Coke Machine Can Level Detector: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Rev 2.5 - städat upp de 3D -tryckta delarna och uppdaterade kontakten till en gemensam kretskortsenhet.

Rev 2 - ultraljud "knapp" ersätter manuell tryckknapp.

Att trycka på en knapp är så gammaldags, särskilt när jag redan använder en ultraljudssensor. Varför inte använda en ultraljudssensor för att aktivera burknivådetektorn! Rev 2 tar bort tryckknappen och ersätter den med en annan HC-SR04-modul. Nu går du bara fram till maskinen och den slås på automatiskt för att avslöja burkens nivå. Jag förlorade "Coke" -logotypen under processen, men jag var bara tvungen att byta frontplatta - alla andra tryckta komponenter förblir desamma

Jag har turen att ha en gammal koksmaskin som jag använder till "förfriskningar". Den rymmer cirka 30ish burkar när den är full. Problemet är, hur många burkar finns i den vid varje given tidpunkt? När måste jag göra en körning för att fylla på maskinen?

En lösning (bortsett från att öppna maskinen hela tiden) är att piska upp en sensor, eller "dosnivådetektor" som kan närma sig antalet burkar i maskinen vid varje given tidpunkt. Jag bestämmer att det måste uppfylla följande krav:

- måste vara billigt och enkelt

- icke -invasiv (jag vill inte börja borra eller skära i min maskin)

- Använd Arduino Nano

-Använd en LCD-skärm för att ge mig lättförståeliga avläsningar

- drivs av den inbyggda USB -enheten eller en extern strömförsörjning

-använd en tillfällig tryckknapp för "efter behov" avläsningar (använder nu andra HC-SR04-modulen istället).

Jag hade några ultraljudsmoduler, några Nanos och en liten LCD -skärm och bestämde mig för att de kan komma till nytta här.

Efter lite sökning hade jag alla nödvändiga element (hårdvara och kodning) för att få detta att fungera. Den enda enastående frågan var - skulle ultraljudssensorn kunna registrera ett meningsfullt avstånd genom att avvisa signalen från cylindriska burkar ?? Det visar sig att det faktiskt "kan"! (förlåt för ordvitsen).

Steg 1: Hårdvara

Ok, den här är ganska enkel.

- Arduino Nano

- Kuman 0,96 tums 4-polig gul blå IIC OLED (SSD 1306 eller liknande).

- HC-SR04 ultraljudsmoduler (antal: 2 för automatisk version)

- Generisk SP-tryckknapp om den andra HC-SR04-modulen inte används (tillval)

- honkontaktuttag för 7-12V väggadapter (tillval)

- cirka 14 2-par telefonkontaktkabel för elegantare extern kabeldragning

Steg 2: 3D -tryckt fodral

Totalt 4 tryckta delar används i denna konstruktion:

- Botten (röd)

- Genomskinlig topp

- Skjut på frontpanelen (röd och vit färgutskrift)

- Ultraljuds sensorhållare

Delarna är utformade för att skrivas ut utan stöd med Fusion 360.

Inga fästelement behövs för montering; alla delar snäpper ihop! Toppen kan tas bort efter montering genom att klämma något på vardera sidan av toppen nära basen och dra av toppen.

LCD -skärmen snäpper in i locket. Basen har en mottagarplats i ena änden och en sadel på baksidan för Nano, som låser brädet i basen. 12V -kontaktadaptern är nu en vanlig kretskortmonterad enhet som jag får i bulk i ungefär en fjärdedel och toppen håller den på plats. Framsidan glider in i mottagarspåren i de övre och nedre elementen.

Delarna är alla PLA, med ovansidan genomskinlig så att jag kan se rutan lysa när den slås på!

För att ge de röda accenterna på framsidan skriver jag ut den vita delen som visas med 0,08 mm tjocklek (0,02 skikttjocklek) och röd för resten, vilket ser rent ut.

Steg 3: Kabeldragning

Ledningarna för detta projekt är ganska enkla. 5V ström och jord till LCD -skärmen och ultraljudsmodulerna från Nano. Ett par signaltrådar från Nano till LCD -skärmen och två par från Nano till ultraljudsmodulerna. Några extra ledningar för tillvalet 12V -matning och voila!

I mitt första bygge hade jag en Nano med stift installerade, så jag bestämde mig för att använda den som den är och göra några prototypkablar som passar. De dumma små kontakterna är alltid lite kluriga att göra, enligt min mening, men igen, det var inte för många. Man kan alltid avstå från dessa kontakter och löda upp det hela. Kanske nästa gång…

Vid efterföljande versioner installerar jag bara rubrikstift i Nano för de anslutningar jag faktiskt använder. Gör det enklare att installera kablar och undvika misstag.

Jag använde också en vanlig 2-parskabel för att leda till burksensorn i maskinen. Det ger en fin, ren kabel som är prisvärd (gratis och överallt nuförtiden!)

Steg 4: Kod

Koden samlas ihop från olika källor (liksom de flesta projektkodningar).

Jag började med ultraljudsprovet från Dejan Nedelkovski på www. HowToMechatronics.com. Bra handledning.

Jag drog sedan lite LCD -kod från Jean0x7BE på Instructables.com och lärde mig lite mer från ett gäng andra webbplatser. Jag följde hans instruktioner där och lade till båda nödvändiga biblioteken:

github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306 (SSD1306-bibliotek) https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library (GFX-bibliotek)

Jag gick också igenom exempelfilerna i SSD1306 -biblioteket och lärde mig av det.

I slutändan är koden utplånad från dessa källor och med lite pyssel gav det mig det resultat jag letade efter.

Designen innehåller nu en andra ultraljudsmodul för en walk-up sensor. Ställ dig framför enheten och skärmen slås på, gå bort och den stängs av efter några sekunder. Kommentera personsensorn om den är på hela tiden eller om tryckknappsalternativet används.

Steg 5: Installation och kalibrering

Jag utformade lådan för att sitta ovanpå maskinen, med några ledningar (jag använder nu 2-parskabel) som matas mellan dörrtätningen och maskinens kropp. Ultraljudsmodulen fästs på taket på burkfacket med hjälp av tvåsidig tejp.

Även om maskinen har två sidor eller "vikar" för burkar, ville jag hålla det enkelt. Jag balanserar belastningen på båda sidor av maskinen, så att läsa ena sidan och "fördubbla" borde ge mig en bra (tillräckligt) approximation.

Jag började utvärderingen av detta projekt med att kontrollera min och max höjden på burken i koksmaskinen. Tomt, det är ungefär 25 högt, vilket innebar att ultraljudssensorns arbetsområde (0 - 50cm) är tillräckligt nära (för mig, med tanke på priset på dessa moduler). Med hjälp av denna grundläggande matematik beräknade jag intervallet på papper och kodade följaktligen för att ge mig stapeldiagrammet och det uppskattade antalet burkar.

När jag väl hade installerat och slagit på, blev jag helt överraskad av min första provkörning. Det gav inte bara en gedigen avläsning som studsade av burkarna, det visade sig vara jäkligt korrekt: De grova beräkningarna matchade den faktiska mängden burkar i maskinen utan ytterligare tweaking! (Det är det första …).

Allt som allt ett användbart projekt. Nu tycker jag att det är dags för en festlig förfriskning !!