Automat s měřítkem k potvrzení Itemdrop (Raspberry Pi): 5 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Vítejte kolego tvůrce, pro školní projekt jsem se rozhodl vyrobit automat na svačinu. Naším úkolem bylo vytvořit obnovitelné zařízení, které používá alespoň 3 senzory a 1 akční člen. Šel jsem si vyrobit automat částečně proto, že jsem měl přístup k některým důležitým součástem (tj. K motorům) prostřednictvím svého místního makerslab. Nejprve bylo myšleno vytvořit automat na nápoje, ale to by nebylo možné kvůli potřebě izolace, chladicího prvku a měkčího uvolňovacího mechanismu pro šumivé nápoje.

Tento projekt byl pro mě v některých ohledech první; Nikdy předtím jsem v takovém rozsahu nepracoval se dřevem a elektronikou. Moje zkušenosti byly především v softwaru, a tak jsem se rozhodl vyzvat se vytvořením projektu, který by byl skutečným zážitkem z učení.

Pokusím se vám, chlapi, nejlepším možným způsobem vysvětlit, jak tento automat vytvořit. Mějte na paměti, že to všechno pro mě bylo poprvé, a tak jsem udělal nějaké nováčkovské chyby při řezání dřeva atd.

Veškerý kód najdete v úložišti Github:

Zásoby

• Dřevo

• Závěsy

  • 2 tvrdší na hlavní dveře
  • 2 měkké pro poklop produktu
• Plexisklo
• 4 stejnosměrné motory prodejních automatů (s tlačítkem pro správu otáčení)
• 4 spirály (použil jsem měděný elektrický vodič 6 mm²)
• 4 konektory pro připojení motorů ke spirále (vytiskl jsem je 3D)
• Raspberry Pi
• Klávesnice 4x4
• Akceptor mincí
• LCD
• Propojovací vodiče
• Prkénka
• 4 tranzistory TIP 120
• Rezistory
• Jeden drátový teploměr
• LED pásek

Krok 1: Programování senzorů

Protože jsem měl největší zkušenosti se softwarem, rozhodl jsem se nejprve začít s programováním senzorů.

Mezi senzory patří:

• Jeden drátový teploměr
• Snímač siloměru
• Klávesnice 4x4
• Akceptor mincí

Jednodrátový teploměr je velmi přímočarý a zahrnuje pouze připojení jednoho vodiče k GPIO PIN 4 na Raspberry Pi (s některými odpory) a čtení souboru s ním spojeného.

Siloměr byl poněkud komplikovanější, ale přesto tichý a snadný. Čtyři vodiče musely být připojeny k zesilovači HX711 a naopak zesilovač HX711 musel být připojen k Raspberry Pi. Jakmile to bylo hotovo, použil jsem knihovnu python HX711 k načtení hodnot. Odečtení snímače zatížení bez zatížení definovalo hodnotu táry. Poté jsem na váhu umístil několik předem známých závaží a pomocí pravidla tří jsem vypočítal konstantu, podle které musí být odečtená hodnota vydělena, aby byla vyjádřena hodnotou v gramech.

Klávesnice 4x4 je tak intuitivní, jak jen může být. S 8 vodiči připojenými k klávesnici představují 4 sloupce a 4 řady klávesnice. Při objednávání těchto vodičů byla věnována určitá opatrnost, protože 2 klávesnice 4x4, které jsem použil, měly 2 zcela odlišné objednávky vodičů. Díky snadno použitelné knihovně klávesnic lze lisovanou klávesu snadno zaregistrovat, pokud je správně připojena k Raspberry Pi.

Nejtěžší ze senzorů je rozhodně akceptor mincí. Nastavení mincí na zařízení je díky nějaké dobré dokumentaci docela jednoduché. Měl jsem zařízení, které dokázalo rozlišit 4 různé mince. Musíte určit související množství pulzů pro minci, kterou zařízení odešle na Raspberry Pi. Registrace mincí na konci zařízení je téměř bezchybná, což je vidět na displeji na boku. Problém spočívá v registraci těchto impulsů na Raspberry Pi. Je třeba použít dostatečně výkonný adaptér (12V, 1A), aby bylo možné rozlišovat různé mince, a také pečlivé programování, aby nepřestávalo počítat impulsy příliš brzy.

Krok 2: Připojení a programování motorů

Ukradl jsem některé motory prodejních automatů z místního makerslab, ale stále jsem potřeboval zjistit, jak je připojit a naprogramovat.

K motorům byly připojeny 4 vodiče a po určitém zjištění 2 byly pro napájení (alespoň 12V) a 2 pro tlačítko, které je stisknuto každou půl otáčky. Každý z těchto motorů jsem připojil k tranzistoru TIP 120, abych je mohl ovládat přes Raspberry Pi. Jeden z dalších 2 vodičů jsem připojil ke vstupu Pi (s vytahovacím odporem) a jeden k zemi.

Poté jsem vyrobil několik spirál z ocelového drátu 2,2 mm, které se ukázalo jako spirálovité; takže moje položky místo toho šly zpět. Použil jsem tedy měděný elektrický drát 6 mm², se kterým se pracovalo mnohem snadněji.

Po vytvoření 4 spirály bylo načase vyrobit konektory nezbytné pro připojení ke spirále k motorům. Rozhodl jsem se je 3D vytisknout (přiložený soubor) a přilepit k motorům a ohnout kolem nich drát.

Krok 3: Vytvoření skříně stroje

Na bydlení jsem použil dřevo, které bylo přítomno v makerslab. Protože nebylo dost jednoho typu a přední panel musel být štíhlejší, aby se vešel do elektroniky, sestávalo pouzdro z nejméně 6 druhů dřeva.

Nejprve jsem nařezal 2 prkna o rozměrech 168 x 58 cm na polovinu pro zadní panel, 2 boční panely a střední dělicí panel.

Na spodní panel jsem použil pohodlný (nebo jsem si to alespoň myslel) kus dřeva o rozměrech 58 x 58 cm. To se ukázalo jako chyba, protože jsem nezohlednil tloušťku dřeva, takže zadní panel musel být zašroubován na horní část spodního panelu a boční panely musely být zašroubovány ze strany. Z vršku tak trčel další 2 cm kus.

Poté jsem přišrouboval 2 horizontální produktová prkna ke střednímu dělicímu panelu. Stejně jako horní část prostoru pro produkt. Potom jsem začal rozbíjet sklo plexi pro poklop, které jsem spojil 2 měkkými závěsy na dřevěnou tyč spojenou s dělícím panelem middel. Jakmile to bylo dokončeno, musel být na levý boční panel zašroubován prostřední prostor otvoru.

Poté jsem vyrobil dřevěné části váhy a nalepil je na spodní část pouzdra. To zanechalo na spodní části skříně trochu mezery, což jsem vyřešil umístěním tenké desky dopředu. (Není na obrázku)

Krok 4: Montáž snímačů a motorů do pouzdra

Jakmile byla kostra pouzdra hotová, bylo načase vložit vnitřnosti.

Nejprve jsem vyřezal několik otvorů v prkně pro LCD, klávesnici a přijímač mincí. Poté jsem tuto elektroniku přibil na prkno a připojil jsem ji k Raspberry Pi. Bylo třeba provést nějaké pečlivé plánování, aby se dráty příliš nepřekračovaly. Ten drátový teploměr, který jsem připojil k prkénku nalepenému na vnitřní straně desky elektroniky. Pak jsem viděl pilu pro Raspberry Pi, prkénko pro motorové tranzistory a arduino, které jsem použil k napájení 12V pro akceptor mincí a motory.

Motory jsem nalepil na horizontální produktová prkna a přidal jsem několik svislých prken k rozdělení oddílů položek.

Krok 5: Dokončení automatu

Na závěr jsem celý stroj natřel černou barvou a dovnitř přidal LED pásek. Pod akceptorem mincí jsem udělal malou přihrádku, do které mince padaly, aby neklouzaly po celé levé přihrádce. Také jsem přidal dveře z plexiskla s tvrdšími závěsy.