Arduino 驱动零食售货机：从设计到制作的完整指南

元件与物料

软件与工具

• Arduino IDE
• SolidWorks (或任意 3D 建模软件)

项目全记录

第 1 步：概念草图

来自印度尼西亚的作者，这是 2015 年底完成的毕业设计。目标：用“最便宜、最易买到”的本地元件打造投币式零食售货机，外壳用亚克力。

先画草图，丑不丑不重要，关键是把所有场景、异常情况想透。在动工前把“想不到的”都想到。

第 2 步：建立完整 3D 模型

用 SolidWorks 建全精度模型：零食包装尺寸、硬币直径、投币口、硬币滑道、按钮、Arduino 板载尺寸、传感器安装位、LCD 窗口、所有螺丝孔。激光切割亚克力要求极高精度，模型越细致，成品配合度越高。

第 3 步：设计硬币筛选槽

两级筛选：
1. 投币口物理尺寸挡住过大硬币。
2. 利用重力：硬币直径小于滑道宽度会掉落被拒收；仅目标硬币能滚入储币仓。
左侧硬币过大进不去；中间硬币太小掉落拒收；右侧硬币尺寸匹配，顺利入仓。

第 4 步：逐个测试元件

上手前逐一测试：LCD、按钮、继电器、LED、传感器读数稳定性。发现接近传感器读数抖动，需并联电阻滤波；红外传感器在强光下失效，用胶带遮蔽接收端解决。

第 5 步：制作螺旋出货机构

核心机构：2mm 铝线绕 9cm PVC 管手工弯制螺旋，用扎带固定在电机轮上。电机转动 → 螺旋旋转 → 将零食从货道推出。**螺旋将旋转运动转化为商品的直线位移。**

第 6 步：硬币识别机制（双传感器测速法）

硬币通过传感器 1 (接近传感器) → Arduino 启动毫秒计时 → 硬币通过传感器 2 (槽型光电) → 停止计时 → 得到“通过时间”。不同面值硬币因重量/尺寸/磁性不同，通过时间不同，以此识别面值。
注意： 磁铁别放太多，免得硬币卡在滑道中间无法计时。

if 传感器1触发 then 开始计时(ms)
if 传感器2触发 then 停止计时, 得到 travel_time
if travel_time >= 阈值 then 判定为 A 面值 else 判定为 B 面值

第 7 步：商品落下检测

三路红外传感器分别对准三个货道出口。商品落下遮挡光路 → 触发信号 → Arduino 经继电器切断对应电机电源，停止出货。

第 8 步：LCD 交互界面 (印尼盾)

• 开机显示 “请投币”。
• 识别硬币后显示面值与累计余额。
• 余额 ≥ 商品价 → “请选择商品”；余额不足 → “请继续投币”。
• 出货检测触发 → “谢谢惠顾” → 延时回主界面。

第 9 步：组装调试与最终测试

历时 3 个月完成，最终测试涵盖投币识别、按键选货、出货检测全流程。

第 10 步：改进方向

• 加入找零机构
• 支持纸币识别
• 接入比特币/电子支付
• LCD 显示库存
• 物联网化：交易实时上报、缺货预警

特别鸣谢：印尼 ITENAS 班둥理工学院机械工程系。

核心源码 (Arduino)

const byte SIAP = 0;
const byte KOIN_MASUK1 = 1; ... // 状态机状态定义
const float jeda_waktu = 876; // 硬币通过时间阈值 (ms)
// ... 省略大量状态变量与 LCD 驱动代码 ...
void setup() { /* 引脚初始化、LCD 初始化、串口调试 */ }
void loop() { 
  // 状态机逻辑：硬币检测 → 计时 → 面值判定 → 余额累加 → 按键选货 → 电机驱动 → 落下检测 → 复位
}

完整代码较长，已上传项目页面。

3D 模型预览

SolidWorks 模型截图见项目页面 CAD 板块。