Distributore automatico con bilancia per confermare Itemdrop (Raspberry Pi): 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Benvenuto amico creatore, per un progetto scolastico ho deciso di realizzare un distributore automatico di snack. Il nostro compito era creare un dispositivo ricreabile che utilizzasse almeno 3 sensori e 1 attuatore. Sono andato a fare un distributore automatico in parte perché avevo accesso ad alcune parti essenziali (cioè i motori) tramite il mio makerslab locale. Prima di tutto l'idea era quella di creare un distributore automatico di bevande, ma ciò non sarebbe stato fattibile a causa della necessità di isolamento, elemento di raffreddamento e meccanismo di rilascio più morbido per le bevande frizzanti.

Questo progetto è stato il primo per me in qualche modo; Non avevo mai lavorato con il legno e l'elettronica prima su una scala del genere. La mia esperienza era principalmente nel software, quindi ho deciso di mettermi alla prova creando un progetto che sarebbe stata una vera esperienza di apprendimento.

Cercherò di spiegarvi, nel miglior modo possibile, come creare questo distributore automatico. Tieni presente che è stata la prima volta per me, quindi ho commesso alcuni errori da principiante con il taglio del legno, ecc.

Tutto il codice può essere trovato nel repository Github:

Forniture

• Legna

• cerniere

  • 2 più dure per la porta principale
  • 2 morbidi per il portello del prodotto
• plexiglas
• 4 motori DC per distributori automatici (con pulsante per la gestione della rotazione)
• 4 spirali (ho usato filo elettrico in rame da 6 mm²)
• 4 connettori per collegare i motori alla spirale (li ho stampati in 3D)
• Lampone Pi
• Tastiera 4x4
• Gettoniera
• LCD
• Ponticelli
• taglieri
• 4 transistor TIP 120
• resistori
• Termometro a un filo
• Striscia LED

Passaggio 1: programmazione dei sensori

Dato che avevo più esperienza nel software ho deciso di iniziare prima con la programmazione dei sensori.

I sensori includono:

• Termometro a un filo
• Sensore cella di carico
• Tastiera 4x4
• Gettoniera

Il termometro a un filo è piuttosto semplice e prevede solo il collegamento di un filo al PIN 4 GPIO del Raspberry Pi (con alcuni resistori) e la lettura del file ad esso associato.

La cella di carico era un po' più complicata ma comunque abbastanza semplice. I 4 fili dovevano essere collegati all'amplificatore HX711 e a sua volta l'amplificatore HX711 doveva essere collegato al Raspberry Pi. Fatto ciò, ho usato la libreria python HX711 per leggere i valori. La lettura della cella di carico senza carico ha definito il valore della tara. Dopodiché ho posizionato sulla bilancia dei pesi precostituiti e con la regola del tre ho calcolato la costante per la quale il valore letto doveva essere diviso per essere presentato da un valore in grammi.

La tastiera 4x4 è quanto più intuitiva possibile. Con gli 8 fili collegati alla tastiera che rappresentano le 4 colonne e le 4 righe della tastiera. Una certa cautela è stata presa con l'ordine di questi cavi, poiché le 2 tastiere 4x4 che ho usato avevano 2 ordini di cavi completamente diversi. Con una libreria di tastiere di facile utilizzo, il tasto premuto può essere facilmente registrato se collegato correttamente al Raspberry Pi.

Il più duro dei sensori è sicuramente la gettoniera. L'impostazione delle monete sul dispositivo è piuttosto semplice grazie a una buona documentazione. Avevo un dispositivo in grado di differenziare 4 monete diverse. Devi specificare la quantità associata di impulsi per una moneta che il dispositivo invia al Raspberry Pi. La registrazione della moneta all'estremità del dispositivo è quasi impeccabile, come si può vedere dal display sul lato. Il problema sta nel registrare questi impulsi sul Raspberry Pi. È necessario utilizzare un adattatore sufficientemente potente (12V, 1A) per poter registrare distintamente le diverse monete, nonché un'attenta programmazione per non interrompere il conteggio degli impulsi troppo presto.

Passaggio 2: collegamento e programmazione dei motori

Ho recuperato alcuni motori dei distributori automatici dal mio laboratorio di produzione locale, ma dovevo ancora capire come collegarli e programmarli.

I motori avevano 4 fili collegati ad essi e dopo aver capito un po' 2 erano per l'alimentazione (almeno 12V) e 2 erano per il pulsante che viene premuto ogni mezzo giro. Ho collegato ciascuno di questi motori a un transistor TIP 120 per poterli controllare tramite il Raspberry Pi. Uno degli altri 2 fili l'ho collegato ad un ingresso del Pi (con resistenza di pullup) e uno a massa.

Successivamente ho realizzato alcune spirali con un filo di acciaio da 2,2 mm, che si è rivelato a spirale nel modo sbagliato; in modo che i miei articoli siano invece tornati indietro. Quindi ho usato un cavo elettrico in rame da 6 mm² con cui era molto più facile lavorare.

Dopo aver realizzato 4 spirali è arrivato il momento di realizzare i connettori necessari per collegare la spirale ai motori. Ho deciso di stamparli in 3D (file allegato) e incollarli ai motori e piegare il filo attorno ad essi.

Passaggio 3: creazione dell'alloggiamento della macchina

Per l'alloggiamento ho utilizzato il legno che era presente nel makerslab. Dato che non c'era molto di un tipo e il pannello frontale doveva essere più sottile per adattarsi all'elettronica, l'alloggiamento consisteva di almeno 6 tipi di legno.

Per prima cosa ho segato a metà 2 assi di 168 x 58 cm per il pannello posteriore, i 2 pannelli laterali e il pannello divisorio centrale.

Per il pannello inferiore ho usato un comodo (o almeno così credevo) pezzo di legno di 58 x 58 cm. Questo si è rivelato un errore poiché non ho tenuto conto dello spessore del legno, quindi il pannello posteriore doveva essere avvitato sopra il pannello inferiore e i pannelli laterali dovevano essere avvitati dal lato. Questo ha lasciato un pezzo in più di 2 cm che sporgeva dalla parte superiore.

Successivamente ho avvitato le 2 assi orizzontali del prodotto al pannello divisorio centrale. Così come la parte superiore dello scomparto del prodotto. Poi ho iniziato a rompere il plexiglas per il portello che ho collegato con 2 cerniere morbide su una barra di legno collegata al pannello divisorio centrale. Una volta completato, il vano centrale del foro doveva essere avvitato al pannello laterale sinistro.

Poi ho realizzato le parti in legno della bilancia e le ho incollate sul fondo dell'alloggiamento. Questo ha lasciato un po' di spazio sul fondo dell'alloggiamento che ho risolto posizionando una tavola sottile davanti. (Non in foto)

Passaggio 4: assemblaggio dei sensori e dei motori all'alloggiamento

Una volta fatto lo scheletro dell'alloggiamento era il momento di inserire le budella.

Per prima cosa ho praticato dei fori in una tavola per il display LCD, la tastiera e la gettoniera. Quindi ho inchiodato questi componenti elettronici all'asse e li ho collegati al Raspberry Pi. È stata necessaria un'attenta pianificazione per non incrociare troppo i fili. Il termometro a un filo l'ho collegato a una breadboard incollata all'interno della tavola elettronica. Poi ho segato una tavola per il Raspberry Pi, la breadboard per i transistor del motore e l'arduino che ho usato per alimentare i 12V per la gettoniera e i motori.

I motori li ho incollati alle tavole orizzontali del prodotto e ho aggiunto delle tavole verticali per dividere i vani degli articoli.

Passaggio 5: finito il distributore automatico

Per la finitura ho verniciato di nero l'intera macchina e ho aggiunto una striscia LED all'interno. Sotto la gettoniera ho ricavato un piccolo scomparto per far cadere le monete, in modo che non scivolassero su tutto lo scomparto sinistro. Ho aggiunto anche l'anta in plexiglass con le cerniere più dure.