Dispensador de caramelos de colores

Tenía pendiente publicar el proyecto que presenté a la Maker Faire Madrid 2016 en la mesa de Spainlabs.

Consiste en que el usuario elija mediante un botón qué color de caramelo quiere recibir, entonces el sistema empezará a remover los M&M’s de un embudo para que caiga uno solo en una plataforma, después el sistema reconocerá el color del caramelo y si es el elegido caerá en un recipiente y sino en otro recipiente repitiendo la operación:

Así es como se ve el conjunto:

Este es el esquema del sistema:

El sistema está formado por un Arduino UNO, un motor paso a paso NEMA 17 con un driver pololu A4988 y un condensador electrolítico de 100µf, un servo sg90, una cmucam 3, un led blanco con una resistencia de 220Ω, un display HD44780 con un potenciómetro de 10KΩ y 6 botones con 6 resistencias de 1KΩ y 1 resistencia de 10KΩ. En el esquema los cable sueltos tienen el siguiente significado: los de color negro van a masa, los de color rojo a 5V y los de color naranja a 12V.

La cmucam 3 tiene instalado el fimrware que emula la cmucam 2. Está dentro de una “caja” de forex y contiene un led para que las condiciones de iluminación siempre sean las mismas.


Los botones están configurados de tal forma que al pulsar cada uno de ellos el voltaje cambia y puede ser medido por un sólo pin analógico de arduino.

Para el proyecto he tenido que diseñar e imprimir varias piezas en 3d:

Soporte de la cmucam 3 de 135°

Fijación del servo al embudo

Brazo removedor para el servo

Plato giratorio para recolectar un caramelo con ranuras para sujetarlo al eje del motor paso a paso con tornillo y tuerca

Plataforma para mantener el caramelo en el recorrido giratorio hasta que caiga en un recipiente

La mayoría de la estructura de soporte está basada en MakerBeam.

El embudo es uno normal, pero serrado para que un caramelo en horizontal pueda entrar sin problemas.

El código fuente del programa para arduino es el siguiente:

A grosso modo, cuando el sistema se enciende se requiere configurar la cmucam y calibrar tanto de los valores RGB máximos y mínimos del color de cada tipo de caramelo (incluido cuando el plato está vacío) como el votaje del botón para seleccionarlo:

Después el sistema ya está preparado a la espera de que el usuario elija el color del caramelo. Si en 10 intentos no se ha encontrado el caramelo deseado, se aborta el proceso:

Hay 4 posiciones que el motor paso a paso debe alcanzar. La primera, la de recolección, sitúa el hueco del plato justo debajo del embudo para recoger un caramelo. La segunda, la de reconocimiento, sitúa el hueco del plato en el objetivo de la cmucam para poder reconocer el color del caramelo que lleva dentro. La tercera, la de intento fallido, sitúa el hueco del plato en el contenedor para que caiga el caramelo que no es el buscado. Finalmente la cuarta, la del dispensación, sitúa el hueco del plato en el contenedor para que caiga el caramelo solicitado. Los pasos que debe realizar el motor paso a paso para alcanzar todas esas posiciones están medidos a pelo; se consigue haciendo varias pruebas aisladas para saber donde situar el plato.

Por desgracia el sistema no es perfecto y tiene dos fallos:
La forma de los caramelos M&M’s es de tipo lenteja. Esto hace que si caen en horizontal sólo caiga uno en el hueco del plato, pero si caen en vertical es posible que caigan dos a la vez. Esto se solucionaría utilizando caramelos esféricos completamente.
El sistema de medición a veces confunde colores parecidos como el naranja y el amarillo. Esto se solucionaría utilizando sólo los colores más definidos como rojo, azul, verde y amarillo. (en el vídeo se aprecia en el segundo 53 y en el 1:10)

Como mejoras se puede hacer que los caramelos que caigan en el recipiente de los no buscados se vuelvan a meter en el embudo.

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