Roboexotica 2018 - Festival for Cocktailrobotics

Eine neue Idee für unsere nächste Maschine

Eine neue Idee für unsere nächste Maschine haben wir bereits. Die letzte Konstruktion war zwar gut, aber letztlich viel zu klein. Deshalb soll es dieses Jahr eine deutlich größere Maschine werden.

Mein Ziel ist es, eine Anlage zu bauen, die mindestens 16 Flaschen verarbeiten kann. Auch die Zugabe von Gurken- oder Zitronenscheiben sowie Eiswürfeln soll automatisiert werden. Ein weiteres Problem war bisher das relativ feste Fruchtmark, das wir bislang ebenfalls nicht automatisch beimischen konnten. Auch dafür müssen wir noch eine geeignete Lösung finden.

Meine Mitstreiter aus dem Jahr 2017 sind von der neuen Idee allerdings noch nicht besonders begeistert. Vermutlich steckt ihnen der Aufwand des vergangenen Jahres noch etwas in den Knochen!

Die technische Umsetzung

Mechanisch haben wir also noch einiges vor, bevor die neue Maschine einsatzbereit ist. Die gesamte Steuerung möchten wir diesmal auf einem ESP32 zusammenführen und über eine Webanwendung bedienen.

Als Grundlage für den Aufbau sind zwei halbe Europaletten vorgesehen. Ich habe bereits damit begonnen, die ersten Bauteile zu besorgen und das ursprüngliche Konzept noch einmal gründlich zu überdenken.

Dabei verfolgen wir zwei wesentliche Ziele: Der Arbeitsaufwand für die Standbetreuer soll während der Veranstaltung möglichst gering bleiben, während der Spaßfaktor für die Besucher möglichst hoch sein soll.

Natürlich dürfen auch diesmal zahlreiche LEDs nicht fehlen. Schon bei unserer letzten Maschine haben sie eine enorme Anziehungskraft auf die Besucher ausgeübt. Diesen Effekt wollen wir bei der neuen Konstruktion wieder nutzen.

Eine neue Idee: Bierglas-Curling

Bei einem Firmenfest hatten Lehrlinge einen Tisch für Bierglas-Curling gebaut. Diese Idee hat mir so gut gefallen, dass wir beschlossen haben, einen solchen Tisch nachzubauen.

Unser Exemplar wird sich allerdings in einigen Punkten vom klassischen Curling unterscheiden: Wir spielen mit Bierkrügen statt mit Curlingsteinen, und als Spielfläche dient eine Resopalplatte.

Ursprünglich hatte ich geplant, die Bierkrüge mit RFID-Chips auszustatten und im Zielbereich einen RFID-Leser zu installieren. Inzwischen habe ich jedoch eine andere Lösung ins Auge gefasst.

Stattdessen möchte ich den Tisch mit Ferromagneten ausstatten und in die Bierkrüge jeweils einen Hall-Sensor integrieren. Damit soll erkannt werden, wenn ein Krug den Zielbereich erreicht. Je nach Position oder Treffer können die Bierkrüge dann in unterschiedlichen Farben aufleuchten.

So verbinden wir ein einfaches Geschicklichkeitsspiel mit Elektronik, Sensorik und einer ordentlichen Portion Lichteffekten.

Der Aufbau des Curling-Tisches

Als Spielfläche verwenden wir Resopalplatten. Der Tisch soll ungefähr 280 cm lang und 85 cm breit werden.

Damit die Bierkrüge nicht von der Spielfläche rutschen, bekommt der Tisch seitliche Begrenzungen. Diese werden ebenfalls aus Resopalplatten gefertigt und etwa 10 cm hoch sein.

Für die Befestigung und den stabilen Aufbau verwenden wir 20 × 20 mm große Nutenprofile mit Nut 6. Damit lassen sich die Begrenzungen montieren und bei Bedarf auch wieder umbauen.

Damit steht das Grundkonzept für unser neues Projekt. Jetzt geht es darum, die mechanischen Komponenten zu konstruieren, die Sensorik sinnvoll zu integrieren und die Steuerung umzusetzen. Es gibt also wieder jede Menge zu tüfteln!

Als Tischersatz werden Europaletten dienen, da ich eventuell einige Europalettenmöbel zur Vervollständigung des Standes auch noch bekomme Als „Siegerprämie“ denken wir z. Z. an Energy-Drink-Dosen und ausgesuchte Biere. 

Unten: der Transport der Resopalplatte. Diese war leider etwas zu groß für mein Auto. Die Dachträger hatte ich mir vor Jahren mal bei IKEA besorgt und sie haben tadellos funktioniert (bin aber nicht weit und auch nicht schnell gefahren).

Erster Aufbau im Keller, um die Dimensionen mal zu betrachten und ersten Gleitversuche mit unterschiedlichen Gläser.

 

Hier schon mit den passenden Gläser. Ist nicht einfach das Ziel zu treffen.

Unten die Versuche, die richtigen Maße für die Aluminium-Systemprofil auszuloten. Die Ecken mussten weggeschnitten werden.

Das gute Werkzeug von Bernhard für die Gewinde die für die Verbindungswürfel notwendig sind.

Alles mal versuchsweise zusammen geschraubt. Eventuell kommt noch eine Aluminium U-Profile auf die Seitenwände drauf.

21.10.2018: Heute haben wir noch weiter wichtige Positionen bestellt. Die RGB-LED-Strip mit WS2812b-Controller, die Neodym-Magneten 30 × 2 mm und noch einen Münzprüfer. Wir müssen leider für jedes Spiel etwas verlangen, da die Anschaffungskosten doch in die dreistelligen Euros gehen. Um hier der Diskussion aus dem Weg zu gehen, werden wir einen Münzprüfer noch anbauen, der ein Spiel starten lässt. Wir denken, ein Spiel mit drei Versuchen kann durchaus 1 € kosten, da es ja auch eine Dose eines namhaften Energy-Drinks oder ein Bier als Gewinn geben könnte.

Unten der Münzer, den wir für wenig Geld bei Amazon erstanden haben.   Das Teil hat mich aber doch 2 Stunden gefuchst, bis ich die Programmierung verstanden habe. Jetzt noch einen Arduino an den Münzer anschließen und etwas Code und dann wird das schon was.

Wir haben dann noch eine Beleuchtung für das Ziel vorgesehen, wo wir auch eine Kamera anbringen wollen, die einen besseren Überblick zulässt. Mittlerweile haben wir auch die Folie auf einem Folienschneider angefertigt, um das Ziel besser visualisieren zu können. Nächste Woche wird alles zusammengebaut und anlässlich der Geburtstagsparty meiner Tochter mal probeweise getestet. Hoffentlich bekommen wir noch alle Teile und die Codes für die ESP32 werden zumindest ansatzweise fertig. Die Aluminium-Systemprofile lassen leider auf sich warten, damit was am Tisch weitergeht. Ach ja, die Neodym-Magneten (30 mm im Durchmesser) sind auch schon angekommen. Heute (27.10.2018) haben wir mal den Hall-Sensor im ESP32 ausprobiert. So wie die ersten Versuche aussehen, werden wir alle 10 Stück der Neodym-Magneten nutzen müssen, um eine verlässliche Anzeige zu bekommen. Habe auch das Inlay für die Biergläser probeweise mal gefräst. Die Gläser sind leider nicht alle gleich, daher musste ich den Durchmesser anpassen, damit die Scheiben auch auf den Boden kommen. In die Inlays werden die RGB-LED-Ringe eingelassen, so leuchten diese auch besser, und dann kommt noch der ESP32 in die Mitte sowie ein LiPo-Akku mit Halter. Sieht dann in etwa so aus (unten noch mit einem UNO).  

Stephan war auch da und wird sich wie letztes Jahr der SW annehmen (er hat aber schon wieder Ideen, die alles perfekt machen würden) Zielerkennung per Videoanalyse). Ich bin da mal pragmatisch, einfach, und funktionieren soll es werden. Wir haben uns darauf geeinigt, dass der Münzprüfer und ein Arduino UNO sich um das Zählen der Münzen kümmern. Die Freigabe des Spiels wird durch das Ändern der Farbe von Rot auf Grün in den Gläsern angezeigt (hier werden wir noch Zugmagneten unter den Tischen montieren, hoffentlich reicht der Magnetismus aus). Eventuell werden auch die Lichterketten in dem Aluminium-Systemprofil mit demselben UNO angesteuert.

Noch einiges zu tun. Morgen haben wir ja eine Stunde länger „Sommerzeitumstellung“ und Regen. Vielleicht geht da wieder was weiter.

30.10.2018: Heute habe ich an dem Münzergehäuse gearbeitet. Ist aus den Resten von Resopal entstanden. Auch habe ich an einigen Zeilen des Codes mich mal versucht. Ja, es funktioniert: 1€: zwei x blinken und 50 Cent: 1 x blinken. Ebenso habe ich einige Versuche mit dem Hallsensor angestellt und die Hubmagneten ausgetestet. Leider geben die kein so großes Magnetfeld ab wie erhofft. Wird aber schon irgendwie funktionieren. Ich habe mich dann auch noch um die Beleuchtung des Aluminium-Systemprofils angenommen. Die leuchten jetzt schon ordentlich.

01.11.2018: Heute habe ich die Inlays der Gläser gefräst. In die Inlays werden ja die runden RGB-LEDs und der ESP32 eingelegt. Dann habe ich bei zwei Abgrenzungen auch noch unser Logo „UNDERGROUND-MAKER“ eingefräst. Irgendwo wollen wir ja auch verewigt sein.

03.11.2018: Wir haben dieses Wochenende den Lasercutter mal zum Laufen gebracht. Mehr hier. Dieses hat uns leider etwas aufgehalten. Dabei sind aber einige Teile entstanden, die wir auch für unseren Tisch verwenden können, wie die Verschlussklappe für das Münzergehäuse und einige Beschriftungen. Wir haben auch das Logo für das Ziel nochmal „ausgelasert“, da mir das mit der Folie nicht so richtig von der Hand gegangen ist und diese dann im Zorn im Mistkübel gelandet ist Leider ist das mit der Schablone und dem Farbe-aufrollen auch nicht wirklich zu meiner Zufriedenheit gelungen.

Hoffentlich kommen Montag oder Dienstag die restlichen Aluminium-Systemprofile Bei der ersten Bestellung habe ich mich leider in der Dimension geirrt und 20 × 20-mm-Profile bestellt. Um die Zeit etwas zu nutzen, habe ich alles mal ordentlich zusammengestellt, damit es umgehend weitergehen kann. Berni hat dann noch neben dem Test des Lasercutters (sein neues Spielzeug) die Halterung für die Kamera angefertigt.

05.11.2018: Unten der fast fertige Bierglas-Curling-Tisch. Hier fehlen jetzt noch der Münzprüfer und die Start- und Zielmagneten. Die liegen noch am Arbeitsplatz und hoffen auf deren Endmontage (brauche diese noch für weitere Tests der SW).

Beim Unterbau bin ich mir noch nicht sicher, ob da die bereitgestellten Konstruktionen oder doch die Variante mit den Paletten kommt. Die Paletten würden dem Tisch noch einen rustikalen Stil geben. Weitere Versuche, das Ziel zu treffen, sind nach wie vor sehr schwierig. Ich brauche fast immer 30 bis 40 Versuche, bis es einmal klappt. 18.11.2018: So, wir haben noch 3 Tage bis zur Roboexotica 2018. Was ist fertig? Der Tisch steht (etwas wackelig, aber er steht). Hier hoffen wir auf den „angesprochenen“ Unterbau des Theaters Heute haben wir den Münzprüfer mit der „Start-Apparatur“ software- und hardwaremäßig vereint. Bis auf einen Massefehler – der Zähler geht schon los, wenn nur der Münzprüfer berührt wird – läuft alles. An den Glaseinsätzen habe ich letzte Woche schon gearbeitet, heute sind wir dem Arduino OTA ESP32: Wi-Fi (OTA) Wireless Update nachgelaufen, da die endgültigen Parameter via OTA eingespielt werden müssen. Es hat sich leider herausgestellt, dass bei dem LiPo-Akku das Gehäuse aus Metall besteht und dies doch etwas Einfluss auf den Hall-Sensor hat. Aus diesem Grunde musste auch von den Elektromagneten auf Neodym-Magneten für die Umschaltung beim Start ausgewichen werden. Die Neodym-Magneten werden via Servos von der Startposition jetzt weggedreht. Was steht noch an? 3 × die ESP32 mit der letzten FW-Version mit Arduino OTA ESP32: Wi-Fi (OTA) Wireless Update aufspielen, dann die ESP mit Kupferlackdraht und den RGB-LEDS noch verlöten und auf die Plexiglaseinheiten aufbringen. Dann muss alles mal auf Herz und Nieren getestet werden und danach wiederum für den Transport nach Wien zerlegt werden. Hoffentlich überleben alle Teile den Transport und kommen gut in Wien bei der Veranstaltung an. 19.–22.10.2018: Hier wurde noch der Feinschliff bei der SW durchgeführt und alles zusammen gelötet. Wie durch ein Wunder hat dann auch alles funktioniert und die Anreise mit Hilfe unseres guten Geistes Gerhard mit seinem Anhänger konnte starten.

22.–24.10.2018: vier sehr schwierige Tage. Wenig Schlaf und die Maschine am Laufen halten. Meine Kinder haben mich am Samstag abgelöst. Wie schon letztes Jahr war ich das schwächste Glied hier in der Kette. Mann wird halt nicht jünger.

27.11.2018: Wir waren dabei und unser Tisch hat hervorragend und fast ohne Ausfall funktioniert. Was haben wir noch ändern müssen? Der Münzprüfer hat uns leider einen Strich durch die Rechnung gemacht. Leider hat er nach wie vor andauernd Impulse an den Arduino abgegeben und damit auch der Startsequenz in den Biergläsern. Dieses haben wir dann in der Folge durch einen Schranken noch behoben. War auch leider notwendig, da, wenn Gruppen gekommen sind, diese durch die Gruppendynamik nicht von „Freispielen“ abgehalten werden konnten.

Hier einige Bilder: 

Unser Stand war regelmäßig gut bis sehr gut besucht. Teilweise mussten wir auch Spielverbote aussprechen, da es einige Gäste so angetan hat, dass diese zu viele „Sponsoren“ am Tisch liegen hätten lassen. Ab maximal 20 € war für uns dann Schluss. Wir haben für jeden Kunden, der das Ziel treffen konnte, einen Jägermeister bereitgestellt und falls 3 × gespielt wurde, hat er auch einen bekommen, auch wenn er nicht getroffen hat. Wir wollten hier nicht als Betrüger dastehen. Am Sonntag hat dann fast jeder einen Jägermeister bekommen, da ich diesen nicht wieder mitnehmen wollte.

Verbesserungen für den nächsten Einsatz. Die Zielerkennung mit den Hall-Sensoren müssen wir noch verbessern. Das Ziel mit LED beleuchten und die zweite Schranke noch montieren. Auch die Farben werde ich noch ändern (vielleicht das Öffnen des Schranken mit einer Farbänderung in den Gläsern noch verbinden). Was bemängelt wurde? Dass die Gläser nicht mit Bier, beim Erreichen des Ziels, gefüllt werden. Diesen Wunsch kann ich leider nicht erfüllen, werde aber eventuell einen einfachen Getränkespender an den Tisch noch anbauen. Hier wird es aber nur eine Auswahl an z. B. Whisky u. Ä. geben. Je nach Zielerreichung unterschiedliche Qualitäten. Mal sehen, ob wir daran weiterbauen?!

Zu guter Letzt haben wir mit unserer Maschine dieses Jahr keinen Preis erringen können. Die angefallenen Materialkosten sind zumindest „eingespielt“ worden und wir hatten viel Spaß und konnten viel über Gruppendynamik und Spielverhalten der Besucher lernen. Fürs Erste habe ich mal genug, aber vielleicht springt der Funke 2019 wieder an und wir machen wieder mit. Einige Ideen hätte ich schon. Wir werden den Tisch auf der Maker Faire Vienna 2019 zur Diskussion ausstellen.