Kola Makinası Teneke Seviye Dedektörü: 5 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Rev 2.5 - 3D baskılı parçaları düzenledi ve fiş konektörünü ortak bir PCB ünitesine güncelledi.

Rev 2 - ultrasonik "düğme", manuel basma düğmesinin yerini alır.

Bir düğmeye basmak çok eski moda, özellikle de zaten bir Ultrasonik sensör kullandığımda. Kutu seviye dedektörünü etkinleştirmek için neden bir ultrasonik sensör kullanmıyorsunuz? Rev 2, basmalı düğmeyi kaldırır ve başka bir HC-SR04 modülü ile değiştirir. Şimdi, sadece makineye gidin ve kutu seviyesini ortaya çıkarmak için otomatik olarak açılır. İşlem sırasında "Kola" logosunu kaybettim, ancak yalnızca ön yüzü değiştirmem gerekti - diğer tüm basılı bileşenler aynı kalıyor

"İçecekler" için kullandığım eski bir Kola makinesine sahip olduğum için şanslıyım. Dolu olduğunda yaklaşık 30 kutu tutar. Sorun şu ki, herhangi bir zamanda içinde kaç kutu var? Makineyi yenilemek için ne zaman çalışmam gerekiyor?

Bir çözüm (makineyi her zaman açmanın dışında), herhangi bir zamanda makinedeki kutu sayısını tahmin edebilen bir sensör veya "kutu seviye dedektörü" oluşturmaktır. Aşağıdaki gereksinimleri karşılaması gerektiğine karar verdim:

- ucuz ve basit olmalı

- invaziv olmayan (makinemde delmeye veya kesmeye başlamak istemiyorum)

- Arduino Nano'yu kullanın

- Bana anlaşılması kolay okumalar vermek için bir LCD ekran kullanın

- yerel USB veya harici bir güç kaynağı ile güçlendirilmelidir

- "gerektiğinde" okumalar için anlık bir buton kullanın (şimdi bunun yerine 2. HC-SR04 modülünü kullanıyor).

Bazı ultrasonik modüllerim, bazı Nano'larım ve küçük bir LCD ekranım vardı ve burada işe yarayabileceklerine karar verdim.

Biraz araştırdıktan sonra, bu işi yapmak için gerekli tüm unsurlara (donanım ve kodlama) sahiptim. Tek önemli soru şuydu - ultrasonik sensör, sinyali silindirik kutulardan sektirerek anlamlı bir mesafe kaydedebilecek mi? Aslında "yapabilir" olduğu ortaya çıktı! (kelime için özür dilerim).

Adım 1: Donanım

Tamam, bu oldukça basit.

-Arduino Nano

- Kuman 0.96 İnç 4 pimli Sarı Mavi IIC OLED (SSD 1306 veya benzeri).

- HC-SR04 ultrasonik değişen modüller (otomatik versiyon için adet: 2)

- 2. HC-SR04 modülü kullanılmıyorsa genel SP düğmesi (isteğe bağlı)

- 7-12V duvar adaptörü için dişi priz (isteğe bağlı)

- daha zarif harici kablolama için yaklaşık 14 2 çift telefon jakı kablosu

2. Adım: 3D Basılı Kılıf

Bu yapıda toplam 4 basılı parça kullanılıyor:

- Alt (kırmızı)

- Yarı saydam üst

- Ön panelde kaydırın (kırmızı ve beyaz renkli baskı)

- Ultrasonik sensör tutucu

Parçalar, Fusion 360 kullanılarak desteksiz basılmak üzere tasarlanmıştır.

Montaj için herhangi bir bağlantı elemanına gerek yoktur; tüm parçalar birbirine yapışır! Üst kısım, montajdan sonra, tabanın yanında üst kısmın her iki tarafını hafifçe sıkarak ve üst kısmı çekerek çıkarılabilir.

LCD ekran kapağa oturur. Tabanın bir ucunda bir alıcı yuvası ve arkada Nano için bir eyer vardır ve kartı tabana kilitler. 12V fiş adaptörü şimdi, yaklaşık dörtte biri için toplu olarak aldığım yaygın bir PCB montaj ünitesidir ve üst kısım onu yerinde tutar. Ön yüz, üst ve alt elemanlardaki alıcı oluklarına kayar.

Parçaların tümü PLA'dır, üst kısım yarı saydamdır, böylece açıldığında kutunun parladığını görebiliyorum!

Ön kapakta kırmızı vurguları sağlamak için, 0,08 mm kalınlığında (0,02 katman kalınlığında) gösterilen beyaz kısmı ve temiz görünen geri kalanı için kırmızıyı yazdırdım.

Adım 3: Kablolama

Bu proje için kablolama oldukça basittir. LCD ekrana ve Nano'dan ultrasonik modüllere 5V güç ve topraklama. Nano'dan LCD'ye bir çift sinyal kablosu ve Nano'dan ultrasonik modüllere iki çift sinyal kablosu. İsteğe bağlı 12V besleme için birkaç ekstra ipucu ve işte!

İlk yapımda, pinleri takılı bir Nano vardı, bu yüzden olduğu gibi kullanmaya ve uygun bir prototip kablo oluşturmaya karar verdim. Benim düşünceme göre, aptal küçük konektörleri oluşturmak her zaman biraz titizdir, ama yine de çok fazla değildi. Kişi her zaman bu konektörlerden vazgeçebilir ve her şeyi lehimleyebilir. Belki gelecek sefere…

Sonraki yapılarda, gerçekten kullandığım bağlantılar için Nano'ya yalnızca başlık pimleri takıyorum. Kabloları takmayı ve hatalardan kaçınmayı kolaylaştırır.

Ayrıca makinedeki kutu sensörüne giden yolu yapmak için 2 çift ortak telefon kablosu kullandım. Uygun fiyatlı güzel, temiz bir kablo sağlar (ücretsiz ve günümüzde her yerde!)

4. Adım: Kod

Kod, çeşitli kaynaklardan (çoğu proje kodlamasında olduğu gibi) bir araya getirilmiştir.

www. HowToMechatronics.com adresinde Dejan Nedelkovski'den alınan ultrasonik örnekle başladım. İyi öğretici.

Daha sonra Instructables.com'da Jean0x7BE'den bazı LCD kodları aldım ve bir sürü başka siteden biraz daha öğrendim. Oradaki talimatlarını takip ettim ve gerekli her iki kitaplığı da ekledim:

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

Ayrıca SSD1306 kitaplığındaki örnek dosyaları da inceledim ve bundan ders çıkardım.

Sonunda, kod bu kaynaklardan bir araya getirildi ve biraz kurcalama ile bana aradığım sonucu verdi.

Tasarım artık bir walk-up sensör için ikinci bir ultrasonik modül içeriyor. Cihazın önünde durun ve ekran açılır, uzaklaşın ve birkaç saniye sonra kapanır. Her zaman açıksa veya basmalı düğme seçeneği kullanılıyorsa, kişi sensörünü yorumlayın.

Adım 5: Kurulum ve Kalibrasyon

Kutuyu, kapı contası ile makinenin gövdesi arasında beslenen birkaç kablo (şimdi 2 çift telefon kablosu kullanıyorum) kullanarak makinenin üstüne oturacak şekilde tasarladım. Ultrasonik modül, iki taraflı bant kullanılarak kutu bölmesinin çatısına takılır.

Makinenin iki tarafı veya kutular için "yuvaları" olsa da, bunu basit tutmak istedim. Makinenin her iki tarafındaki yükü dengeliyorum, bu nedenle bir tarafı okumak ve "ikiye katlamak" bana iyi (yeterli) bir yaklaşım vermelidir.

Bu projenin değerlendirmesine Kok makinesinin kutu bölmesinin minimum ve maksimum yüksekliğini kontrol ederek başladım. Boş, yaklaşık 25 yüksekliğinde, yani ultrasonik sensör çalışma aralığı (0 - 50 cm) yeterince yakın (benim için, bu modüllerin fiyatı göz önüne alındığında). Bu temel matematiği kullanarak aralığı kağıt üzerinde hesapladım ve kodladım. buna göre bana çubuk grafiğini ve tahmini kutu sayısını vermek için.

Kurulduktan ve açıldıktan sonra, ilk deneme çalıştırmam beni tamamen şaşırttı. Sadece teneke kutulardan sinyal sektiren sağlam bir okuma vermekle kalmadı, aynı zamanda kesinlikle doğru olduğu ortaya çıktı: Kaba hesaplamalar, daha fazla ince ayar yapmadan makinedeki gerçek teneke kutu miktarıyla eşleşti! (Bu bir ilk…).

Hepsi bir arada, faydalı bir proje. Şimdi bir kutlama ferahlığı zamanı olduğunu düşünüyorum!!