Category Archives: SmartKaffemaskin1

Videre

Arduino kobling

14666133_10211366840475519_7099132586352310239_n

Krets tegning

14712630_10211366807274689_6338450019332832019_o

 

Hva har blitt gjort videre hos maskin?

Vi har fått pusset en del på kamakselen for å redusere friksjon. Vi ser at selv om vi designer med god klaring blir det allikevel noe avvik når det gjelder passform. Dette skjer på grunn av temperatur forskjeller som oppstår under 3D printingen. Når vi hadde pusset såpass mye at friksjonen var redusert betraktelig monterte vi delene sammen, vi brukte litt olivenolje mellom noen av delene for å redusere noe av friksjonen som ikke forsvant under pussing.

15310414_10157769620860858_1203611023_n

15368776_10157769620790858_1402337886_o

Vi kappet fire biter fra en strikkepinne og pusset kantene, disse fikk vi dermed brukt som guidepinner til fjærene, de er festet på enden av kapseltårnet som hindrer kapslene fra å falle ut.

Vi byttet ut PVC røret med et aluminiumsstag, dette bruker vi som kamaksel. Byttet ble gjort fordi aluminiumsstaget “flekser” mye mindre og ettersom tårnet veier en del er denne løsningen mye mer stabil. Vi kappet den lengden vi ønsket, og boret et hull i den. Når vi skulle lime på hjullageret måtte vi først slipe ned sidene på aluminiumstangen slik at vi fikk tredd på hjullageret. Selv om den var like i bred som PVC røret, er den mye mindre fleksibel så det går ikke an å presse det på med makt. Når vi hadde gjort dette og begynte å lime størknet limet så fort at vi ikke rakk å tre på hjullageret så langt inn som vi ønsket. Vi hadde beregnet litt ekstra lengde som vi hadde å ta av og kunne fortsatt bruke stangen, videre måtte vi da kutte mer av lengden på andre siden så det skulle passe med totallengden. I tillegg måtte vi lage noen nye hull på enden. Videre har vi valgt å fjerne litt av kapseltårnet på grunn av tyngden og vi fikk en litt stor vinkel med all vekten på. Det er fortsatt plass til 4 kapsler. Når vi skulle montere kaffetårnet på holderen og hadde plassert kamakselen på plass oppdaget vi at kaffetårnet kom litt borti kamaksel delen, og vi måtte derfor file ned på hjørnene så de ikke komme borti hverandre. Dette skjedde på grunn av vinkelen vi fikk på grunn av tyngden av tårnet.

 15357061_10157769620955858_778841587_n

15387586_10157769608420858_792593950_o

Vi fant noen rester fra et sveisebur som vi kunne buke til å holde kaffetårnet og kamakseldelen oppe. Og vi fikk laget en ønsket vinkel så vi kan dra nytte at tyngdekraften og i tillegg plassert det i den høyden som er ønskelig.

Det har blitt gjennomført testinger med motor for å se om systemet fungerer. Det vi sliter litt med er friksjon mellom innmating kapsel delen. Og at motoren blir varm. I tillegg er fjærene ganske sterke, så systemet har noe problem med å trekke tilbake kapselstopperen.

Det har blitt gjennomført en FEM analyse av kapseltårnet, det vil komme en egen rapport på FEM analysen som vil bli lagt ut her.

hei

Vi har designet en ny del som skal åpne og lukke lokket til kaffemaskinen. Delen har blitt 3D printet med ABS plast og montert sammen og satt på kaffemaskinen. Siden kaffetårnet og sklien vil gå over kaffemaskinen ble denne delen med vilje dimensjonert i så liten skala som mulig. Den måtte etter første design gjøres litt større enn tidligere planlagt siden det ville bli altfor smått og klossete å sette sammen, i tillegg måtte det gjøres noen korrigeringer i forhold til styrke. Noen av delene ble derfor dimensjonert tykkere og satt på noen fillits. Et problem som oppstod under montering var at det ene hullet som er inne i guidepinnen fikk vi ikke fjernet alt støttematerialet, derfor ble det litt mye klaring for stangen som går fra hjulet og til guidepinnen. Vi måtte derfor klippe vekk litt av guidepinnen så stangen ikke skulle krasje ved rotering. Vi har erfart at limet vi bruker heter superlim av en grunn, det størkner innen sekundet, derfor har vi fått inn en god rytme på å lime kjapt. Men kombinasjonen sen kveld og litt mangel på energi klarte vi å lime den ene delen feil vei. Dette hadde heldigvis ingenting å si for mekanismen. Vi monterte først på en 12 volts motor, men denne ble byttet ut med en 6 volt når alt var klart for å testes.

15301214_10157769608470858_2053958095_n

Vi har erfart at ikke alt vi trodde skulle gå kjapt gikk så kjapt allikevel. Når vi hadde fått printet ferdig delene og trodde at det så å si bare var å montere dem sammen oppdaget vi raskt at det var mye pussing som måtte gjøres, mye.. Puss puss så får du en suss er en sang som har gått igjen på alle menn/kvinners hjerner (dessverre?).

15356145_10157769608595858_204619348_n

Vi har formet ett pleksiglass til en boks som kaffemaskinen og alt av utstyr kan stå inni. Vi har også laget en sensorholder av pleksiglass som skal stå foran kapseltårnet for å kunne stoppe motoren på riktig sted. Disse sensorene detekterer ikke magnetfeltet akkurat der vi håpet, og vi har derfor måtte jobbe mye med justering av disse. Denne justeringen er vi fortsatt like spent på nå, kun timer før presentasjon!

 

15398815_10157769822790858_2131164542_o

Vi har også brukt noe galvanisertstål for å lage en holder til hovedkortet.

15369879_10157769822995858_1524201166_o

 For at kapslene skal treffe nedi kaffemaskinen i riktigvinkel har vi laget en sklie fra et gammelt kapselstativ. Toleranser har visst seg å jobbe både med og mot oss i dette prosjektet, det er i det minste veldig lærerikt!

15369838_10157769926610858_1934611975_o

 

Under kan du se diagram for hele systemet.

sequence-loop

 

 

Hva har gått galt underveis?

Assembly: når alle delene er ferdig produsert så begynte vi å sette dem sammen, vi limte kamaksel sammen med et lim vi fikk anbefalt av Biltema, dette limet viste seg å ikke herde skikkelig og fikk en tekstur lik honning som rant og dekte store deler av de beveglige delene.vi brukte Xylen som vi rengjorde delene med. Dette ble ikke helt bra siden det lå deler av restlim som ikke kunne fjernes rundt akslene som driver kammen rundt, guide hullene til akslingen var også blitt fyllt med epoxien og det ble vanskelig og lime delene sammen igjen på en måte som tilfredstiller funksjon. Vi byttet epoxien ut med en annen type epoxy som blander seg selv i tuben, dette limet funket veldig bra på delene med engang men etter litt tid ble det veldig hardt og sprøtt og gikk i stykker, selv ved de minste påkjenninger. Det tredje limet vi testet ut, etter anbefaling fra Richard er «superglue» med aktivator, dette limet hadde en ekstremt kort størkningsperiode og etter bearbeiding av materialene så hadde de fått en veldig grov overflate med dype porer. Supergluet limte ummidelbart idet det fikk kontakt på ABS plastens grove overflate. Og siden vi hadde deler som skulle festes i hverandre med en del som skulle senkes inn i en annen så var dette særdeles ugunstig, tuppen av delene ble limt på brøkdelen av et sekund og for å kunne bruke delene til den funksjonen de var ment å ha måtte vi sage delene opp med baufil, pusse dem ned og lime på nytt. Det fjerde limet vi begynte å bruke heter Acrifix 192 og er et sakteherdenes lim som gir oss mere kontroll på delene før de blir festet. Dette limet fungerte bra på delene og ga oss justeringsmuligheter som igjen ga deler med tilfredsstillende funksjon. Akselen vi valgte ut var et 20mm PVC rør med 3mm vegger, dette røret tålte ikke påkjenningene det ble utsatt for og begynte å henge nedover, vi måtte bytte det ut med noe som tåler større påkjenninger. Vi valgte å lage akselen i aluminium som vi bearbeidet til og passe både i kapseltårnet og i hjullageret vi hadde til konstruksjonen. Vi overflatebehandlet aluminiums stag for å få det til og passe i hjullageret som laget en veldig grov overflate tekstur, når vi skulle lime det fast i hjullageret så festet aluminiumen seg til hjullageret uten justeringsmuligheter siden vi brukte lim nummer 3 (Superglue med aktivator). Det blir litt kast i akselen da det ikke er mulig å få delene ifra hverandre uten å ødelegge visse deler av konstruksjonen og det blir ikke tid til å reparere dette.

Vi måtte også kutte en del plexiglass, vi brukte stikksag til dette hvor det ble kontinuerlig kjørt trykkluft på bladet og kuttområdet for og kjøle ned og gi et bedre kutt. Kompressoren på skolen gikk i stykker den dagen vi skulle kutte (olje lekkasje) og vi gikk tom for trykkluft (trykktanken gikk tom) halvveis i kuttingen. Resterende kutting ble vesentlig vanskeligere og overflaten ble ekstremt mye mer ujevn enn det ble med lufttilførsel. Viktigheten av godt festemateriell kan ikke understrekes nok!

 

Hva har skjedd hos data siden sist?

Ny xml fil er ferdig for kopp og skal testes ut på raspberry pi! Men nå har kameraet stoppet å funke? Etter flere forsøk på å finne feilen har ingenting vist seg til å løse problemet for øyeblikket. Har prøvd å oppdatere, justere ledninger, endre konfigurasjoner, bytte ut komponenter, men så langt til ingen nytte.

I tillegg har vi jobbet med å få koblet sammen prosjektet og APP`en.

APP`en får nå endelig registrert brukere og lagt de inn i databasen. Navn, brukernavn, passord og en automatisk generert unik bruker-id legges til i databasen på riktig måte. Videre nå må det jobbes med å finne ut av hvordan vi får lagt til kaffepreferanse til brukerne i den samme tabellen, i tillegg til hvordan kommunikasjonsdelen med raspberry pi vil fungere.

Data og elektro laget et program på arduino for å styre motor, og et program på raspberry pi for å kontrollere når arduino skal kjøre motorene. De ble deretter knyttet sammen og det ser lovende ut! Kameraet funker fortsatt ikke, har funnet et av problemene som var en oppdatering som var nødvendig men som ikke ble kjørt. Når den derimot ble tvunget til å starte ser det litt mer lovende ut. Men det er fortsatt minst en feil til, og vi trenger å finne en løsning, har prøvd mer feilsøking, men uten hell.

APP`en har det blitt gjort litt endringer med slik at brukeren nå velger kaffepreferanse samtidig som den registrerer seg. Slik kan det legges til samtidig som all annen informasjon på en enkel og praktisk måte.

Data har holdt på med å sy sammen hele prosjektet, det vil si spesielt database til raspberry pi for å se på smarte løsninger der. I tillegg å lage et hovedprogram som kontrollerer når alle komponentene skal kjøres, blant annet med tanke på at de forskjellige oppgavene blir kjørt av forskjellig kode. Nå funker kameraet igjen, problemet var for lav spenning til raspberry pi. Når den får 4,75V eller lavere skrur raspberry pi av visse funksjoner som blant annet har vært raspberry pi kameraet.

Siden vi har leid en webserver fra en internettside, vil en php fil mot internett med nødvendig innhold av tabellen være nok for å koble databasen mot raspberry pi`en. Så det må nå lages kode som tar infoen fra databasen og kopierer den over til en nettside.

Nå har vi fått laget et program som henter informasjon fra databasen til raspberry pi, og analyserer denne informasjonen. Ansiktsgjenkjenning ser bra ut nå. Hovedprogrammet ser ut til å komme seg på beina i skrivende stund, alle komponentene rundt den er så å si ferdig, og trenger bare små justeringer.

Raspberry pi burde kjøre headless og starte med hovedfilen “coffee.py “ hver gang den slår seg på, dette må endres. Dette må fikses.

Støtte også på problemer med å få  en registrert bruker til å kunne endre kaffepreferanse, men dette er nå fikset.

 

Hvor er vi nå?

«Vinnere er ikke de som aldri feiler. Det er de som aldri gir opp» sier sitatet så fint. Og vi har enda ikke gitt oss. Vi er ca to måneder inn i prosjektet og det nærmer seg dead line. Hvis vi spoler tilbake til start. Til friskt mot og høytflyvende ideer… Hva ønsket vi å oppnå? Som vi skrev i det første innlegget er målene våre: ansiktsgjenkjenning, automatisk innmating (og utmating) av kapsler, registrering/gjenkjenning av kaffekopp og en app med informasjon om kaffepreferanse. Og hvor er vi nå?

Ansiktsgjenkjenningen har bydd på flere utfordringer. Blant annet har lyssetting vært et stort problem. Bildene av personene som openCV bruker til ansiktsgjenkjennings-delen burde bli tatt i samme rom/lys som kaffemaskinen skal stå i. Takket være et par scripts vil det ikke ta lange tiden å få lagret nye personer i databasen, og vi kan dermed få testet flere omgivelser og lyssettinger fortløpende. I tillegg har ansiktsgjenkjenningen hatt for lav nøyaktighet og pålitelighet. Vi har fått den til å fungere når den tar for seg en person, men å sjekke flere personer har vært problematisk. I det siste har dette blitt mye bedre, og Raspberry Pi B har blitt byttet til Raspberry Pi3, noe som gir positivt utslag i forhold til deteksjonen.

Når det gjelder kapselstativet, altså innmating/utmating av kapsler, jobbes det med å få det til å snurre rundt som ønsket og med å holde kapslene på plass. Vi har kjøpt inn PVC-rør som skal brukes som aksling og et hjullager som skal inn på PVC-røret, disse skal rotere ved hjelp av en motor, som igjen beveger kapselstativet vårt. I tillegg skal det brukes fjærer i konstruksjonen, en fjær er et maskinelt element som kan ta opp store elastiske formforandringer. Fjærene, som er i karbonstål med sinkbelegg, skal føre en maskindel tilbake til en bestemt stilling og holde den der, slik at kapslene ikke detter ut når kaffemaskinen ikke er i bruk. For å finne egenskapene til fjærene har vi brukt en nettside som beregner alle parameteren knyttet til en kompresjonsfjær, fra enkel geometri og material data. Nettsiden heter www.efunda.com.

fjaer

Bilde 1: Viser hvor man skal måle

karbonstal

Bilde2: Karbonstål har en tetthet på 7850 kg/m3, Poisson ratio 0,27-0,3 og elastisk modulus 190-210 GPa

resultat-fjaer

Bilde 3: Resultater til 5×20 fjær fra nettsiden Efunda

 

Etter at delene til kapselholderen ble printet ser vi at fjæra er litt større i diameter enn hullene de skal inn i. Vi hadde kjøpt fjærer på biltema med målene 5×20, men i virkeligheten er de altså 5,39×20. Dette må vi finne en løsning på; feks. Bruke en annen fjær eller korrigere den vi har slik at den passer. Vi har også fått motorene vi har ventet på. For å være sikre på at de kan fungere i prosjektet har vi gjort en undersøkelse av disse, hvor vi sjekket omtrentlig hastighet og kraft (da spesifikasjoner på et ark ikke alltid overbeviser oss). Det er tre motorer som henholdsvis skal brukes til å bevege kapselstativet, mate ut kapsel fra stativ og til å åpne en luke på kaffemaskinen slik at kapslene faller uhindret inn i maskinen. Sistnevnte har vi ikke helt klart for oss hvordan vi skal løse enda, men vi kommer til å jobbe med dette fremover. I tillegg har vi skaffet sensorer som er tenkt å bruke i sammenheng med motor, for å vite hvilken posisjon motoren har. Dette vil vi styre med en Arduino, vi er i gang med testing av dette nå. Det er også laget til ett tannhjul som skal brukes i kraftoverføring fra motor til kapselholder.

Nå er vi i gang med koppdeteksjonen! Vi bruker openCV og tester deteksjonen med kamera. Den første haar- cascade filen fungerte ikke som ønsket. Det kan henge sammen med hvordan bildene av koppen ble tatt eller at det var for få negative bilder. Vi fortsetter å jobbe med saken. Målet fremover er å få til godt over tredve nye bilder, beskjære dem og lage en ny haar- cascade fil. Vi krysser fingrene for at den vil fungere som ønsket.

Og nest sist, men ikke minst… APP-en. Her har vi kommet godt på vei. Det er satt opp en innloggingsside, og en registreringsside hvor man må oppgi brukernavn og passord. Neste på planen var å opprette en database for å holde på informasjonen. Dessverre fungerte den ikke som den skulle. Vi foretok feilsøk i Android Studio prosjektet og i PHP- filene for registering og innloggingsfunksjonene. PHP- filen skal være feilfri, men likevel får vi ikke lagret i databasen. Dette skaper helt klart forvirring! Vi har derfor sett endel på hvordan menyen skal se ut etter innlogging, det reduserer annet arbeid når problemet med databasen er fikset. Og her går det fremover. Hovedmenyen for APP-en nærmer seg ferdig. Inntil videre har vi gjort det slik at man kan komme videre fra innloggingssiden uten brukernavn og passord, så får vi testet hvordan det ser ut på mobilen. La oss håpe at fremtiden inneholder langt mindre databasetrøbbel.

Til slutt vil vi nevne at vi har demontert to kaffemaskiner som er donert til oss. Dessverre fant vi ingen deler vi kunne bruke, vi donerte derfor to plastposer med deler videre til HSN.

demontering

Bilde 4: Deler fra demonterte kaffemaskiner

 

Vi har også utført strekktest av 3D-printet materiale!

extensometer

Bilde 5: Extensometer

strekktest

Bilde 6: En av strekktestene som er utført

 

Ses snart igjen!

 

Bildebonanza

For å få et bedre innblikk i hva vi holder på med, så kommer det en liten bildespesial her.

 

14690913_1228000383907664_3673700088238719_n

Raspberry pi B, koblet opp for første gang (tilbake i uke 1)

 

14724014_1229671937073842_648977895_o

Ansiktsgjenkjenning fungerer i real-time. Jippi!

 

14796116_1229672313740471_285786070_o

Det har blitt behov for å kjøre flere scripts for å få testet ansiktsgjenkjenningen på flere personer.

 

14799870_1229671223740580_1751539765_o

Fikser ansiktsgjenkjenning openCV på Raspberry Pi.

 

14567417_10157456199040702_5944850167342738702_o

Vi har kommet frem til flere mulige løsninger på blant annet kapselholder, her ser man noen tanker fanget på en tavle.

 

14595573_10157456152535702_1317150293308213579_n

Sammenstilling av kaffetårn, sett fra siden, med kapsler.

 

14494623_10157456152530702_4169580607668336545_n

Assembly kaffetårn sett fra undersiden.

 

14570748_10157456152540702_2658572106838781822_o

Kaffetårn assembly hvor blå flate viser låsefunksjonen til kapsler når den er trukket tilbake. Vil bli fjæring som dytter den i posisjon og låser neste kapsel fra å falle ut.

 

14502695_10157456152670702_3640771495195165234_n

Proof of concept på en utkaster-mekanisme som er designet til kaffetårnet vårt.

 

14570622_10157456199200702_343221291243314817_o

Feil under 3D- printing. Printeren skjønner ikke selv at noe er galt og fortsetter å legge ut materialet i lufta.

 

Det var alt for denne gang, ses snart!

Oppdatering: Hvem, hva og hvordan?

Hva skjer? Hvor langt har vi egentlig kommet? Og ikke minst, blir kaffemaskinen så «smart» som planlagt? Dette prosjektet krever helt klart både samarbeid og «egenarbeid» innen hvert felt, og her kommer en liten oppdatering fra oss alle. Her er det både kriser, lovende resultater, 3D- printing og blogging. Først ut med oppdatering er data, og her er ansiktsgjenkjenning, app og tekniske utfordringer noen stikkord. Data kommer her med ukesoppdateringer ut i fra hvilken uke i prosjektet de er i.

UKE TRE
Kent:Testet med flere personer og resultatet er dessverre mye dårligere enn først antatt. Dette blir en utfordring som må jobbes videre med. For øyeblikket har vi testet med opp til fire personer i databasen og opp til tre personer samtidig foran kameraet. Nøyaktigheten på deteksjonen er alt for lav på det nåværende tidspunkt. Ansiktsgjenkjenningen blander lett personer, og klarer ikke engang detektere ansikter og personer konstant. I tillegg kan personer utenfor databasen lett bli feiltatt som en person i databasen, istedenfor den faktiske personen. KRISE!
Vebjørn: Sjekket rundt på nettet etter ulike App-tutorials. Planlegger å først implementere en logg inn og en registreringsside for så å få lagret dissen dataene i en MYSQL database. Må derfor lære meg basisen i hvordan PHP-programmering fungerer for å koble opp Android-studios mot databasen. PC-problemer har hindret meg i nevneverdig fremdrift kodemessig.
Planen til neste uke er for Kent sin del å jobbe videre med ansikstgjenkjenningen, da denne må forberedes på en eller annen måte. Vebjørn leser seg opp på oppretting av databaser og PHP- programmering. Venter også på ny PC som kreves for å komme i gang med koding. Den mer langsiktige planen er å få ansiktsgjenkjenningen til å takle flere personer, og ha en høy deteksjons-nøyaktighet. Det ideele vil være 100 %, men det kan være vanskelig å gjennomføre i praksis. I tillegg må man finne en løsning på deteksjon av kaffe-kopp. Deretter sy sammen alt til et prosjekt. Vi må også kartlegge tekniske problemer med den nåværende valgte løsningen, og planlegge hvordan hele systemet skal samhandle. Sammen finne tekniske løsninger eller research på de problemene vi allerede nå vet vi kommer til å støte på.
Kent: Jobbet med å fikse vanskene knyttet til ansiktsgjenkjenningen, så på forskjellige metoder og hvordan de utfører. Blant annet å laste ned bildene eller kjøre i sanntid. Hvorvidt det gir en effekt på nøyaktigheten. Fant ikke en målbar forskjell på disse to framgangsmåtene. Så står fortsatt fast i forhold til forbedring av nøyaktigheten til ansiktsgjenkjenning. Planen framover blir å prøve å endre lys, kvalitet, størrelse og andre lignende egenskaper på bildene for å se hva som gir den beste ytelsen og kvaliteten.
Vebjørn: PC-problemene er borte, så nå kan det startes med koding. Har fortsatt endel research å gjøre før arbeidsoppgavene blir mer konkrete. Funnet et par tutorials som kan hjelpe på vei både med android studios og database-delen.
Kent og Vebjørn: Satt oss ned denne uken med å se litt på hvordan vi tenker at de forskjellige delene i prosjektet skal kobles sammen, sånn som App’en, RPI`en, gjenkjenning av ansikt/kopp og motorer. Og ikke minst hva som blir utfordringene framover. Hva vi har kontroll på, og hva som vi trenger å finne løsninger på.
Systemet vil fungere på denne måten: En bruker vil bruke APP til å logge seg inn (eller registre seg) og velge hans kaffepreferanse. Informasjonen vil bli sent og oppdatert i gitte intervaller på RPI. I tillegg vil RPI laste inn kaffepreferanser for hver gang systemet blir slått på. Når systemet er oppe vil den konstant sjekke etter om det blir plassert en kopp foran kaffemaskinen. Når dette skjer, blir deretter frontkameraet aktivert og prøver å identifisere personen. Hvis personen blir identifisert vil RPI hente informasjon som kaffepreferanse, hvis ikke brukeren er identifisert gjør den ingenting. RPI kontrollerer deretter motorene og henter den gitte kapseltypen. Deretter venter RPI til kaffen blir fylt og koppen blir flyttet før den går tilbake til å sjekke etter nye kaffe-kopper og oppdaterer informasjonen i gitte intervaller. Rinse and repeat.
Noen av de større framtidige problemene som vi ikke helt vet hvordan skal gjøres er blant annet forbindelsen mellom RPI og APP, hvordan de skal sende og motta informasjon. Hvordan RPI skal kommunisere med motorer, hvilken motor skal vi ha, hvilken bus-protokoll vi skal bruke, men alt dette er litt tidlig å svare på. Deteksjon av kopp, og nøyaktighet av ansiktsgjenkjenning må vi også jobbe videre med, samt få RPI til å kjøre programmet fra oppstart, og ikke minst hvordan vi skal sette alt sammen slik at det gir et resultat vi er fornøyd med.
Til neste uke ønsker Kent å få jobbet videre med å forbedre nøyaktigheten på ansiktsgjenkjenningen, men også begynne å tenke på hvordan kopp-deteksjon skal funke. Blir det kamera, sensor etc? Vebjørns oppgave er hovedsakelig å få koblet til mobilen og få opp appen på den, gjerne med en enkel innloggingside. Langsiktig plan er hovedsakelig den samme som forrige uke. Ønsker å se mer inn på research i forhold til hvordan vi kan løse de tekniske utfordringene som vi vil møte om noen ukers tid.
Neste ut er maskin, og her er kapselmateren i hovedfokus, samt 3D- printing. Oppdatering kommer her: Det er jobbet med videre design av kapselmater, da løsningen vi hadde med å bruke en kjøpt del fra Elkjøp ikke stod til alle kravene våre. Vi går fortsatt for et likt konsept, men har designet en litt annerledes modell. Denne vil være betraktelig lettere enn den kjøpte delen og det gjør det enklere å komme til med motoren som skal styre kapslene ned i maskinen. Det er brukt en del tid på å diskutere forskjellige alternativer i forhold til design, men det er nå laget en som ser lovende ut. Den kjøpte delen fra Elkjøp er det fortsatt muligheter for å bruke deler av. Det har også blitt designet litt forskjellige modeller for kapselbeholderen, men utseende er ikke forandret så mye. Det som er diskutert og designet er forskjeller for hvordan den skal settes sammen etter 3D- print. Det er også blitt sett mer på touchpenn, siden kaffemaskinen har tre touch knapper. En løsning er å se om en eventuell del av kobber kan fungere som en touchpenn. Etter kontakt med Nespresso har vi fått donert to kaffemaskiner som vi kan ha til rådighet og det gjør at vi har eventuelle ekstradeler tilgjengelig ved behov. Utover dette har vi hatt en samtale med Lars Heggen fra Tinius Olsen Skolen. Heggen har sagt seg villig til å holde en opplæring på strekkprøve- maskinen, men tidspunkt for dette er ikke helt sikkert ennå.

Kapselmateren ble klargjort for 3d- print, men når vi så nærmere på det oppdaget vi at det var mulig å kutte ned på størrelse. Hadde vi gått videre med den opprinnelige modellen hadde hele delen kostet 3000 kroner, men etter omgjøring av modellen ble kostnadene halvert. Vi er opptatt av å lage en så god modell som mulig når vi modellerer, slik at en kan gjøre endringer ved behov. I tillegg ble tiden vi brukte på printingen kuttet med den nye modellen (fra beregnet tid på 12 timer for en del til 15 timer på to deler) og man kan nå produsere to deler samtidig. Når delene skulle printes ut lagret vi filene i STL- format for å klargjøre delene for print. Det er først en kalibreringsrutine på plata for å se om den kan brukes, og maskinen bruker en sensor for å sette nullpunktene sine. Så begynner printingen. Det tilføres da lag for lag med materiale til det endelige produktet er ferdig. I 3D- printeren vi bruker er det ABS- plastikk og printmaterialet kommer på spoler som mates inn i maskinen, varmes opp og føres ned til dysen hvor det blir formlagt. På vårt første printingsforsøk skjedde det en feil med selve maskinen, så det var bare senga som ble printet (se bilde 4). Alt i alt fikk vi printet totalt to ferdige deler, og vil fortsette å printe resten av modellen neste uke.
Det ble også diskutert å bytte ut materiale på stoppeklaffene. En løsning her er å gå for eventuelt aluminium istedenfor plast fra 3d- printen. Dette ser vi nærmere på, om vi har tid til rådighet. Det må også sees litt nærmere på friksjon før det blir tatt en endelig beslutning. Enn så lenge blir det printet ut i plast.

 

printing

Bilde1: første utkast, ser at delen er veldig stor og dekker hele platen i maskinen

 

print2

Bilde 2: printe maskinen

 

print3

Bilde 3: siste utkast. viser hvordan delene ligger på platen inne i maskinen. 2 deler printet samtidig

 

forste-print

Bilde4: Første print forsøk, maskinen fikk problemer med å printe

 

forste-deler

Bilde 5: De to ferdige delene for denne uken

Så over til elektro. Elektro har frem til nå jobbet tett med maskin i forbindelse med design av det fysiske produktet, deler som skal produseres og andre viktige beslutninger. Dette er naturlig da løsningene som velges her har en stor betydning for hvilke valg vi gjør og kommer til å gjøre videre i prosjektet. Vi har kommet frem til flere mulige løsninger på flere deler av systemet, i tillegg til sub-systemer til disse igjen. Enkelte viser seg da praktisk gjennomførbare mens andre kanskje er vel visjonære. Mye av dette er nevnt tidligere, også lenger opp i dette innlegget. Elektro har også begynt å lese seg opp på motor- og sensorløsninger, og dette vil vi fortsette med videre. Det er laget en “Control Loop Analysis”, og denne kan du se her: control-loop-analysis

Vi venter spent på noen motorer vi trenger til prosjektet, disse skal være på vei, men usikkert når de er på plass. Av den grunn har vi foreløpig kun datablader å stole på når det gjelder hva motorene kan rotere/bevege. Alle maskinerte deler er heller ikke på plass enda (men det skjer mye fremover), så eksakt vekt på det totale systemet er pr dags dato kvalifisert gjetning. Og det er av den grunn litt usikkerhet når det gjelder kraft/momentet til motorer vi tenker å bruke, er den sterk nok? Ellers har jeg, Ole, hatt ansvar for bloggen fra start av og bruker en del tid på å oppdatere, redigere og samkjøre den.

Alt i alt; det går fremover! Noen tilbakeskritt, noen overraskelser og kriser, noen gode vurderinger og en del samarbeid. Nå er vi spent på veien videre. Vi holder dere oppdatert!

Utførelsesfase: Just do it?

Hvor begynner man når man har så mange planer? Hvem gjør hva? Og hva trenger man av utstyr? Vi har begynt med å modellere og har blant annet modellert kaffemaskinen i 1:1 størrelse (se figur under).

 

k2k1

Bilde 1 og 2: Modell av innkjøpt kaffemaskin

Når det gjelder annet utstyr har gruppen diskutert og tenkt en del rundt dette. Foreløpig antar vi at det trengs tre-fire motorer. Vi trenger bla. en motor som kan rotere kaffestativet, men også en som kan hente frem kapsler.

 

modell-motor-smartsystem

Bilde 3: Modell av motor
Det blir spennende å se hvordan dette utvikler seg og vi kommer nok tilbake til det i løpet av prosessen. Kanskje flere ganger? Hvem vet. Gruppen kommer, som nevnt, til å bruke en del 3-d print i oppgaven. For å finne ut styrken til materialet har det blitt produsert strekkstaver i materialet som blir printet. Disse stavene blir tatt med til laboratoriet på HSN og strukket i maskin for å finne verdier på materialet.

I dette prosjektet spiller software stor rolle, her kommer en oppdatering:

Data-delen av dette prosjektet kan lett bli delt opp i noen hovedområder: ansikts-gjenkjenning, gjenkjenning av kopp, styring av motorer/servo og app. I tillegg til det blir det også en utfordring med å få alt til å fungere sammen med hverandre på riktig måte.
Recap fra uke 1, data: Vi har delt inn hovedansvar for App (til Vebjørn) og hovedansvar for ansiktsgjenkjenning (til Kent). Den første uken har vi drevet med en god del oppdateringer. Vi kommer til å bruke en Raspberry Pi i prosjektet, koblet opp mot raspberry pi kamera og et ekstra kamera eller sensor. RPI`en kommer også til å styre motorene som trengs for å få den riktige kapselen til maskinen. Denne uken har vi jobbet for å få raspberry-pi kamerat til å ta bilder og snakke sammen med openCV. Vi startet med å få tak i et SD-kort til RPI`en. Deretter har vi reformatert kortet og fått installert raspbian (et operativsystem basert på Debian). I tillegg har vi fått lastet ned openCV som er et open-source facial-recognition software. På app fronten har Vebjørn fått lastet ned Android studios og begynt å planlegge hvordan app`en skal bygges, og funksjonaliteten den må innholdet.
Recap fra uke 2, data:
Ansiktsgjenkjenning funker! (I det minste delvis…)
Har lastet ned firmware oppdateringer på kamera fronten. OpenCV tar nå rundt 14-16 bilder i sekundet med raspberry pi`en. Noe som er mye mer enn hva vi trenger. For øyeblikket har jeg alt kjørende i samtid, og kameraet detekterer ansikter flere ganger i sekundet(4-8 bilder). Jeg har matet Raspberry pi-en med en del bilder av diverse personer. Ut fra det klarer den å kjenne igjen ansikter (av forskjellige typer, både av mann/kvinne). Neste skritt blir å sjekke hvordan den håndterer flere personer av gruppen.
I tillegg har jeg laget et lite script for å ta bildene som er nødvendige av hver enkelt person samtidig over kort tid. Deretter bruker jeg et annet litt større script som sjekker bildene etter ansikt, reformaterer størrelsen, lagrer som nytt bildet med spesifisert navn og endrer bildet til gråtoner istedenfor farger. Dette hjelper med å effektivisere antall personer som kaffemaskinen kan identifisere. Til nå har den klart å kjøre med 65 bilder av diverse personer og 25 av meg (Kent). Den klarer fint å skille mellom andre personer og meg i de fleste tilfeller. Kanskje det blir nødvendig å ta færre bilder og heller laste dem ned og analysere dem for mer nøyaktighet? Time will show.
Vebjørn har dessverre måtte bestille ny pc, og har ikke kunnet jobbet med app`en før neste uke.

Stay tuned!

Planleggingsfase. Planer – ikke bare for Egon Olsen

I møter har det blitt diskutert forskjellige ønskede design og funksjoner for det endelige produktet. Kunne vi få den til å «nekte» brukeren kaffe etter feks klokken 23? Nei, det ville ikke falt i god jord hos alle nattarbeidere der ute. Skal maskinen kjenne igjen forskjellig type kopper? Kanskje, men kanskje må vi få den til å kjenne igjen en kopp i det hele tatt først. En hel masse spørsmål og problemstillinger- igjen. Og ikke like mange svar.
Etter flere skisser står vi nå igjen med to forskjellige løsninger for innmating av kapsler. Det ene alternativet er å bruke et kapselstativ som er produsert av Nespresso, som vi modifiserer til å møte våre krav. Det andre alternativet er å modellere en innmatingsmekanisme i solidworks. Per tiden heller vi mot å bruke kapselstativet. Tanken er at stativet skal være i en liggende posisjon, og at det lages en forhøyet «plattform» som holder stativet oppe, slik at det ikke kommer i kontakt med «kaffeslusen». Det er fortsatt ikke endelig avklart hvor mange motorer som skal brukes til dette og hvilke type motorer vi ender med.

Vi skal også finne ut om det kan brukes en touch penn for på- knappen, og hvordan det skal løses. Her har det allerede blitt prøvd forskjellige ideer, men det har vist seg å være vanskelig å gjennomføre i praksis på grunn av maskinelle/motoriserte krav. Det har blitt diskutert å modifisere kaffemaskinen og modellere et større oppbevaringsrom for brukte kapsler under maskinen. I dette rommet ønsker vi å ha en oppbevaringskasse som kapslene ligger i. Denne kassen består av to separate deler hvor den øverste delen inneholder de brukte kapslene, og den nedre delen eventuelle rester fra kapslene. Disse delene er planlagt å produsere med en 3D- printer, mens selve forhøyningen vil være av pleksiglass som blir lakkert. Ved å lage en hengslet luke får vi mulighet til å åpne, hente ut oppbevaringskassen, og dermed fjerne brukte kapsler på en enkel måte.
På motsatt side av kaffemaskinen finner vi utstyr som elektro- og data trenger. Planen er å bygge denne lagringsplassen i pleksiglass. På den måten det vil være mulig å se delene som befinner seg der. Den vil også bli konstruert slik at det er lett å ta av/på pleksiglasset, noe som gir enkel tilgang til utstyret. Til slutt er det ønskelig å frakte den ferdige kaffen til en ny plattform. Her er det nødvendig å finne en løsning på denne transportetappen, og det har blitt diskutert å montere et rørsystem fra utgangsposisjon til den nye plattformen.

Det har altså kommet mange konkrete tanker rundt kaffemaskinen i seg selv, men vi stopper ikke der. Vi ønsker jo også å lage en app som brukerne av kaffemaskinen kan koble seg opp mot og som kan registrere nye brukere ved behov for det. I app`en skal brukeren kunne velge sin kaffepreferanse og denne informasjonen tenker vi at skal sendes videre til en Raspberry pi. Hver gang Raspberry pi er slått på vil den laste inn kaffe-preferansen, og «oppdatere seg» slik at den bruker kort tid på å finne ut om en bruker har endret sine preferanser. Målet er at brukeren skal tenke «jeg har verdens beste kaffemaskin! Ingen kjenner mine behov slik som den». Men det hjelper jo ikke om den vet hva brukeren ønsker, hvis den ikke heller kaffen i en kopp. Så neste tankespinn handlet om dette. Ønsket er at kaffemaskinen vet om det er en kaffekopp på plattformen eller ikke. Når en kaffekopp blir observert vil et kamera identifisere personen som har satt fra seg koppen. Målet er at identifiseringen fører til at riktig kapsel blir plukket ut (ut fra denne personens preferanser i appen) og kaffen blir laget. Nok en gang bekreftes brukerens tanker om «verdens smarteste kaffemaskin». Når koppen fjernes er systemet klart for neste kopp.

 

 

smart1smart2

Figur 1: skisser av forskjellige løsninger av innmating av kapsler. Figur 2: Skisser av ønsket sluttprodukt

CoffeeFreaks

Prosjektet og gruppemedlemmene

I smarte systemer gis ingen konkrete prosjekter. Her er målet å gjøre nettopp det faget heter; “gjøre et system smartere”. For eksempel kan man ta et eksisterende produkt og modifisere det. Skape nye funksjoner og bedre løsninger. Etter idemyldring i gruppen og mange forslag rundt hva vi kunne gjøre “smartere”, endte vi med en kaffemaskin som utgangspunkt for prosjektet vårt. Årsaken til valget var kort fortalt alle forelesere og studenter som ikke kommer gjennom dagen uten kaffe. Hva med å gjøre det enklere for så mange brukere av kaffemaskinen? Valget åpnet videre for mange spørsmål og problemstillinger, og i starten av prosjektet satt vi igjen med disse ønskene for maskinen:

  1. Styres av en app
  2. Ansiktgjenkjenning
  3. Automatisk innmating av kapsler
  4. Automatisk utmatning av kapsler
  5. Gjenkjenning/registrere kaffekopp

Dette er ting vi kommer tilbake til underveis i bloggen.

Vi er gruppe fem og har valgt å kalle oss CoffeeFreaks. Gruppen vår består av totalt seks personer, hvor det er to fra hver fagretning. Kent Kjeldaas er utnevnt gruppeleder.

olemin

Elektro: Ole M. Furuhaug & Min Tang

 

kentvebjorn

Data: Kent Kjeldaas & Vebjørn Sveva

 

maritakim

Maskin: Marita Jøsok & Kim Hellevammen

 

Kaffemaskinen og krav

Det er valgt en kaffemaskin som sto til de kravene vi har satt oss. Kravene  til systemet er enkel innmating av kapsler, automatisk utkasting av kapsler og vekt under 5 kg. Når det kom til størrelse var det ønsket å ha en så kompakt maskin som mulig. Vanntanken bør være lett tilgjengelig, da det gir mulighet for å modifisere til større vanntank.

Etter et besøk hos Elkjøp ble det bestemt at Nespresso U (D 50) var den maskinen som mest tilfredsstillende møtte kravene i forhold til sine konkurrenter. Målene til kaffemaskinen er B: 115 mm H: 251 mm D: 369 mm. Nespresso maskinen er en automatisk kapselmaskin med en vannbeholder som rommer omkring 0,8 liter. Pumpetrykket er 19 bar og maskinen vil skru seg av automatisk når den ikke er i bruk. Effekten er på 1260 Watt og vekten er 3,5 kg.

 

 nespresso

Figur 1: Nespresso U (D 50) kaffemaskin