Myyntiautomaatti vaa'alla, joka vahvistaa tuotteen pudotuksen (Raspberry Pi): 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tervetuloa valmistajatoveri, kouluhanketta varten päätin tehdä välipala -automaatin. Tehtävämme oli luoda uudelleenkäytettävä laite, joka käytti vähintään 3 anturia ja 1 toimilaitetta. Lähdin tekemään myyntiautomaattia osittain siksi, että minulla oli pääsy joihinkin olennaisiin osiin (eli moottoreihin) paikallisen valmistajan kautta. Aluksi ajatus oli luoda juoma -automaatti, mutta se ei olisi ollut mahdollista, koska kuohuviinien eristäminen, jäähdytyselementti ja pehmeämpi vapautusmekanismi ovat tarpeen.

Tämä projekti oli minulle jollain tavalla ensimmäinen; En ollut koskaan aiemmin työskennellyt puun ja elektroniikan kanssa tällaisessa mittakaavassa. Kokemukseni koski pääasiassa ohjelmistoja, joten päätin haastaa itseni luomalla projektin, joka olisi todellinen oppimiskokemus.

Yritän selittää teille parhaalla mahdollisella tavalla tämän myyntiautomaatin luomisen. Muista, että tämä kaikki oli minulle ensimmäinen, joten tein joitakin aloittelijavirheitä puun leikkaamisessa jne.

Kaikki koodit löytyvät Github -arkistosta:

Tarvikkeet

• Puu

• Saranat

  • 2 kovempaa pääovelle
  • 2 pehmeää tuotetta varten
• Plexiglass
• 4 myyntiautomaatin tasavirtamoottoria (painikkeella pyörimisen hallintaan)
• 4 spiraalia (käytin 6 mm² kuparista sähköjohtoa)
• 4 liitintä moottorien kierreliitäntään (3D tulostin ne)
• Raspberry Pi
• 4x4 -näppäimistö
• Kolikon hyväksyjä
• LCD -näyttö
• Hyppyjohdot
• Leipälaudat
• 4 TIP 120 transistoria
• Vastukset
• Yhden langan lämpömittari
• LED-nauha

Vaihe 1: Anturien ohjelmointi

Koska minulla oli eniten kokemusta ohjelmistoista, päätin aloittaa ensin antureiden ohjelmoinnista.

Anturit sisältävät:

• Yhden langan lämpömittari
• Kuormitusanturi
• 4x4 näppäimistö
• Kolikon hyväksyjä

Yhden langan lämpömittari on melko suoraviivainen ja siihen liittyy vain yhden johdon liittäminen Raspberry Pi: n GPIO PIN 4 -numeroon (joidenkin vastusten kanssa) ja siihen liittyvän tiedoston lukeminen.

Punnituskenno oli hieman monimutkaisempi, mutta silti hiljainen. 4 johtoa oli liitettävä HX711 -vahvistimeen ja HX711 -vahvistin puolestaan Raspberry Pi -laitteeseen. Kun tämä on tehty, käytin HX711 -python -kirjastoa arvojen lukemiseen. Punnituskennon lukeminen ilman kuormaa määritti taara -arvon. Sen jälkeen laitoin asteikolle joitakin ennalta tunnettuja painoja ja laskin kolmen säännön avulla vakion, jonka mukaan lukuarvo on jaettava, jotta se esitetään grammoina.

4x4 -näppäimistö on niin intuitiivinen kuin se voi olla. Kun 8 johtoa on kytketty näppäimistöön, jotka edustavat näppäimistön 4 saraketta ja 4 riviä. Näiden johtojen tilaamisessa on ollut jonkin verran varovaisuutta, koska käyttämilläni kahdella 4x4 -näppäimistöllä oli kaksi täysin erilaista johdinjärjestystä. Helppokäyttöisen näppäimistökirjaston ansiosta painettu näppäin voidaan helposti rekisteröidä, kun se on kytketty oikein Raspberry Pi -laitteeseen.

Vaikein anturi on kolikon hyväksyjä. Kolikoiden asettaminen laitteeseen on melko suoraviivaista hyvän dokumentaation ansiosta. Minulla oli laite, joka pystyi erottamaan neljä eri kolikkoa. Sinun on määritettävä siihen liittyvä pulssien määrä kolikolle, jonka laite lähettää Raspberry Pi: lle. Kolikon rekisteröinti laitteen päässä on lähes virheetön, mikä näkyy sivussa olevasta näytöstä. Ongelmana on näiden pulssien rekisteröinti Raspberry Pi -laitteeseen. On käytettävä riittävän tehokasta sovitinta (12 V, 1 A), jotta eri kolikot voidaan rekisteröidä selvästi, ja myös huolellinen ohjelmointi, jotta pulsseja ei lasketa liian aikaisin.

Vaihe 2: Liitä ja ohjelmoi moottorit

Kaivoin joitain myyntiautomaattimoottoreita paikalliselta valmistajalta, mutta minun oli vielä selvitettävä, miten ne kytketään ja ohjelmoidaan.

Moottoreihin oli kytketty 4 johtoa ja joidenkin selvittämisen jälkeen 2 olivat virtaa (vähintään 12 V) ja 2 olivat painiketta, jota painetaan puolen kierroksen välein. Yhdistin jokaisen näistä moottoreista TIP 120 -transistoriin voidakseni ohjata niitä Raspberry Pi: n kautta. Toinen kahdesta johdosta, jotka liitin Pi: n tuloon (vetovoimalla) ja toinen maahan.

Sen jälkeen tein joitakin spiraaleja 2,2 mm: n teräslangasta, joka osoittautui spiraaliksi väärällä tavalla; niin että tavarat menivät taaksepäin. Joten käytin 6 mm² kuparista sähköjohtoa, joka oli helpompi työskennellä.

Neljän spiraalin tekemisen jälkeen oli aika tehdä tarvittavat liittimet moottorin kierreliitäntään. Päätin tulostaa ne 3D -muodossa (tiedosto liitteenä) ja liimata ne moottoreihin ja taivuttaa lanka niiden ympärille.

Vaihe 3: Koneen kotelon luominen

Asunnossa käytin puuta, joka oli läsnä valmistajan laboratoriossa. Koska yhtä tyyppiä ei ollut paljon ja etupaneelin piti olla ohuempi sopiakseen elektroniikkaan, kotelo koostui vähintään 6 puulajista.

Aluksi sahain kaksi 168 x 58 cm: n lautaa puoliksi takapaneelille, 2 sivupaneelia ja keskijakajapaneelin.

Pohjapaneelissa käytin kätevää (tai niin luulin) puukappaletta, jonka koko oli 58 x 58 cm. Tämä osoittautui virheeksi, koska en ottanut huomioon puun paksuutta, joten takapaneeli oli ruuvattava pohjalevyn päälle ja sivupaneelit ruuvattava sisään sivulta. Tämä jätti ylimääräisen 2 cm: n palan ulos ylhäältä.

Tämän jälkeen ruuvasin 2 vaakasuoraa tuotelautaa keskijakajapaneeliin. Samoin kuin tavaratilan yläosa. Sitten aloin rikkoa plexi -lasin luukulle, jonka liitin 2 pehmeällä saranalla puupalkkiin, joka oli liitetty keskijakajapaneeliin. Kun tämä oli valmis, reikien keskilokero oli ruuvattava vasempaan sivupaneeliin.

Sitten tein vaa'an puuosat ja liimasin ne kotelon pohjaan. Tämä jätti hieman aukon kotelon pohjalle, jonka ratkaisin asettamalla ohuen lankun eteen. (Ei kuvassa)

Vaihe 4: Anturien ja moottorien kokoaminen koteloon

Kun kotelon luuranko oli tehty, oli aika lisätä suolet.

Ensin leikkasin joitakin reikiä LCD -näyttöön, näppäimistöön ja kolikon vastaanottimeen. Sitten naulain tämän elektroniikan lankulle ja kytkin ne Raspberry Pi: hen. Joidenkin huolellisten suunnitelmien oli täytyttävä, jotta johdot eivät menisi liikaa. Yhden langan lämpömittari, jonka liitin elektroniikkalevyn sisäpuolelle liimattuun leipälautaan. Sitten sahasin lankun Raspberry Pi: lle, moottorin transistorien leipälevyn ja arduinon, jota käytin toimittamaan 12 V: n kolikon vastaanottimelle ja moottoreille.

Moottorit, jotka liimasin vaakasuoriin tuotelaudoihin, ja lisäsin joitain pystysuoria lankkuja tavaraosastojen jakamiseksi.

Vaihe 5: Myyntiautomaatti valmis

Viimeistelyyn maalasin koko koneen mustaksi ja lisäsin LED -nauhan sisäpuolelle. Kolikonvastaanottimen alle tein pienen lokeron kolikoille, jotta ne putoavat sisään, jotta ne eivät liukuisi vasemman lokeron yli. Lisäsin myös pleksilasin oven kovemmilla saranoilla.