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火箭智能分类储钱筒
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主要内容
一、团队介绍
第九组齿轮组
成员>
各成员有明确的分工,同时又相互协作,共同出谋划策
二、项目背景
第一个想法>自助捐款机
扶贫救助是中华民族的传统美德,可将此设备放在各街头小区路口,供爱心人士捐赠零用钱。
分为硬币与纸币两种通道,①硬币直接采取特殊通道设计方法,将1元与其它硬币分类。
②纸币可采取本分类机,将100元,50元,20元等按颜色汇集到各区域
第二个想法>货物分拣机
考虑到纸币颜色的复杂性以及钞票真假的区分等等,将思路由自助捐款机转为更为简单的货物分拣机。
工厂环境中,可将同类货物用不同颜色纸箱包裹,达到货物分拣的目的。
第三个想法(最终)>火箭智能分类储钱筒
由于最终外形的启发,决定定名为“火箭智能分类储钱筒”,储钱筒几乎每个人的孩童时代都拥有过,该作品外形更受孩子们喜爱,且可以将钱币分类存放,方便整齐,相信会被广大买家所喜欢。
三、设计过程
1、制作流程与操作流程图
2.所需硬件
原先还拟采用红外发射与接收传感器,在投币口控制通道的打开与关闭,后来考虑到其装备的不必要性,略去。
3.我们在做什么?
①大体思路
流程图已大致显示出来了。纸币投放,在颜色传感器的作用下,舵机旋转到相应区域,同时指示灯亮,作为反馈。纸币按类别掉落到分好的空间。硬币单独存放在舵机无法旋转到的区域。
②温同学谈制作过程(货物分拣)
我们在制作中首先考虑到作品的使用场合,在我们的想法中它应该是分拣快递,大件物品中发挥用处。但在实际里,我们只用到了颜色识别传感器,所以我们的作品只能分拣不同颜色的物品。由此,在货物里先需要一次外包装颜色的分类。这个是我们的一个缺点。
在解决了物品识别后,得考虑怎么样把识别后的物品运送到要求的分类区。开始的时候我们想着用舵机接个(手),然后按一定角度旋转后将物品放到分类区。在这遇到了怎么接和怎么放的问题,接讨论认为可以用个圆盘接住,但在放的时候没办法做到(想过倾斜或翻转,但条件做不到,不仅是能力也有着器材的限制),也想有个夹手来完成,可是这想想太难做了。后来我们干脆整合成一个圆筒形状的一个整体,物体由上方落下经过颜色识别传感器,经一个圆锥的口掉落,在这过程里,颜色识别传感器将识别的颜色指引舵机转动(舵机转轮上放置一个大圆盘,分配好不同的颜色区间)使物品掉落到正确的位置。
在这最后,又在怎么把分好的物品从圆筒中取出,这又成一个讨论的问题。首先想到的解决方案是在圆筒中开个口,直接将舵机上的物品取出,但是因为舵机上的圆盘又是又分区的不能够同时把物品全部取出,于是有个丧心病狂建议:每个分区都开一个口。最终的方法是在底部旁侧开一个半周长的开口,可打开可关闭,然后直接从圆筒底面将整个舵机这个部分取出。
到这,基本上完成了这个课程的作品了。在这个过程里,遇到各种各样的问题,改变了很多想法和设计。一次次的更改,不断的认识到自己的那么多不足,一次次的解决问题,虽然因为能力而避过了很多的厉害问题,但是我们总算是把它做了出来,这次的作品很简陋,但有着这个基础,相信下次能做的出色!
③主要功能
> 能够区分不同的纸币 
> 能够把不同的纸币按要求放置到不同的位置 
④制作进行时
>因为纸币颜色更为复杂在实验过程中我们采取了纯色纸条来表示。(反应更灵敏)
下图为实际测量的5元、10元、20元纸币RGB数据

5元
10元
20元
>为便于拿取钱币,在“火箭”旁侧开了半周长开口。
>为了放置储钱区域准确而方便,“火箭”四周利用不同颜色卡纸区分。
>双管道设计,圆锥漏斗状通道(通道固定,舵机旋转)
>火箭造型,别出心裁
⑤关键代码展示
利用map函数确定RGB值
感应数据虽不是标准值,但都有向某种颜色的趋向。利用这点,用if语句写出区域范围。

4.作品完成之路(遇到的困难与挫折)
①颜色传感器的使用
因为教程中没有关于颜色传感器的使用方法,在使用上耗费了一些时间。
>示例中的getRGB程序在串口监视器中显示的数值很大,十进制转换RGB值尚不完全理解。
>颜色传感器反应不灵敏,且显示的并不是标准的RGB值,受到周围环境的影响,在各种颜色的区分上遇到困难。
最终根据各种颜色RGB值的比较情况,编译成功。
②舵机角度的划分
因为舵机旋转角度限制(0°—180°),四个区域总有一个区域无法涉及,在区域划分以及与通道口的位置和编程设计的搭配上遇到难关。
>四区域之前没有将界限固定,导致舵机急速旋转时使卡片会飞到其他区域。

③外形设计
通道口设计以及各种硬件的安放位置也是不小的考验。
>线太短
>胶带管道的摩擦

5.团队成员设计过程展示
①编程调试


②外观设计制作
③.成品调试

四、成果展示
1.最终效果图
2.舵机转盘展示

3.全过程展示(用彩色纸片实验)

五、总结
>不足与缺陷:
①颜色传感器反映慢以及角度问题;
②体积过大(存钱空间小),浪费;
③底部舵机固定问题及钱币拿取需要改进;
④应适当减小旋转摩擦;
……
学完此次课程,收获很多,在制作火箭储钱筒的过程中,体会到自己创新制作产品的乐趣,也更感受到团队协作的重要性。但我们深知,本产品还有很多需要改进的地方,我们需要学习的还有很多很多。
——孟志康、郑威、王琨、温镶桓
代码展示

1. 火箭智能分类储钱筒

编程语言: C/C++(Arduino)

软件工具:Arduino IDE 1.8.4


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