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一開始由於女朋友生日快到了，在網路上看到許多手做扭蛋機、什麼存錢筒之類的，就想說要做一個獨一無二的生日禮物，因為做過一台巧克力3D印表機，因此對於結構設計的部分不太擔心，但是程式的部分就是完全沒有接觸過，因此花了不少的時間在學習Arduino程式上面，在製作的過程中，也遭遇了許多的失敗與挫折，但最終還是成功地完成了這個特別的生日禮物。

序

以Arduino控制3顆360度伺服馬達控制爪子在空間中的絕對位置，並搭配1顆180度伺服馬達控制爪子，各方向以光學限位開關避免撞邊，整體設計要求外觀簡單、控制可靠度、維修模組化。

製作流程

主要分為以下7個階段

一、整體規劃與設計(2周)

二、材料購買(2周)

三、程式撰寫(2周)

四、電路測試(3天)

五、機體製作與3D列印(3周)

六、整體測試與參數修改(1周)

七、完成

第一階段，整體規劃與設計

1.整體外觀，先構想整台機器的大小以及規格，要考量到最大移動空間，以及零組件最少占用體積。

2.選定骨架使用6061鋁合金，市面上最常用的鋁型材，強度夠、重量輕。

3.底板與前面板，使用PP瓦楞板，容易取得、價格尚可，顏色較為美觀且切割與製作方便。

4.電子零件

4-1.X(左右)、Y(前後)、Z(上下)馬達，選用360度伺服馬達，控制上較步進馬達簡單，體積較小，扭力超高(1CM/19KG)，價格稍高。

4-2.抓子馬達，使用180度伺服馬達，可精準控制轉動角度，用以控制爪臂。

4-3.光學限位開關，X、Y使用光學限位開關，避免使用者移動過度，導致撞邊，使用光學開關而非機械式主要因為是非直接觸碰式開關，有較大的緩衝範圍。

4-4.按鈕，他就是按鈕。

4-5.投幣孔感應，一樣以光學限位開關作為感應，錢幣通過可感應。

4-6.Arduino uno 開發版，方便使用。

4-7.麵包版，電路接線。

4-8.USB電源供應器，考量使用方便，且電壓穩定，易於替換，因此使用2A雙孔USB變壓整流器(就是手機充電器)

4-9.USB電源、傳輸線，由於伺服馬達遇到阻力時，堵轉電流會到1.8A以上，因此一般USB傳輸線是不可使用的，因此選用3A電源傳輸線。

5.外殼，壓克力或是聚碳酸酯，這兩種材質一直很難抉擇，壓克力強度較低、較容易加工，聚碳酸酯(防彈玻璃)價格較高，強度超強、耐衝擊，不易加工(需要用電鋸)。最後選擇壓克力。

6.外殼水轉印，壓克力外殼，使用水轉印技術，在壓克力上轉印出圖案。

7.塑膠零組件，全部自行繪圖與3D列印

8.鋁型材用滑輪，露天拍賣

第二階段，材料購買

1.鋁型材、3向連接器，露天拍賣

2.電子零件，ICSHOP購買

3.壓克力，附近五金行，和老闆騎車雙載拿著一片2mm厚90CM*180CM的壓克力，超級慢、慢慢騎騎回家的，差點被風吹斷

4.3D列印機、3D列印PLA線材，露天拍賣3DPW購買

5.特殊工業泡棉膠，大賣場

6.防撞條，大賣場

7.彈簧，五金行

8.銅箔、電線，附近電子材料行

9.USB電源，附近賣場

所有零件還有工具

舊的印表機突然壞掉，新買的3D印表機

冒著生命危險拿回家的壓克力板

要生出這麼大的紙板也是蠻難的...

以下為購買清單

第三階段，程式撰寫

程式在撰寫過程中，幾乎全部使用函式的方式撰寫，避免過於攏長且更改參數較容易。

設計概念

首先需要投錢後才可運行，因此程式碼在最外圈以一個if判別式來判斷是否已經投錢，接著進入待控制模式，等待使用者控制搖桿，同時馬達(servo.X/Y/Z)做出相對的運動，同時前後左右4顆限位開關皆在作用，保護機體避免撞邊，在移動的函式(MOVE)中，同時判斷限位開關LOW&&搖桿HIGH才進行移動，任一條件不符合，則無法移動，使用者要抓取時，按下抓取鈕，程式從移動的函式(MOVE)中跳出，進行抓取的函式(catch)先降下6秒後，delay一秒，後爪子的伺服馬達(servo.c)轉動50度，接著delay二秒後升起，最上面Z軸機械式限位開關，停止上升，接著自動歸零至起始點(以左側及前面的限位開關判斷)，爪子鬆開(角度設定為0度)，程式結束，等待下次投錢。

以下程式碼




#include &lt; 
Servo.h&gt; 
Servo X; 
Servo Y; 
Servo Z; 
Servo C; 
int w; 
int e; 
int n; 
int s; 
int start; 
int cat; 
int ws; 
int es; 
int ns; 
int ss; 
int zs; 
int cats; 
void setup() {pinMode(A0, INPUT); 
pinMode(A1, INPUT); 
pinMode(A2, INPUT); 
pinMode(A3, INPUT); 
pinMode(A4, INPUT); 
pinMode(A5, INPUT); 
pinMode(2, INPUT); 
pinMode(4, INPUT); 
pinMode(7, INPUT); 
pinMode(8, INPUT); 
pinMode(12,INPUT); 
X.attach(5); 
Y.attach(6); 
Z.attach(9); 
C.attach(10); 
Serial.begin(115200); 
Serial.println("Hello World!"); 
Xs(); 
Ys(); 
C.write(0); 
}void Xw(){X.write(0); 
}void Xe(){X.write(180); 
}void Xs(){X.write(93); 
}void Yn(){Y.write(0); 
}void Yss(){Y.write(180); 
}void Ys(){Y.write(92.7); 
}void Zd(){Z.write(180); 
}void Zu(){zs = digitalRead(A5); 
if(zs==LOW)Z.write(0); 
elseZ.write(93); 
}void Zs(){Z.write(93); 
}void mov(){if(w==HIGH&amp; 
&amp; 
ws==LOW){Xw(); 
}else if(e==HIGH&amp; 
&amp; 
es==LOW){Xe(); 
}else if(n==HIGH&amp; 
&amp; 
ns==LOW){Yn(); 
}else if(s==HIGH&amp; 
&amp; 
ss==LOW){Yss(); 
}else{Xs(); 
Ys(); 
}}void catahz(){if(zs==LOW){Zu(); 
Serial.println("Zu"); 
}}void catah(){Serial.println("zd"); 
Zd(); 
delay(1000*5.5); 
Serial.println("Zs"); 
Zs(); 
Serial.println("close"); 
delay(1000); 
C.write(40); 
delay(1000*1.2); 
while(1){zs = digitalRead(A5); 
catahz(); 
if(zs==HIGH){Serial.println("Zs"); 
Zs(); 
break; 
}}}void gohome(){readsi(); 
if(es==LOW)Xe(); 
else if(es==HIGH)Xs(); 
if(ss==LOW)Yss(); 
else if(ss==HIGH)Ys(); 
}void readsi(){w = digitalRead(2); 
e = digitalRead(4); 
n = digitalRead(7); 
s = digitalRead(8); 
start = digitalRead(A0); 
cat = digitalRead(12); 
ws = digitalRead(A2); 
es = digitalRead(A1); 
ss = digitalRead(A3); 
ns = digitalRead(A4); 
zs = digitalRead(A5); 
}void input(){Serial.println("A0"); 
Serial.println(A0); 
Serial.println("A1"); 
Serial.println(A1); 
Serial.println("A2"); 
Serial.println(A2); 
Serial.println("A3"); 
Serial.println(A3); 
Serial.println("A4"); 
Serial.println(A4); 
Serial.println("A5"); 
Serial.println(A5); 
Serial.println("2"); 
Serial.println(2); 
Serial.println("3"); 
Serial.println(3); 
Serial.println("4"); 
Serial.println(4); 
Serial.println("5"); 
Serial.println(5); 
Serial.println("6"); 
Serial.println(6); 
Serial.println("7"); 
Serial.println(7); 
Serial.println("8"); 
Serial.println(8); 
Serial.println("9"); 
Serial.println(9); 
Serial.println("10"); 
Serial.println(10); 
Serial.println("11"); 
Serial.println(11); 
Serial.println("12"); 
Serial.println(12); 
}void loop(){readsi(); 
if(start==HIGH){readsi(); 
input(); 
while(1){readsi(); 
mov(); 
Serial.println("move"); 
if(cat==HIGH){break; 
}}Serial.println("catch"); 
delay(1000); 
catah(); 
while(1){Serial.println("gohome"); 
if(es==HIGH&amp; 
&amp; 
ss==HIGH){Serial.println("end"); 
delay(1200); 
C.write(0); 
goto endd; 
}elsegohome(); 
}endd:Serial.println("end"); 
delay(1000); 
}}

第四階段，電路測試

在裝上整體結構前，先將整體電路接好、測試，避免裝機後修改不便，並驗證程式使否有誤，確認完成後再進行下一步驟。

第五階段，機體製作與3D列印

機體設計上，因為要求最大移動空間且最小體積，同時4周不可突出，因為要黏合壓克力板，因此設計上較為複雜

以下所有3D列印的檔案

都是自行研發測試修改後的最終檔案

投幣孔