Cocktailmaschine

Autoren: Fabian Müller, Lukas Honerlage
Gruppe: 1.4
Betreuer: Prof. Schneider

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Einleitung

In diesem Projekt wird eine Cocktailmaschine entwickelt, welche mit Hilfe eines Mikrocontrollers vollautomatisch Ihren "Wunschcocktail" zusammenstellt. Die auf dem Display dargestellten Getränke können in bestimmten Verhältnissen miteinander vermischt werden. Hierzu werden maximal drei gekühlte Getränke zur Auswahl stehen, welche jederzeit eigenständig gewechselt werden können.

Optional: Es kann sein eigenes Getränk in einem beliebigen Mischverhältnis eingegeben werden.

Anforderungen

Allgemein
Die Cocktailmaschine muss aus drei verschiedenen Getränken ein ausgewähltes Mischverhältniss zusammenstellen. Zusätzlich soll eine weitere angebaute Apperatur die Mischung bei Bedarf vermischen. Des Weiteren muss stetig die Temperatur der Getränke überwacht werden, welche in einem Behältnis mit Eis gekühlt werden.

Elektonik und Steuerung
Die drei Pumpen der Anlage müssen entweder direkt über den Mikrocontroller oder über eine Relaisschaltung realisiert werden. Der Füllstand des Mischbehälters muss über einen Sensor bestimmt werden, damit das passende Mischverhältniss ausgegeben werden kann. Damit die Getränke zu jederzeit kühl genießbar sind, ist eine stetige Temperaturüberwachng der Flaschen nötig.

Das Display muss durch drei Knöpfe bedienbar sein sowie vorinstallierte Getränke mit dem passenden Abfüllmenge

Mechanik und Materialien
Die gesamte Halterung muss aus hygienetechnischen sowie witterungsbedingten Gründen aus Edelstahl gefertigt werden. Die Pumpen sowie alle Schläuche müssen für Lebensmittel geeignet sein. Der Schaltkasten muss IP67 geschützt sein, da in der Anlage mit Flüssigkeiten gearbeitet wird und diese auslaufen könnten.

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Systementwurf

Um sich einen groben Überblick über das Projekt zu verschaffen wurde ein Systementwurf angefertigt. Durch ein LCD Display werden vom Arduino verschiedene Getränke dargestellt, welche über Knöpfe ausgewählt werden können. Die Pumpmotoren füllen dann dementsprechend den Messbehälter, bis der gewünschte Wert erreicht ist. Dieser wird von einem Füllstandssensor überwacht und an den Arduino weitergegeben. Ist die Füllmenge erreicht schließt sich das Magnetventil und der Motor hört auf zu Pumpen. Durch Teperatursensoren wird stetig die Temperatur der gelagerten Flüssigkeiten überwacht und an die Steuerung weitergegeben. Diese Temperatur kann im Display angezeigt werden.

CAD Zeichnung

Das CAD-Modell wurde mit Solid Works und einem entsprechendem Layout erstellt. Die Zeichnung zeigt Vorder- , Seiten-, und Draufsicht sowie eine Isometrische Darstellung

Komponentenspezifikation

Gehäuse: Anfertigung in Edelstahl
Schaltkasten für die Verdrahtung
230V Anschlusskabel mit integriertem FI-Schutzschalter
24V Netzteil von Siemens
Step down Module
B16 Sicherung Eaton
Arduino Uno R3: Ähnlicher Microcontroller(Firma: Funduino)
8-Relais Modul 5V
Eigene Platine Verteiler für VCC und GND
LKM electronic Temperatur-Messumformer Ø 44 mm 24 V, 0°C → +200°C, für Pt100
Eigne Platine zum Auslesen des Messumformer
Magnetventil DC 12 V, 6 mm
LCD-Display mit IC2 Anschluss
Eaton Knöpfe

Umsetzung (HW/SW)

Hardware

Software
Die Software für die Cocktailmaschine wurde mit der Arduino IDE angefertigt. Die Software besteht aus einer setup und loop Funktion. Beim Start des Microkontroller werde die Bibliotheken für IC2 und die für den Display mit IC2 geladen. Desweiten werden die Variablen Initialisiert. Die Taster werden in der Software gegen entprellen geschützt. Ebenfalls werden die Kontakte PIN zum Variablen schalten auf HIGH gesetzt, da die Relais mit einem LOW Signal geschaltet werden. Des weiteren wurden Funktionen geschriebene um die Temperatur der Pötte zu messen, das Abfüllen der Flüssigkeit mit Übergabe der Relais und der ml Anzahl, die Ausgabe für den LCD Display und eine Interrupt Funktion zum Auslesen des Durchflusssensoren. Die loop Funktion ist als Switch Case aufgebaut. In der ein Case für eine Flüssigkeit steht. Wenn in einem Case der Button Enter gedrückt wird wird die Flüssigkeit abgefüllt. Das Programm wurde so aufgebaut, dass leicht eine Erweiterung in Zukunft stattfinden kann. Um ein Komplettes Mischverhältnis in einem Case abzubilden, reicht das Einfügen von der Funktion zum Abfüllen und der Übergabeparameter mit einem Pause von 500ms zwischen den Flüssigkeiten. Damit ist eine schnell Anpassung für Zukünftige Änderungungen gewährleistet.

Komponententest

Ergebnis

Zusammenfassung

Lessons Learned

Projektunterlagen

Projektplan

Projektdurchführung

YouTube Video

Weblinks

Literatur