Varuautomat med skala för att bekräfta Itemdrop (Raspberry Pi): 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Välkommen medmakare, för ett skolprojekt bestämde jag mig för att göra en snacksautomat. Vårt uppdrag var att skapa en återskapande enhet som använde minst 3 sensorer och 1 ställdon. Jag gick för att göra en varuautomat delvis för att jag hade tillgång till några väsentliga delar (dvs motorerna) via min lokala makerlab. Först var tanken att skapa en dryckesautomat, men det hade inte varit möjligt på grund av behovet av isolering, kylelement och mjukare frigöringsmekanism för mousserande drycker.

Detta projekt var det första för mig på vissa sätt; Jag hade aldrig arbetat med trä och elektronik tidigare i en sådan skala. Min erfarenhet var främst inom mjukvara, så jag bestämde mig för att utmana mig själv genom att skapa ett projekt som skulle vara en verklig inlärningsupplevelse.

Jag ska försöka förklara för er på bästa sätt att skapa denna automat. Tänk på att allt detta var ett första för mig, så jag gjorde några rookie -misstag med träsnitt etc.

All kod finns i Github -förvaret:

Tillbehör

• Trä

• Gångjärn

  • 2 hårdare för huvuddörren
  • 2 mjuka för produktluckan
• Plexiglas
• 4 DC -motorer (med en knapp för rotationshantering)
• 4 spiraler (jag använde 6 mm² koppartråd)
• 4 kontakter för att ansluta motorerna spiralen (jag 3D -skrivit ut dem)
• Raspberry Pi
• 4x4 knappsats
• Myntmottagare
• LCD
• Bygelkablar
• Brödbrädor
• 4 TIPS 120 transistorer
• Motstånd
• En trådtermometer
• LED -remsa

Steg 1: Programmering av sensorerna

Eftersom jag hade mest erfarenhet av programvara bestämde jag mig för att börja med programmeringen av sensorerna först.

Sensorerna inkluderar:

• En trådtermometer
• Lastcellsensor
• 4x4 knappsats
• Myntmottagare

Entrådstermometern är ganska rak framåt och handlar bara om att ansluta den ena kabeln till GPIO PIN 4 på Raspberry Pi (med några motstånd) och läsa filen som är associerad med den.

Lastcellen var något mer komplicerad men ändå tyst lätt. De 4 ledningarna måste anslutas till HX711 -förstärkaren och i sin tur måste HX711 -förstärkaren anslutas till Raspberry Pi. När detta har gjorts använde jag HX711 python -biblioteket för att läsa ut värden. Läsa ut lastcellen utan last definierade taravärdet. Efter det placerade jag några förut kända vikter på vågen och med regeln om tre beräknade jag konstanten som läsvärdet måste divideras med för att presenteras med ett värde i gram.

Knappsatsen 4x4 är så intuitiv som möjligt. Med de 8 trådarna anslutna till knappsatsen som representerar de 4 kolumnerna och 4 raderna på knappsatsen. Viss försiktighet har iakttagits vid beställning av dessa ledningar, eftersom de två 4x4 -knappsatserna jag använde hade två helt olika trådorder. Med ett lättanvänt knappsatsbibliotek kan den tryckta knappen enkelt registreras när den är korrekt ansluten till Raspberry Pi.

Den hårdaste av sensorerna är definitivt myntacceptorn. Att sätta upp mynten på enheten är ganska rakt fram på grund av bra dokumentation. Jag hade en enhet som kunde skilja 4 olika mynt. Du måste ange tillhörande mängd pulser för ett mynt som enheten skickar till Raspberry Pi. Myntregistreringen på enhetens ände är nästan felfri vilket kan ses av displayen på sidan. Problemet ligger i att registrera dessa pulser på Raspberry Pi. En tillräckligt kraftfull adapter (12V, 1A) måste användas för att tydligt kunna registrera de olika mynten, samt noggrann programmering för att inte sluta räkna pulser för tidigt.

Steg 2: Anslutning och programmering av motorerna

Jag tog bort några automater från min lokala tillverkare, men jag behövde fortfarande ta reda på hur jag skulle ansluta och programmera dem.

Motorerna hade 4 ledningar anslutna till dem och efter en del funderingar var 2 för effekt (minst 12V) och 2 för knappen som trycks varje halv varv. Jag kopplade var och en av dessa motorer till en TIP 120 -transistor för att kunna styra dem via Raspberry Pi. En av de andra två ledningarna som jag kopplade till en ingång på Pi (med pullup -motstånd) och en till jord.

Efter det gjorde jag några spiraler av 2,2 mm ståltråd, som visade sig vara på väg åt fel håll; så att mina föremål gick bakåt istället. Så jag använde 6 mm² koppartråden som var mycket lättare att arbeta med.

Efter att ha gjort fyra spiraler var det dags att göra kontakterna nödvändiga för att ansluta till spiralen till motorerna. Jag bestämde mig för att 3D -skriva ut dem (fil bifogad) och limma dem på motorerna och böja tråden runt dem.

Steg 3: Skapa maskinens hölje

Till huset använde jag trä som fanns i makerlabben. Eftersom det inte fanns gott om en typ och frontpanelen måste vara smalare för att passa elektroniken, bestod huset av minst 6 träslag.

Först sågade jag 2 plankor på 168 x 58 cm på mitten för bakpanelen, de 2 sidopanelerna och den mellersta avdelarpanelen.

Till bottenpanelen använde jag en bekväm (eller så trodde jag) träbit på 58 x 58 cm. Detta visade sig vara ett misstag eftersom jag inte tog hänsyn till träets tjocklek, så bakpanelen måste skruvas in ovanpå bottenpanelen och sidopanelerna måste skruvas in från sidan. Detta lämnade en extra 2 cm bit som stack ut ur toppen.

Efter det skruvade jag fast de 2 horisontella produktplankorna på mittdelaren. Samt toppen av produktfacket. Sedan började jag bryta upp plexiglaset för luckan som jag kopplade med 2 mjuka gångjärn på en trästav som var ansluten till mellandelaren. När det var klart fick hålets mittfack skruvas in i den vänstra sidopanelen.

Sedan gjorde jag trädelarna av vågen och limmade dem på botten av huset. Detta lämnade lite av en lucka på botten av huset som jag löste med att placera en tunn planka framför. (Inte på bilden)

Steg 4: Montering av sensorer och motorer till huset

När husets skelett var klart var det dags att sätta in tarmarna.

Först skar jag några hål i en planka för LCD -skärmen, knappsatsen och myntacceptorn. Sedan spikade jag denna elektronik på plankan och kopplade den till Raspberry Pi. Någon noggrann planering måste göras för att inte korsa trådarna för mycket. Entrådstermometern kopplade jag till en brödbräda som limmades på insidan av elektronikplankan. Sedan såg jag en planka för Raspberry Pi, brödbrädan för motortransistorerna och arduino som jag använde för att leverera 12V för myntacceptorn och motorerna.

Motorerna limmade jag på de horisontella produktplankorna och jag lade till några vertikala plankor för att dela objektfacken.

Steg 5: Färdiga upp automaten

För målningen målade jag hela maskinen svart och lade till en LED -remsa på insidan. Under myntmottagaren gjorde jag ett litet fack för mynten att falla i, så att de inte skulle glida över det vänstra facket. Jag lade också till i plexiglasdörren med de hårdare gångjärnen.