Coke Machine Can Level Detector: 5 Βήματα (με εικόνες)

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

Rev 2.5 - τακτοποίησε τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα μέρη και ενημέρωσε το βύσμα σύνδεσης σε μια κοινή μονάδα PCB.

Rev 2 - το υπερηχητικό "κουμπί" αντικαθιστά το χειροκίνητο κουμπί.

Το πάτημα ενός κουμπιού είναι τόσο παλιά μόδα, ιδιαίτερα όταν χρησιμοποιώ ήδη έναν υπερηχητικό αισθητήρα. Γιατί να μην χρησιμοποιήσετε έναν υπερηχητικό αισθητήρα για να ενεργοποιήσετε τον ανιχνευτή στάθμης δοχείων! Το Rev 2 αφαιρεί το κουμπί και το αντικαθιστά με μια άλλη μονάδα HC-SR04. Τώρα, απλά περπατήστε μέχρι το μηχάνημα και ανάβει αυτόματα για να αποκαλύψει το επίπεδο του δοχείου. Έχασα το λογότυπο "Coke" στη διαδικασία, αλλά έπρεπε μόνο να αλλάξω την πρόσοψη - όλα τα άλλα τυπωμένα εξαρτήματα παραμένουν τα ίδια

Είμαι αρκετά τυχερός που έχω ένα παλιό μηχάνημα Coke που το χρησιμοποιώ, για "αναψυκτικά". Χωράει περίπου 30 κουτιά όταν είναι γεμάτα. Το πρόβλημα είναι, πόσα δοχεία υπάρχουν ανά πάσα στιγμή; Πότε πρέπει να τρέξω για να αναπληρώσω το μηχάνημα;

Μια λύση (εκτός από το άνοιγμα της μηχανής συνεχώς) είναι να χτυπήσετε έναν αισθητήρα ή "ανιχνευτή στάθμης" που μπορεί να προσεγγίσει τον αριθμό των δοχείων στο μηχάνημα ανά πάσα στιγμή. Αποφασίζω ότι έπρεπε να πληροί τις ακόλουθες απαιτήσεις:

- πρέπει να είναι φθηνό και απλό

- μη επεμβατικό (δεν θέλω να ξεκινήσω τη διάτρηση ή το κόψιμο στο μηχάνημά μου)

- Χρησιμοποιήστε το Arduino Nano

-Χρησιμοποιήστε μια οθόνη LCD για να μου δώσετε ευανάγνωστες αναγνώσεις

- να τροφοδοτείται από το εγγενές USB ή εξωτερικό τροφοδοτικό

-χρησιμοποιήστε ένα στιγμιαίο πάτημα για ανάγνωση "κατά περίπτωση" (τώρα χρησιμοποιείτε τη δεύτερη μονάδα HC-SR04 αντ 'αυτού).

Είχα μερικές μονάδες υπερήχων, μερικά Nanos και μια μικρή οθόνη LCD και αποφάσισα ότι μπορεί να είναι χρήσιμα εδώ.

Μετά από λίγο ψάξιμο, είχα όλα τα απαραίτητα στοιχεία (υλικό και κωδικοποίηση) για να λειτουργήσει αυτό. Το μόνο εκκρεμές ερώτημα ήταν - θα μπορούσε ο αισθητήρας υπερήχων να καταγράψει μια σημαντική απόσταση, αναπηδώντας το σήμα από κυλινδρικά δοχεία; Αποδεικνύεται ότι στην πραγματικότητα "μπορεί"! (συγνώμη για το λογοπαίγνιο).

Βήμα 1: Υλικό

Εντάξει, αυτό είναι αρκετά απλό.

- Arduino Nano

- Kuman 0,96 ιντσών 4-pin Yellow Blue IIC OLED (SSD 1306 ή παρόμοιο).

- HC-SR04 μονάδες υπερηχητικής εμβέλειας (ποσότητα: 2 για αυτόματη έκδοση)

- Γενικό κουμπί SP εάν δεν χρησιμοποιείτε τη δεύτερη μονάδα HC-SR04 (προαιρετικό)

θηλυκό βύσμα για προσαρμογέα τοίχου 7-12V (προαιρετικό)

- καλώδιο υποδοχής τηλεφώνου 2 ζευγών περίπου 14 για πιο κομψή εξωτερική καλωδίωση

Βήμα 2: Θήκη με 3D εκτύπωση

Συνολικά χρησιμοποιούνται 4 τυπωμένα μέρη σε αυτήν την κατασκευή:

Κάτω (κόκκινο)

- Διαφανής κορυφή

Σύρετε στον μπροστινό πίνακα (κόκκινη και λευκή έγχρωμη εκτύπωση)

- Κάτοχος υπερηχητικού αισθητήρα

Τα μέρη έχουν σχεδιαστεί για εκτύπωση χωρίς υποστηρίγματα χρησιμοποιώντας το Fusion 360.

Δεν απαιτούνται συνδετήρες για συναρμολόγηση. όλα τα μέρη κουμπώνουν μαζί! Η κορυφή μπορεί να αφαιρεθεί μετά τη συναρμολόγηση πιέζοντας ελαφρά και τις δύο πλευρές της κορυφής κοντά στη βάση και τραβώντας την κορυφή.

Η οθόνη LCD κουμπώνει στο κάλυμμα. Η βάση έχει μια υποδοχή δέκτη στο ένα άκρο και μια σέλα στο πίσω μέρος για το Nano, κλειδώνοντας τον πίνακα στη βάση. Ο προσαρμογέας βύσματος 12V είναι πλέον μια κοινή μονάδα στήριξης PCB που παίρνω μαζικά για περίπου ένα τέταρτο και το επάνω μέρος το κρατά στη θέση του. Η μπροστινή όψη ολισθαίνει σε αυλακώσεις δέκτη στο επάνω και στο κάτω μέρος.

Τα μέρη είναι όλα PLA, με το πάνω μέρος να είναι ημιδιαφανές για να βλέπω το κουτί να λάμπει όταν είναι ενεργοποιημένο!

Για να δώσω τις κόκκινες πινελιές στο μπροστινό εξώφυλλο, εκτυπώνω το λευκό τμήμα με πάχος 0,08 mm (πάχος 0,02 στρώσης) και κόκκινο για το υπόλοιπο, το οποίο φαίνεται καθαρό.

Βήμα 3: Καλωδίωση

Η καλωδίωση για αυτό το έργο είναι αρκετά απλή. Ισχύς 5V και γείωση στην οθόνη LCD και τις μονάδες υπερήχων από το Nano. Ένα ζεύγος καλωδίων σήματος από το Nano στην LCD και δύο ζεύγη από το Nano στις μονάδες υπερήχων. Λίγα επιπλέον καλώδια για την προαιρετική τροφοδοσία 12V και voila!

Στην πρώτη μου κατασκευή, είχα εγκαταστήσει ένα Nano με καρφίτσες, οπότε αποφάσισα να το χρησιμοποιήσω ως έχει και να δημιουργήσω κάποια πρωτότυπα καλωδίωση που ταιριάζουν. Κατά τη γνώμη μου, οι ηλίθιοι μικροί σύνδεσμοι είναι πάντα λίγο επίπονοι, αλλά και πάλι, δεν υπήρχαν πάρα πολλά. Κάποιος θα μπορούσε πάντα να εγκαταλείψει αυτούς τους συνδετήρες και να κολλήσει το όλο θέμα. Ισως την επόμενη φορά…

Σε επόμενες κατασκευές, εγκαθιστώ μόνο καρφίτσες κεφαλίδας στο Nano για τις συνδέσεις που πραγματικά χρησιμοποιώ. Διευκολύνει την εγκατάσταση καλωδίων και αποφεύγει τα λάθη.

Χρησιμοποίησα επίσης ένα κοινό καλώδιο τηλεφώνου 2 ζευγαριών για να κάνω το καλώδιο στον αισθητήρα δοχείου στο μηχάνημα. Παρέχει ένα ωραίο, καθαρό καλώδιο που είναι προσιτό (δωρεάν και παντού στις μέρες μας!)

Βήμα 4: Κωδικός

Ο κώδικας καλύπτεται από διάφορες πηγές (όπως και οι περισσότερες κωδικοποιήσεις έργων).

Ξεκίνησα με το δείγμα υπερήχων από τον Dejan Nedelkovski στο www. HowToMechatronics.com. Καλό φροντιστήριο.

Τότε έβγαλα κάποιον κώδικα LCD από το Jean0x7BE στο Instructables.com και έμαθα λίγο περισσότερο από ένα σωρό άλλες τοποθεσίες. Ακολούθησα τις οδηγίες του εκεί και πρόσθεσα και τις δύο απαιτούμενες βιβλιοθήκες:

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

Πέρασα επίσης από τα παραδείγματα αρχείων στη βιβλιοθήκη SSD1306 και έμαθα από αυτό.

Στο τέλος, ο κώδικας αποκλείεται μαζί από αυτές τις πηγές και με κάποια παραπλάνηση, μου έδωσε το αποτέλεσμα που έψαχνα.

Ο σχεδιασμός ενσωματώνει τώρα μια δεύτερη μονάδα υπερήχων για έναν αισθητήρα βάδισης. Σταθείτε μπροστά από τη συσκευή και η οθόνη ενεργοποιείται, απομακρύνεστε και απενεργοποιείται μετά από μερικά δευτερόλεπτα. Σχολιάστε τον αισθητήρα ατόμου εάν είναι συνεχώς ενεργοποιημένος ή εάν χρησιμοποιείται η επιλογή κουμπιού.

Βήμα 5: Εγκατάσταση και βαθμονόμηση

Σχεδίασα το κουτί για να κάθεται πάνω από το μηχάνημα, χρησιμοποιώντας μερικά καλώδια (χρησιμοποιώ τώρα καλώδιο τηλεφώνου 2 ζευγών) που τροφοδοτούνται μεταξύ της στεγανοποίησης της πόρτας και του σώματος του μηχανήματος. Η μονάδα υπερήχων είναι προσαρτημένη στην οροφή του κόλπου του δοχείου χρησιμοποιώντας ταινία δύο όψεων.

Ενώ το μηχάνημα έχει δύο πλευρές ή "κόλπους" για δοχεία, ήθελα να το κρατήσω απλό. Ισορροπώ το φορτίο και στις δύο πλευρές του μηχανήματος, οπότε η ανάγνωση της μιας πλευράς και το «διπλασιασμό» θα μου δώσει μια καλή (αρκετά) προσέγγιση.

Ξεκίνησα την αξιολόγηση αυτού του έργου ελέγχοντας το ελάχιστο και το μέγιστο ύψος του κόλπου του δοχείου της μηχανής Κοκ. Άδειο, έχει ύψος περίπου 25 , πράγμα που σήμαινε ότι το εύρος εργασίας του αισθητήρα υπερήχων (0 - 50cm) είναι αρκετά κοντά (για μένα, δεδομένης της τιμής αυτών των ενοτήτων). Χρησιμοποιώντας αυτά τα βασικά μαθηματικά, υπολόγισα το εύρος σε χαρτί και κωδικοποίησα αναλόγως να μου δώσετε το γράφημα ράβδων και τον εκτιμώμενο αριθμό δοχείων.

Μόλις εγκατασταθεί και ενεργοποιηθεί, ήμουν εντελώς έκπληκτος από την πρώτη δοκιμαστική λειτουργία μου. Όχι μόνο έδωσε μια σταθερή ανάγνωση που αναπήδησε το σήμα από τα δοχεία, αλλά αποδείχθηκε καταραμένη ακριβής: Οι πρόχειροι υπολογισμοί ταίριαζαν με την πραγματική ποσότητα δοχείων στο μηχάνημα χωρίς περαιτέρω τροποποιήσεις! (Αυτό είναι το πρώτο…).

Συνολικά, ένα χρήσιμο έργο. Τώρα νομίζω ότι ήρθε η ώρα για ένα εορταστικό αναψυκτικό !!