D4E1 - DIY - Υποστηρικτική τεχνολογία: «Κλίμακα βοήθειας 2018»: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Η Veronique είναι μια 36χρονη γυναίκα που εργάζεται στο "Het Ganzenhof" λόγω του συγγενή της συνδρόμου (Rubinstein-Taybi). Εδώ αναλαμβάνει το καθήκον να βοηθήσει στην εκτέλεση συνταγών ζυγίζοντας ποσότητες. Αυτή η διαδικασία γινόταν πάντα από τον πελάτη μας με τη βοήθεια μιας συνηθισμένης ζυγαριάς κουζίνας. Αυτή η ζυγαριά κουζίνας φέρνει αρκετά προβλήματα με αυτήν, επειδή η Veronique δεν γνωρίζει αριθμούς ή γράμματα, δεν μπορεί να διαβάσει και έχει πυκνώσει τα δάχτυλά της ως αποτέλεσμα του συνδρόμου της. Λόγω αυτού, ο πελάτης μας χρειαζόταν πάντα ένα χέρι βοήθειας από τρίτα μέρη κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας. Έτσι, το αίτημα δημιουργίας μιας ενίσχυσης κλίμακας που επιτρέπει στη Veronique να ζυγίζει αυτόνομα ποσότητες προήλθε από το ίδιο το σκηνικό.

Σε όλο το έργο, εστιάσαμε στη δημιουργία μιας ολοκαίνουργιας κλίμακας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην κουζίνα. Από την ανάλυσή μας καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον 3 στοιχεία για να διασφαλιστεί ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια κλίμακα, συγκεκριμένα: ένα κουμπί On/Off, ένα κουμπί Tare και μια οθόνη για να προσδιοριστεί το πόσο έχει ήδη ζυγιστεί. Ειδικά το τελευταίο ήταν μια πρόκληση στο πλαίσιο του έργου επειδή ο πελάτης μας έχει χαμηλότερη ψυχική ηλικία. Τέλος, αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε σύμβολα φωτισμού (κόκκινο βέλος προς τα πάνω - πράσινο αντίχειρα - κόκκινο βέλος προς τα κάτω) στο τελικό μας πρωτότυπο 1.9 για να υποδείξουμε πόσο έχει ήδη ζυγιστεί.

Βήμα 1: Υλικά και εργαλεία

Σε αυτό το βήμα θα συζητήσουμε όλα τα υλικά που χρησιμοποιήσαμε.

Σημείωση: ορισμένες γνώσεις τρισδιάστατης εκτύπωσης και προγραμματισμού Arduino είναι χρήσιμες…

ΥΛΙΚΑ

ΥΠΟΘΕΣΗ

• 2 φύλλα πολυστερίνης 2mm (600 x 450 mm)
• φύλλο 2 mm διαφανές PMMA (15 x 30 mm)
• Φύλλο PVC Forex PVC 10 mm (15 x 50 mm)
• μαύρο αυτοκόλλητο ή αυτοκόλλητο (50 x 50 mm)
• κόκκινες και πράσινες αυτοκόλλητες τελείες
• 6 x M3.5x12 βίδες csk
• 2 βίδες M2,5x35 csk αυτοεπιπεδούμενες
• 6 x παξιμάδια και μπουλόνια M3x12
• αυτοκόλλητα αμορτισέρ
• Νήμα εκτυπωτή PLA ή PET-G 3d
• Κόλλα CA
• Κόλλα UV

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ

• Arduino Nano
• μίνι καλώδιο usb
• Κυψέλη φόρτωσης + επιφάνεια ζύγισης γυαλιού (5kg)
• HX-711
• 6 x 5V WS2812b led
• Βύσμα τροφοδοσίας
• Προσαρμογέας ρεύματος 5V
• 16x2 I²C LCD
• Περιστροφικός κωδικοποιητής
• μεγάλο κουμπί
• μεγάλο περιστροφικό διακόπτη
• γυναικείες καρφίτσες κεφαλίδας
• θηλυκά - αρσενικά καλώδια dupont
• 3 x 10K αντιστάσεις
• Αντίσταση 220 ohm
• 3 x 1nf πυκνωτές
• Ασφάλεια 500 mA
• Perf σανίδα
• Κάποιος συγκολλητής
• Μερικά λεπτά σύρματα

ΕΡΓΑΛΕΙΑ

• 3D εκτυπωτής (creality CR-10)
• πιστόλι θερμότητας ή hotwire
• ψαλίδι και μαχαίρι stanley
• σιδερένιος χάρακας
• συγκολλητικό σίδερο
• κυκλικό πριόνι ή πριόνι ταινίας
• επιτραπέζιο τρυπάνι
• πριόνι 22 και 27 mm
• ασύρματο τρυπάνι + σετ τρυπανιών
• λίγο γυαλόχαρτο (240 κόκκους)

Βήμα 2: Τμήματα εκτυπωμένων 3D

Για τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα μέρη θα χρειαστείτε μια μεγάλη επιφάνεια εκτύπωσης (Creality cr-10 300x300 mm) για να εκτυπώσετε τις πλευρές με μία κίνηση. Μπορείτε επίσης να τα κόψετε σε μικρότερα μέρη και να τα κολλήσετε μαζί με κόλλα CA, αλλά για βέλτιστη αντοχή συνιστάται η εκτύπωση σε ένα κομμάτι.

Το προτιμώμενο νήμα που χρησιμοποιείται είναι το PET-G και ως δεύτερη επιλογή PLA, και τα δύο είναι ασφαλή για τρόφιμα, αλλά το PET-G είναι ισχυρότερο και πιο ανθεκτικό στη θερμότητα ή το άμεσο ηλιακό φως.

Θα χρειαστεί να εκτυπώσετε:

1 x πλευρά 1

1 x πλευρά 2

2 x βέλος ένδειξης

1 x δείκτης μπράβο

1 x θήκη LCD

2 x διαχωριστικά κουμπιών

1 x προσαρμογέας κλίμακας

6 βιδωτά ένθετα

Συνιστάται η εκτύπωση σε ύψος στρώματος 0,2 mm και με στηρίγματα για τις ενδείξεις, όλα τα άλλα μέρη είναι εκτυπώσιμα χωρίς στηρίγματα.

Βήμα 3: Ηλεκτρονικά και Λογισμικό

Επεξήγηση των χρησιμοποιημένων ηλεκτρονικών

Για τα ηλεκτρονικά χρησιμοποιήσαμε ένα Arduino Nano λόγω του μικρού μεγέθους του. Το τσιπ ενισχυτή κυψελών φορτίου HX 711 συνδέεται με μια κυψέλη φορτίου 5 κιλών που συλλέγεται από μια φθηνή ζυγαριά κουζίνας. Το 5V ws2812b 60 leds/m ledstrip χρησιμοποιείται για να δείξει την ποσότητα στον ασθενή μας, κόβεται σε 3 κομμάτια των 2 led. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήσαμε ένα τηλεμακανικό κουμπί και έναν περιστροφικό διακόπτη με τα μπλοκ σύνδεσης ως κουμπί απόβαρο και διακόπτη on/off. Η οθόνη LCD 16x2 I²C χρησιμοποιείται για να υποδείξει τη ρυθμιζόμενη ρύθμιση βάρους και το πραγματικό μετρούμενο βάρος. Ένας περιστροφικός κωδικοποιητής χρησιμοποιείται για να προσαρμόσει τη ρύθμιση του βάρους και να μηδενίσει εάν χρειάζεται. Όλα τροφοδοτούνται από έναν προσαρμογέα τοίχου 5V 500mA με το αντίστοιχο βύσμα τροφοδοσίας.

Συνδέσεις

Για να αποτρέψουμε ένα χάος σύρματος όπως στα προηγούμενα πρωτότυπα, χρησιμοποιήσαμε θηλυκές καρφίτσες κεφαλίδας και καλώδια dupont (αρσενικά - θηλυκά) για να συνδέσουμε όλα τα κουμπιά και τους αισθητήρες στο Arduino. Εάν κάτι σπάσει, είναι εύκολο να διορθωθεί λόγω του αρθρωτού σχεδιασμού.

HX 711

• Το VDD πηγαίνει στα 3.3V
• Το VCC πηγαίνει στα 5V
• Τα δεδομένα πηγαίνουν στο D2 του Arduino
• Το ρολόι πηγαίνει στο D3 του Arduino
• Ο Gnd πηγαίνει στο έδαφος

Κυψέλη φόρτωσης => HX 711

• Το κόκκινο πάει στο κόκκινο
• μαύρο σε μαύρο
• λευκό σε λευκό
• πράσινο/μπλε σε πράσινο/μπλε

Λωρίδα led

• + πηγαίνει στα 5V
• Τα δεδομένα πηγαίνουν στο D6 του Arduino με αντίσταση 220 ohm ενδιάμεσα
• - πηγαίνει στο έδαφος

Κουμπί απόβαρο

• + πηγαίνει στα 5V
• - πηγαίνει στο D10 με αντίσταση έλξης 10K στη γείωση

Βύσμα τροφοδοσίας

• + πηγαίνει στο διακόπτη On/ Off με μια ασφάλεια 500mA ενδιάμεσα
• - πηγαίνει στο έδαφος
• Ένας πυκνωτής 100nF παράλληλος με τον + και -

Περιστροφικός διακόπτης ενεργοποίησης / απενεργοποίησης

• το ένα πόδι πηγαίνει στην πρίζα με την ασφάλεια
• το άλλο πόδι πηγαίνει στα 5V

Περιστροφικός κωδικοποιητής

• Ο Gnd πηγαίνει στο έδαφος
• + πηγαίνει στα 5V
• Το SW πηγαίνει στο D11 στο Arduino
• Το DT πηγαίνει στο D8 του Arduino με αντίσταση 10K ενδιάμεσα και πυκνωτή 100nF συνδεδεμένο στη γείωση
• Το CLK πηγαίνει στο D9 του Arduino με αντίσταση 10K ενδιάμεσα και πυκνωτή 100nF συνδεδεμένο στη γείωση

Οθόνη LCD 16x2 I²C

• Το SCL πηγαίνει στο Α5 στο Arduino
• Το SDA πηγαίνει στο Α4 στο Arduino
• Το VCC πηγαίνει στα 5V
• Το GND πηγαίνει στο έδαφος

Λογισμικό

Χρησιμοποιήσαμε το Arduino IDE για να προγραμματίσουμε τα πάντα…

Για τη βαθμονόμηση της κυψέλης φορτίου θα πρέπει πρώτα να φορτώσετε το σκίτσο βαθμονόμησης στο Arduino σας. Είναι ευκολότερο να βαθμονομήσετε τη κυψέλη φορτίου εάν χρησιμοποιείτε ένα αντικείμενο με γνωστό βάρος.

Μόλις μάθετε τον συντελεστή βαθμονόμησης προσαρμόστε τον στον τελικό κωδικό για την κλίμακα και φορτώστε τον στο Nano…

Πρόσθετες πληροφορίες προστίθενται στα σχόλια του κώδικα, μόλις φορτωθεί το τμήμα κωδικοποίησης έχει ολοκληρωθεί.

Βήμα 4: Προετοιμασία της Συναρμολόγησης ΜΕΡΟΣ 1

ΚΟΠΗ ΚΑΙ ΠΙΣΤΩΣΗ ΤΩΝ ΦΥΛΛΩΝ PS

Κόψτε τα φύλλα σύμφωνα με τα σχέδια που φαίνονται παραπάνω, χρησιμοποιήσαμε ένα κοπτικό και ένα σιδερένιο χάρακα για να κόψουμε ίσια άκρα.

Σημείωση: μια διάτμηση φύλλου μετάλλου λειτουργεί επίσης για την κοπή των φύλλων.

Για τις τρύπες χρησιμοποιήσαμε ένα μικρό τρυπάνι για να προ -τρυπήσουμε και ένα πριόνι 22 και 40 mm τοποθετημένο στο τραπέζι τρυπάνι με μερικούς σφιγκτήρες για να ανοίξουμε τις μεγαλύτερες τρύπες.

Αν χρειαστεί, τρίψτε με άμμο με 240 τρίχες.

Για τις πτυσσόμενες επιφάνειες κόβουμε ελαφρώς κατά μήκος της γραμμής και θερμαίνουμε την περιοχή με ένα προσαρμοσμένο καυτό καλώδιο και μια ζιγκ με γωνία 120 °. Αυτό δημιουργεί ωραίες και καθαρές πτυχώσεις. Θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα πιστόλι θερμότητας για να διπλώσετε τα φύλλα, αλλά πρέπει να είστε προσεκτικοί για να ζαρώσετε και να υπερθερμάνετε το πλαστικό.

ΚΟΠΗ ΤΩΝ ΑΚΡΥΛΙΚΩΝ ΕΝΔΕΙΞΕΩΝ

Χρησιμοποιήσαμε ένα πριόνι 27 mm χωρίς το κεντρικό τρυπάνι στο τραπέζι για να φτιάξουμε τα καντράν.

Τρίψτε τις τραχιές άκρες και προσέξτε να μην κόψετε τον εαυτό σας!

Τέλος, κάνετε το διαφανές ακρυλικό πιο θολό, τρίβοντας τις επιφάνειες με 240 άμμο.

ΚΟΠΗ ΚΑΙ ΚΟΛΛΗΣΗ ΤΟΥ FOREX PVC

Χρησιμοποιήσαμε τα φύλλα Forex για να φτιάξουμε μια στιβαρή βάση για την κυψέλη φορτίου και μια βάση στήριξης για το PCB και τα led.

Κόψτε τα φύλλα πάχους 10 mm σύμφωνα με τα παραπάνω σκίτσα και κολλήστε τα μεταξύ τους χρησιμοποιώντας κόλλα CA.

Κάντε μια μικρή εσοχή στο τεμάχιο 40 x 40 mm για να φιλοξενήσει την κυψέλη φορτίου.

Τρυπήστε τις τρύπες σύμφωνα με το κελί φόρτωσης και το στήριγμα για το PCB.

Υ. Γ. ΚΟΝΤΕΣ ΚΡΕΜΑΣΤΩΝ

Φτιάξτε 8 μικρά άγκιστρα κολλώντας ένα κομμάτι 10 x 10 mm φύλλου PS 2 mm σε ένα κομμάτι 10 x 15 mm με κόλλα CA. Τοποθετήστε τα ομοιόμορφα στη μεγάλη πλευρά του κελύφους PS (τρίτο σχέδιο). Δύο ανά πλευρά στην επάνω επιφάνεια και και ένα σε κάθε διπλωμένη πλευρική επιφάνεια. Κολλήστε τα στη θέση τους περίπου 4 mm από την άκρη.

Βήμα 5: Προετοιμασία της Συναρμολόγησης ΜΕΡΟΣ 2

Τοποθέτηση της θήκης LCD

Κόψτε ένα κομμάτι ακρυλικό σύμφωνα με τα περιγράμματα της θήκης LCD. Τρυπήστε 2 τρύπες σε κάθε πλευρά κοντά στην άκρη και μέσα από το ίδιο το ακρυλικό και το στήριγμα. Τοποθετήστε το LCD στην υποδοχή LCD χρησιμοποιώντας 4 x Μ3 παξιμάδια και μπουλόνια. Στη συνέχεια, τοποθετήστε την ακρυλική και τη θήκη LCD με lcd στο πλευρικό κομμάτι χρησιμοποιώντας 2 x μπουλόνια επίπεδης κεφαλής M3 και στερεώστε τα με ένα παξιμάδι.

Τρύπες κάτω πλάκας

Κολλήστε τα ένθετα των βιδών στις γωνιακές πλευρές του άνω κελύφους και τοποθετήστε τα εξίσου. Τώρα ευθυγραμμίστε το πάνω κέλυφος με τις πλευρές και την πλάκα βάσης και εντοπίστε τις τρύπες στην πλάκα βάσης. Τώρα τρυπήστε τα χρησιμοποιώντας ένα τρυπάνι 2 mm και τρίψτε τα στην εξωτερική επιφάνεια. Κάνετε το ίδιο πράγμα για τη βάση στήριξης PCB.

Κολλήστε το δακτύλιο της πλάκας προσαρμογέα

Κολλήστε το δακτύλιο προσαρμογέα στο γυάλινο κρεβάτι της ζυγαριάς χρησιμοποιώντας κόλλα UV. Ευθυγραμμίστε το με τις εγκοπές προς τις οπές ένδειξης. Βεβαιωθείτε ότι ο δακτύλιος είναι ελαφρώς γωνιακός για να γίνει ομοιόμορφος με την κλίμακα, αυτό προκαλείται από την κάμψη της κυψέλης φορτίου.

Κολλητικές γλωττίδες για την επιφάνεια ζύγισης

Φτιάξτε 8 γλωττίδες 7 x 3 mm από PS και τις κολλήστε κατά 2. Το επόμενο βήμα είναι να τις κολλήσετε στην επιφάνεια ζύγισης, αυτές πρέπει να ευθυγραμμιστούν με τις αποκοπές του δακτυλίου της πλάκας προσαρμογέα σε 4 σημεία. Αυτό είναι απαραίτητο για να στερεωθεί η επιφάνεια ζύγισης στη ζυγαριά.

Ζωγραφίζοντας τους δείκτες 3D εκτύπωσης

Για να αποφευχθεί η απορρόφηση φωτός των ενδείξεων με τρισδιάστατη εκτύπωση, βάψαμε το εσωτερικό τους σε ασημί χρώμα, ώστε να αντανακλούν το φως των led.

Βήμα 6: Συναρμολόγηση

1. Τοποθετήστε το PCB στη βάση και ασφαλίστε το χρησιμοποιώντας τις 2 βίδες M3.5x12
2. Κολλήστε τη βάση της κυψέλης φορτίου, το στήριγμα pcb και τη θήκη led στη θέση τους
3. Συνδέστε τα πάντα στο PCB σύμφωνα με το Fritzing Schematic
4. Τοποθετήστε τα πάντα στη θέση τους:

Το κουμπί Tare στην επάνω επιφάνεια με το διαχωριστικό κουμπιών ανάμεσα και ασφαλίστε με τη βίδα στήριξης

Ο διακόπτης On/ Off χρησιμοποιώντας την ίδια διαδικασία αλλά στο πλάι με το κομμάτι της θήκης LCD

Κολλήστε τα led στο στήριγμα led.

Ο περιστροφικός κωδικοποιητής στο πλευρικό μέρος χρησιμοποιώντας ένα παξιμάδι και μια ροδέλα για να το στερεώσετε και να στερεώσετε το κουμπί στον άξονα

Στο άλλο πλαϊνό κομμάτι, προσθέστε το φις τροφοδοσίας και τρυπήστε εάν είναι απαραίτητο, στερεώστε το με το συγκεκριμένο παξιμάδι

Τέλος, στερεώστε το κάλυμμα στη βάση και βεβαιωθείτε ότι είναι επίπεδο

5. Σπρώξτε τους δείκτες επιλογής μέσα από τις τρύπες και τρίψτε αν χρειάζεται, πιέστε τους ακρυλικούς φακούς πάνω στις ενδείξεις

6. Σύρετε τις πλευρές πάνω στην πλάκα βάσης και στερεώστε το πάνω κέλυφος στη θέση του

7. Βιδώστε το 8 M3.5x12 στη βασική πλάκα στερεώνοντας το επάνω κέλυφος και το υποστήριγμα pcb

8. Προσθέστε τους ελαστικούς αυτοκόλλητους αποσβεστήρες στο πίσω μέρος της πλάκας βάσης στα πιο κρίσιμα σημεία κάμψης

9. Περάστε τη γυάλινη επιφάνεια ζύγισης και τον δακτύλιο προσαρμογέα για να φορτώσετε το κελί

10. Προσθέστε την επιφάνεια ζύγισης και ευθυγραμμίστε την με τις εγκοπές

Η συναρμολόγηση έγινε!

Βήμα 7: Αποτέλεσμα

Το βοήθημα Scale επέτρεψε στη Veronique να ζυγίζει μόνη της συστατικά.

Αυτοί οι δείκτες της επιτρέπουν να κατανοήσει τι συμβαίνει όταν προσθέτει βάρος. Οι φροντιστές μπορούν να προσαρμόσουν και να επαναφέρουν το ποσό, με ένα εγχειρίδιο οδηγιών και με κάποια πρακτική μπορεί να κάνει αυτές τις εργασίες εντελώς ανεξάρτητα. Αυτή είναι μια μεγάλη βελτίωση σε σχέση με τη διαδικασία ζύγισης που συνάντησε προηγουμένως.

weegschaalhulp2018.blogspot.com/

Ιδιαίτερες ευχαριστίες στους: Veronique & "Het Ganzehof"

Έργο: Fiel C., Jelle S. & Laurent L.