Flüssigkeitssteuerung

2. Mögliche Zusatzschritte

• Zusatz Zutaten/Verzierungen
• Shaker-Funktion
• Reinigung

4.2 Beschreibung der Teilaufgaben

Basics:

1. Glaserkennung: Der Roboter erkennt ein Glas, wodurch im nächsten Schritt ein Cocktail zugeordnet wird. In einem Abstellort, bestimmt für das Glas, befindet sich ein Farbsensor, welcher eine farbliche Markierung auf dem Glas erkennt und diese Information aufnimmt. Oder in diesem Abstellort befindet sich eine Waage, welche das Gewicht des Glases wiegt und aufnimmt.
2. Cocktailzuordnung: Die Werte aus Schritt 1, sind vorher im Programm gespeichert. Jedem dieser Werte wird im Programm ein Cocktail zugeordnet. Diesem Cocktail werden wiederum die Mischelemente zugeordnet. z.B.: Sensor erkennt die Farbe Grün, und gibt das an den Computer weiter —> der Farbe Grün wir einem Gin und Tonic zugeordnet —> welcher aus den Komponenten Gin und Tonic besteht
3. Dosierungssteuerung: Bei Schritt 2 wird den Komponenten des Cocktails auch eine Dosierung zugeordnet (in cl oder s). Wenn Schritt 1 zeitgesteuert ist, wird diese Dosierung in Zeit angegeben.
4. Flüssigkeitssteuerung: Schläuche führen von einer Flüssigkeit zum Glas und füllen dieses so auf. Dies würde entweder durch eine art Pumpe funktionieren (Druck), oder mit einem Verschluss. (Die Flüssigkeiten befinden sich über dem Glas und durch Öffnen des Verschlusses, fließen die Flüssigkeiten mithilfe von der Gravitationskraft in das Glas. Dies könnte auch Zeitgesteuert sein, (4 sekunden Fließdauer entsprechen 6 cl). Da ein Cocktail aus mehreren Komponenten besteht, würde es zeitgleich, oder hintereinander bei mehreren Komponenten ablaufen. Mit Absolvierung dieses Schrittes kann der Roboter Flüssigkeiten von einem Behälter zu einem Glas befördern.

Zusatzschritte:

1. Zusatz Zutaten/Verzierungen: Nach dem Schritt Flüssigkeitssteuerung könnten auch andere Komponenten wie Eis, Schirmchen, Limettenscheibe etc. hinzugefügt werden. Wenn dies funktioniert, hätte man im Endprodukt einen Cocktail, welcher denen aus Bars mehr ähnelt anstatt nur ein Gemisch aus Flüssigkeiten.
2. Shaker Funktion: Nachdem die Flüssigkeiten ins Glas gelangen, gibt es einen Mechanismus, welcher das Glas schüttelt, bevorzugt mit Eis. Dieser Schritt müsste nach der Ausführung des 4. Schritts geschehen. Im Code würde es einen Befehl an den Roboter geben, welcher daraufhin einen Mechanismus betätigt, welcher das Glas schüttelt.
3. Reinigung: Als letzter Schritt würde das System sich selbst reinigen. Dabei könnte es ein Reinigungsglas (Aufkleber) sein, welches im Programm dem Cocktail Wasser zugeordnet wird. Daraufhin werden die Schläuche mit Wasser durchspült und das Glas mit Wasser gefüllt.

4.3 Arbeitspakete

• Materialanschaffung:
• Programmierung:
• Roboterbau der verschiedenen Komponenten:
• Elektronik (Schaltkreise, Mechanismen wie z.B die Pumpe oder das Ventil)
• Testversuche:

4.4 Risiken (Bezogen auf die Zusatzschritte)

Basics:

1. Glaserkennung: Die Sensoren könnten die Farben/ das Gewicht fehlerhaft erkennen und falsche Daten an das Programm geben. Bei nicht Funktion der Glaserkennung, ist geplant auf Knopfdruck-Automatismus umzusteigen.
2. Cocktailzuordnung: Es könnten Schwierigkeiten beim Schreiben des Programms auftreten und der Code könnte fehlerhaft sein, je komplexer wir ihn gestalten.
3. Flüssigkeitssteuerung: Beim Arbeiten mit Flüssigkeit im Kontext von Elektronik, muss sehr vorsichtig gearbeitet werden, damit man keinen Elektrischen Schlag abbekommt. Wenn wir eine Pumpe verwenden, könnte es kompliziert und/oder teuer werden. Aber wenn wir ein Ventil verwenden, könnte es durch sehr kleine Lecks schon viel Flüssigkeit austreten und möglicherweise etwas im Roboter ruinieren. Es besteht auch beim Einfüllen ins Glas eine Verschüttungsgefahr.

Zusatzschritte:

• Insgesamt steigt die Fehleranfälligkeit, entweder im Code, oder in der Ausübung, je mehr Komponenten und Funktionen hinzugefügt werden.
• Zusatz Zutaten/ Verzierungen: Hierbei wird die Gefahr von Verschüttungen erhöht, wenn die Komponenten ins Glas gegeben werden.
• Shakerfunktion: Es besteht das Risiko, dass der Mechanismus zum Schütteln nicht funktioniert, oder nicht richtig funktioniert und dabei das Getränk überall verschüttet.

4.5 Materialliste

Gehäuse Möglichkeiten:

1. Holz: Palettenholz oder MDF-Platte oder Obst-/Weinkisten (über ebay Kleinanzeigen sowas wie alte Schublade etc finden erhältlich), M3/M4 Schrauben und Muttern
2. Kunststoff: Aufbewahrungsboxen aus härterem Plastik 8(z.B. vom Baumarkt), Polyethylen-Platten, 3D-Drucker
3. Blech: Aufbewahrungsbox wie große Keksdosen etc
   • Flüssigkeitsbehälter: Plastik oder Glas Gläser oder Plastikflaschen, Cocktailgläser

Mechanik:

• Flüssigkeitsbeförderung: Schwerkraft und Ventil oder Pumpe
• Schläuche (Kunststoff)
• Mischen/Shaken: Misch-/Rührarm oder Mixer
• Bedienung: Menü/Knopfdruck oder Glaserkennung→ Küchenwaage, Kamera/Farbsensor, Farbliche Markierung
• Abtropfschale kleine Kunststoffwanne

Elektronik:

• Allgemeine Steuerung: Arduino Nano
• Pumpensteuerung: Servomotoren
• Steckverbindungen
• Design: Lackfarbe (Holz), Sprühfarbe (Kunststoff)
• Für optionale Funktionen:
• Warnsystem: Wassersensor
• Falls Glaserkennung nicht funktioniert LCD-Display für Konpfdruckerkennung
• Für Testversuche: Lebensmittelfarbe und Wasser
• Für echte Durchführung: verschiedene Alkoholsorten (z.B. Vodka,Rum,Tequila,Gin),
• Mixzutaten (z.B. Säfte,Soda,Tonic Water, Sirupe),
• Garnituren: Zitronenscheiben, Minzblätter

Gantt Diagramm