Automat med skala til bekræftelse af Itemdrop (Raspberry Pi): 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Velkommen medmager, til et skoleprojekt besluttede jeg mig for at lave en snackautomat. Vores opgave var at skabe en rekreativ enhed, der brugte mindst 3 sensorer og 1 aktuator. Jeg gik til at lave en automat, dels fordi jeg havde adgang til nogle væsentlige dele (dvs. motorerne) via min lokale makerlab. Idéen var først og fremmest at oprette en automat til drikkevarer, men det ville ikke have været muligt på grund af behovet for isolering, køleelement og blødere frigivelsesmekanisme til mousserende drikke.

Dette projekt var det første for mig på nogle måder; Jeg havde aldrig arbejdet med træ og elektronik før i en sådan skala. Min erfaring var primært inden for software, så jeg besluttede at udfordre mig selv ved at oprette et projekt, der ville være en reel læringsoplevelse.

Jeg vil prøve at forklare jer på den bedst mulige måde, hvordan man opretter denne automat. Husk på, at alt dette var det første for mig, så jeg lavede nogle rookiefejl med træskæring osv.

Al kode kan findes i Github -depotet:

Forbrugsvarer

• Træ

• Hængsler

  • 2 hårdere til hoveddøren
  • 2 bløde til produktlugen
• Plexiglas
• 4 automater DC -motorer (med en knap til rotationsstyring)
• 4 spiraler (jeg brugte 6 mm² elektrisk kobbertråd)
• 4 stik til at forbinde motorerne spiralen (jeg 3D printede dem)
• Hindbær Pi
• 4x4 tastatur
• Møntacceptor
• LCD
• Jumper ledninger
• Brødbrætter
• 4 TIP 120 transistorer
• Modstande
• Et trådtermometer
• LED strip

Trin 1: Programmering af sensorerne

Da jeg havde mest erfaring med software, besluttede jeg mig for først at starte med programmeringen af sensorerne.

Sensorerne omfatter:

• Et trådtermometer
• Load cell sensor
• 4x4 tastatur
• Møntacceptor

Étrådstermometeret er ret lige fremad og indebærer bare at forbinde den ene ledning til GPIO PIN 4 på Raspberry Pi (med nogle modstande) og læse den fil, der er forbundet med den.

Lastcellen var noget mere kompliceret, men stadig stille let. De 4 ledninger skulle tilsluttes HX711 forstærkeren og til gengæld skulle HX711 forstærkeren tilsluttes Raspberry Pi. Når dette er gjort, brugte jeg HX711 python -biblioteket til at aflæse værdier. Læsning af vejecellen uden belastning definerede taraværdien. Derefter placerede jeg nogle kendte vægte på vægten, og med reglen om tre beregnede jeg konstanten, som den læste værdi skulle divideres med for at blive præsenteret med en værdi i gram.

Tastaturet 4x4 er så intuitivt som det kan være. Med de 8 ledninger forbundet til tastaturet, der repræsenterer de 4 kolonner og 4 rækker på tastaturet. Der er udvist en vis forsigtighed ved bestilling af disse ledninger, da de 2 4x4 -tastaturer, jeg brugte, havde 2 helt forskellige trådordrer. Med et brugervenligt tastaturbibliotek kan den trykte tast let registreres, når den er korrekt forbundet til Raspberry Pi.

Den hårdeste af sensorerne er bestemt møntacceptoren. Opsætning af mønterne på enheden er ret ligetil på grund af god dokumentation. Jeg havde en enhed, der var i stand til at differentiere 4 forskellige mønter. Du skal angive den tilhørende mængde pulser for en mønt, enheden sender til Raspberry Pi. Møntregistreringen på enhedens ende er næsten fejlfri, hvilket kan ses af displayet på siden. Problemet ligger i at registrere disse impulser på Raspberry Pi. En kraftig nok adapter (12V, 1A) skal bruges til at kunne registrere de forskellige mønter tydeligt samt en omhyggelig programmering for ikke at stoppe med at tælle pulser for tidligt.

Trin 2: Tilslutning og programmering af motorerne

Jeg rensede nogle automater fra min lokale makerlab, men jeg havde stadig brug for at finde ud af, hvordan jeg forbinder og programmerer dem.

Motorerne havde 4 ledninger tilsluttet dem, og efter noget at finde ud af var 2 til strøm (mindst 12V) og 2 var til knappen, der trykkes hvert halve omdrejning. Jeg tilsluttede hver af disse motorer til en TIP 120 -transistor for at kunne styre dem via Raspberry Pi. En af de to andre ledninger, jeg tilsluttede til en indgang på Pi (med pullup -modstand) og en til jord.

Derefter lavede jeg nogle spiraler af 2,2 mm ståltråd, som viste sig at spole den forkerte vej; så mine varer gik baglæns i stedet. Så jeg brugte 6 mm² kobber elektrisk ledning, som var meget lettere at arbejde med.

Efter at have lavet 4 spiral var det tid til at gøre de stik, der var nødvendige for at forbinde til spiral til motorerne. Jeg besluttede at 3D -udskrive dem (fil vedhæftet) og lime dem til motorerne og bøje ledningen omkring dem.

Trin 3: Oprettelse af maskinens hus

Til huset brugte jeg træ, der var til stede i makerlab. Da der ikke var masser af én type, og frontpanelet skulle være slankere for at passe til elektronikken, bestod huset af mindst 6 træsorter.

Først savede jeg 2 planker på 168 x 58 cm på midten til bagpanelet, de 2 sidepaneler og det midterste skillepanel.

Til bundpanelet brugte jeg et bekvemt (eller det syntes jeg) stykke træ på 58 x 58 cm. Dette viste sig at være en fejl, da jeg ikke tog højde for træets tykkelse, så bagpanelet skulle skrues ind oven på bundpanelet og sidepanelerne skulle skrues ind fra siden. Dette efterlod et ekstra 2 cm stykke, der stak ud af toppen.

Derefter skruede jeg de 2 vandrette produktplanker til det midterste skillepanel. Samt toppen af produktrummet. Derefter begyndte jeg at bryde plexiglasset til lugen, som jeg forbandt med 2 bløde hængsler på en træstang, der var forbundet til middeldeleren. Når det var afsluttet, skulle hullets midterste rum skrues fast i venstre sidepanel.

Derefter lavede jeg træets dele af vægten og limede dem til bunden af huset. Dette efterlod lidt af et hul på bunden af huset, som jeg løste med at placere en tynd planke foran. (Ikke på billedet)

Trin 4: Montering af sensorer og motorer til huset

Når husets skelet var udført, var det tid til at indsætte tarmene.

Først skar jeg nogle huller i en planke til LCD'et, tastaturet og møntacceptoren. Derefter spikrede jeg denne elektronik til planken og tilsluttede dem Raspberry Pi. Der skulle laves en omhyggelig planlægning for ikke at krydse ledningerne for meget. Det ene trådtermometer tilsluttede jeg et brødbræt limet på indersiden af elektronikplanken. Derefter savede jeg en planke til Raspberry Pi, brødbrættet til motortransistorer og arduinoen, som jeg brugte til at levere 12V til møntacceptoren og motorerne.

Motorerne limede jeg til de vandrette produktplanker, og jeg tilføjede nogle lodrette planker for at opdele emnerummene.

Trin 5: Færdig med automaten

Til finish malede jeg hele maskinen sort og tilføjede en LED -strimmel til indersiden. Under møntmodtageren lavede jeg et lille rum, hvor mønterne kunne falde i, så de ikke ville glide ud over det venstre rum. Jeg tilføjede også plexiglasdøren med de hårdere hængsler.