Geavanceerde Kleurensorteermachine met Arduino en RGB-sensor

Onderdelen en Benodigdheden

Benodigde Tools en Machines

• 3D-printer
• Schroevendraaier
• Kabelstripper
• Tang
• Solderbout
• Multimeter
• Krimptang

Over dit Project

Het grappige aan dit project is dat het nooit bedoeld was om te worden. Ongeveer 3,5 jaar geleden begon ik met het ontwerpen van een veel complexere kleurensorteermachine, maar zoals bij veel van mijn projecten, bleef het halfaf liggen en stofte het in op het vensterbankje (ik ben zeker dat niemand zich hierin kan herkennen haha).

Kortom, een paar maanden geleden besloot ik het oude project weer op te pakken. De eerste uitdaging was om Skittles uit een reservoir te halen en hun kleur betrouwbaar te controleren, terwijl het systeem zo compact mogelijk bleef (wat me de eerste keer niet lukte). Ik overtuigde mezelf ervan dat een eenvoudigere sortermachine het ontwerp van het voedsysteem zou fixeren. Ik dacht domweg dat het een klusje van twee weekenden zou zijn... Oh boy, lag ik mis!

Het kostte me twee volledig verschillende ontwerpen en veel aangepaste prototypes om iets werkends te krijgen (ik ondervind nog steeds af en toe ophaalproblemen).

Ondanks de imperfecties ben ik toch best tevreden over het resultaat.

Hoe Werkt Het?

De machine bestaat uit twee hoofdfasen:

1. Bovenste fase – Voeding en kleurdetectie: Bovenin zit het reservoir met ongesorteerde Skittles. Aan de onderkant zit het voedmechanisme dat Skittles ophaalt en positioneert voor de kleurensensor.
2. Onderste fase – Sortering: Zodra de kleur bepaald is, draait de buizenhouder de juiste buis voor het voedmechanisme, waarna de Skittle erin valt.

Het voedmechanisme bevat een arm die het reservoir schudt om verstoppingen te voorkomen (hoewel dat nog steeds soms voorkomt).

De cyclus herhaalt zich tot het reservoir leeg is.

Wil Je Er Eén Zelf Bouwen?

Alle benodigde bestanden en instructies vind je op: littlefrenchkev.com/colour-sorting-machine

Montage

Na het downloaden en printen van de onderdelen zou je zoiets moeten hebben:

De voorste schaal komt in twee versies – functioneel identiek, alleen een andere look.

Initiële Setup

Bij de eerste inschakeling bewegen beide servo's naar hun startpositie. Zorg ervoor dat:

• De ophaalarm/schijf zich in de bovenste positie bevindt
• De buizenhouder uitgelijnd is met het voedmechanisme

Probleemoplossing

LED knippert rood – geen startsequentie

Als de LED na de startpositie rood begint te knipperen in plaats van de startsequentie uit te voeren, wordt de RGB-sensor niet gevonden. Controleer de bedrading of vervang de sensor.

Buizen lijnen niet goed uit

Oorzaak 1: Servo's zijn niet perfect nauwkeurig of er zijn afwijkingen in de printafmetingen. Corrigeer dit in de software door de colour_angle-array aan te passen. Elke waarde vertegenwoordigt de servopositie voor een kleur.

Oorzaak 2: Printtoleranties veroorzaken spel in de tandwielen van de buizenhouder. Afhankelijk van de draairichting kan de buis de stpositie overschrijden. Corrigeer dit met de forward_anti_backlash en backward_anti_backlash variabelen.

Kleurenmixing

Pas de colour_limit_values arrays aan. Elke array bevat de minimum en maximum waarden voor Rood, Groen en Blauw. Voor calibratie: laad de machine met één kleur, open de seriële monitor en noteer de RGB-waarden die worden gelezen.

Een Paar Coole Features

• RGB-led: Verandert kleur tijdens het sorteren naar de kleur van de Skittle die wordt afgewerkt. Na het leeglopen van het reservoir doorloopt hij alle kleuren. Knippert rood bij opstart als de sensor niet gevonden wordt.
• Anti-backlash compensatie: De code compenseert tandwielspel door de houder eerder of later te stoppen, afhankelijk van de draairichting.
• Vertraging met LED-overgang: De set_led(ms, kleur) functie werkt als delay() maar laat de LED vloeiend overgaan naar de nieuwe kleur tijdens het wachten – perfect voor het aanpassen van de LED-kleur terwijl de buizenhouder draait.

Extra Opmerkingen

1. Ik printte in zwart, wat de sensorwaarden beïnvloedt (vooral wanneer geen Skittle gedetecteerd wordt).
2. Na herhaald sorteren worden Skittles moeilijker te lezen – ze verliezen glans of worden kleverig. Gebruik voor calibratie 'verse' Skittles.
3. Gebruik voedselveilig filament als je de machine voor echte voeding wilt gebruiken.
4. Volg mijn projecten op Instagram: @little_french_kev

Code

De complete Arduino-code (LFK_sorting_machine.ino) is te lang om hier volledig weer te geven, maar bevat:

• Initialisatie van TCS34725 RGB-sensor en twee servo's
• Kleurdetectie met meerdere metingen en gemiddeling
• Buizenhouder positioning met anti-backlash compensatie
• RGB-led besturing met vloeiende kleurovergangen
• Startsequentie en foutafhandeling

Download de volledige code via de projectpagina of GitHub.

Schema's

De bedrading is redelijk rechttoe-rechtaan. Let op: Zorg dat je buck-converter 5V uitgaat voordat je iets aansluit!