Distribuitor automat cu scară pentru confirmarea obiectului (Raspberry Pi): 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Bun venit coleg producător, pentru un proiect școlar am decis să fac un distribuitor automat de gustări. Misiunea noastră a fost de a crea un dispozitiv recreabil care să utilizeze cel puțin 3 senzori și 1 actuator. M-am dus să fac un automat automat parțial pentru că aveam acces la unele piese esențiale (adică motoare) prin intermediul producătorului meu local. În primul rând, ideea a fost de a crea un distribuitor automat de băuturi, dar acest lucru nu ar fi fost fezabil din cauza nevoii de izolare, a elementului de răcire și a mecanismului de eliberare mai moale pentru băuturile spumante.

Acest proiect a fost o premieră pentru mine în anumite privințe; Nu mai lucrasem niciodată cu lemnul și electronica până la o asemenea scară. Experiența mea a fost în primul rând în software, așa că am decis să mă provoc prin crearea unui proiect care să fie o adevărată experiență de învățare.

Voi încerca să vă explic, în cel mai bun mod posibil, cum să creați acest automat. Țineți minte că toate acestea au fost o premieră pentru mine, așa că am făcut câteva greșeli de debutanți cu tăierea lemnului etc.

Toate codurile pot fi găsite în depozitul Github:

Provizii

• Lemn

• Balamale

  • 2 mai dure pentru ușa principală
  • 2 moale pentru trapa produsului
• Plexiglas
• 4 motoare de curent continuu ale automatei (cu un buton pentru gestionarea rotației)
• 4 spirale (am folosit sârmă electrică de cupru de 6 mm²)
• 4 conectori pentru conectarea motoarelor la spirală (le-am imprimat 3D)
• Raspberry Pi
• Tastatură 4x4
• Acceptator de monede
• LCD
• Sârme de jumper
• Panouri
• 4 tranzistori TIP 120
• Rezistențe
• Un termometru cu un fir
• Benzi LED

Pasul 1: Programarea senzorilor

Deoarece aveam cea mai mare experiență în software, am decis să încep mai întâi cu programarea senzorilor.

Senzorii includ:

• Un termometru cu un fir
• Senzor celulă de încărcare
• Tastatură 4x4
• Acceptator de monede

Termometrul cu un singur fir este destul de direct și implică doar conectarea unui fir la GPIO PIN 4 al Raspberry Pi (cu unele rezistențe) și citirea fișierului asociat acestuia.

Celula de încărcare a fost ceva mai complicată, dar totuși ușoară. Cele 4 fire trebuiau conectate la amplificatorul HX711 și la rândul său amplificatorul HX711 trebuia conectat la Raspberry Pi. Odată ce acest lucru a fost făcut, am folosit biblioteca HX711 python pentru a citi valorile. Citirea celulei de sarcină fără sarcină a definit valoarea tarei. După aceea am pus niște greutăți precunoscute pe scară și cu regula a trei am calculat constanta că valoarea citită trebuia împărțită la pentru a fi prezentată cu o valoare în grame.

Tastatura 4x4 este cât se poate de intuitivă. Cu cele 8 fire conectate la tastatură reprezentând cele 4 coloane și 4 rânduri ale tastaturii. S-a avut o anumită precauție în ceea ce privește comanda acestor fire, deoarece cele 2 tastaturi 4x4 pe care le-am folosit aveau 2 comenzi de fire total diferite. Cu o bibliotecă de tastatură ușor de utilizat, tasta apăsată poate fi înregistrată cu ușurință atunci când este conectată corect la Raspberry Pi.

Cel mai greu dintre senzori este cu siguranță acceptorul de monede. Configurarea monedelor pe dispozitiv este destul de simplă, datorită unor documente bune. Aveam un dispozitiv capabil să diferențieze 4 monede diferite. Trebuie să specificați cantitatea asociată de impulsuri pentru o monedă pe care dispozitivul o trimite către Raspberry Pi. Înregistrarea monedei la capătul dispozitivului este aproape impecabilă, ceea ce poate fi văzut de afișajul lateral. Problema rezidă în înregistrarea acestor impulsuri pe Raspberry Pi. Trebuie folosit un adaptor suficient de puternic (12V, 1A) pentru a putea înregistra diferitele monede, precum și o programare atentă pentru a nu opri numărarea impulsurilor prea devreme.

Pasul 2: Conectarea și programarea motoarelor

Am scotocit câteva motoare ale automatei de la makerslab-ul meu local, dar mai aveam nevoie să-mi dau seama cum să le conectez și să le programez.

Motoarele aveau 4 fire conectate la ele și după ce au dat seama că 2 au fost pentru alimentare (cel puțin 12V) și 2 au fost pentru butonul care este apăsat la fiecare jumătate de tură. Am conectat fiecare dintre aceste motoare la un tranzistor TIP 120 pentru a le putea controla prin intermediul Raspberry Pi. Unul dintre celelalte 2 fire pe care le-am conectat la o intrare a Pi (cu rezistență pullup) și unul la masă.

După aceea am făcut câteva spirale din sârmă de oțel de 2,2 mm, care s-au dovedit a fi spiralate într-un mod greșit; astfel încât obiectele mele să meargă înapoi. Așa că am folosit sârmă electrică de cupru de 6 mm², care a fost mult mai ușor de lucrat.

După ce ați făcut 4 spirale, a venit timpul să faceți conectorii necesari pentru conectarea la spirală la motoare. Am decis să le imprim 3D (fișier atașat) și să le lipesc pe motoare și să îndoiți firul în jurul lor.

Pasul 3: Crearea carcasei aparatului

Pentru carcasă am folosit lemn care era prezent în makerslab. Deoarece nu existau o mulțime de tipuri, iar panoul frontal trebuia să fie mai subțire pentru a se potrivi componentelor electronice, carcasa consta din cel puțin 6 tipuri de lemn.

În primul rând am tăiat 2 scânduri de 168 x 58 cm în jumătate pentru panoul din spate, cele 2 panouri laterale și panoul despărțitor din mijloc.

Pentru panoul de jos am folosit o bucată de lemn convenabilă (sau așa credeam eu) de 58 x 58 cm. Acest lucru sa dovedit a fi o greșeală, deoarece nu țineam cont de grosimea lemnului, așa că panoul din spate a trebuit să fie înșurubat în partea superioară a panoului inferior, iar panourile laterale să fie înșurubate din lateral. Acest lucru a lăsat o piesă suplimentară de 2 cm care iese din partea de sus.

După aceea, am înșurubat cele două scânduri orizontale de produs pe panoul divizorului din mijloc. La fel ca partea de sus a compartimentului pentru produse. Apoi am început să sparg sticla plexi pentru trapa pe care am conectat-o cu 2 balamale moi pe o bară de lemn conectată la panoul divizorului mediu. Odată ce a fost finalizat, compartimentul din mijlocul orificiului a trebuit să fie înșurubat pe panoul lateral stâng.

Apoi am făcut părțile din lemn ale cântarului și le-am lipit de fundul carcasei. Acest lucru a lăsat un pic de gol pe partea inferioară a carcasei, pe care l-am rezolvat prin plasarea unei scânduri subțiri în față. (Nu în imagine)

Pasul 4: Asamblarea senzorilor și motoarelor pe carcasă

Odată ce scheletul carcasei a fost făcut, a venit timpul să introduci tupeu.

Mai întâi am tăiat câteva găuri într-o scândură pentru ecranul LCD, tastatura și acceptorul de monede. Apoi am cuie aceste electronice pe scândură și le-am conectat la Raspberry Pi. Trebuia făcută o planificare atentă pentru a nu trece prea mult firele. Termometrul cu un singur fir pe care l-am conectat la o placă de prindere lipită pe interiorul plăcii electronice. Apoi am tăiat o scândură pentru Raspberry Pi, placa pentru tranzistoarele motorului și arduino pe care le-am folosit pentru a furniza 12V pentru acceptorul de monede și motoare.

Motoarele le-am lipit de scândurile orizontale ale produsului și am adăugat câteva scânduri verticale pentru a împărți compartimentele articolelor.

Pasul 5: Ați terminat automatul automat

Pentru finisaj am vopsit întreaga mașină în negru și am adăugat o bandă LED în interior. Sub acceptorul de monede am făcut un mic compartiment în care să cadă monedele, astfel încât să nu alunece pe tot compartimentul din stânga. Am adăugat și în ușa din plexiglas cu balamalele mai dure.