Rilevatore di livello di lattine per coca cola: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Rev 2.5 - riordinato le parti stampate in 3D e aggiornato il connettore a spina a un'unità PCB comune.

Rev 2 - il "pulsante" ad ultrasuoni sostituisce il pulsante manuale.

La pressione di un pulsante è così antiquata, in particolare quando sto già utilizzando un sensore a ultrasuoni. Perché non utilizzare un sensore a ultrasuoni per attivare il rilevatore di livello della lattina! Rev 2 rimuove il pulsante e lo sostituisce con un altro modulo HC-SR04. Ora, avvicinati alla macchina e si accende automaticamente per rivelare il livello della lattina. Ho perso il logo "Coca Cola" nel processo, ma ho solo dovuto cambiare il frontalino - tutti gli altri componenti stampati rimangono gli stessi

Sono abbastanza fortunato da avere una vecchia macchina della Coca Cola che uso per, ehm, "rinfreschi". Contiene circa 30 lattine quando è pieno. Il problema è che quante lattine ci sono in un dato momento? Quando devo fare una corsa per rifornire la macchina?

Una soluzione (a parte l'apertura continua della macchina) è montare un sensore, o "rilevatore di livello di lattine" che possa approssimare il numero di lattine nella macchina in un dato momento. Decido che doveva soddisfare i seguenti requisiti:

- deve essere economico e semplice

- non invasivo (non voglio iniziare a forare o tagliare nella mia macchina)

- Usa Arduino Nano

- Usa uno schermo LCD per darmi letture facili da capire

- essere alimentato dall'USB nativo o da un alimentatore esterno

- utilizzare un pulsante momentaneo per letture "secondo necessità" (ora utilizzando invece il 2° modulo HC-SR04).

Avevo alcuni moduli a ultrasuoni, alcuni Nano e un minuscolo schermo LCD e ho deciso che potrebbero tornare utili qui.

Dopo un po' di ricerche, avevo tutti gli elementi necessari (hardware e codice) per farlo funzionare. L'unica domanda in sospeso era: il sensore a ultrasuoni sarebbe stato in grado di registrare una distanza significativa facendo rimbalzare il segnale su lattine cilindriche? Si scopre che in effetti "può"! (scusate il gioco di parole).

Passaggio 1: hardware

Ok, questo è piuttosto semplice.

- Arduino Nano

- Kuman OLED IIC giallo blu a 4 pin da 0,96 pollici (SSD 1306 o simile).

- Moduli ad ultrasuoni HC-SR04 (qtà: 2 per versione automatica)

- Pulsante SP generico se non si utilizza il 2° modulo HC-SR04 (opzionale)

- presa femmina per adattatore a muro 7-12V (opzionale)

- circa 14 di cavo jack telefonico a 2 coppie per un cablaggio esterno più elegante

Passaggio 2: custodia stampata in 3D

In questa build vengono utilizzate un totale di 4 parti stampate:

- In basso (rosso)

- Piano traslucido

- Slide nel pannello frontale (stampa a colori rosso e bianco)

- Supporto per sensore ad ultrasuoni

Le parti sono progettate per essere stampate senza supporti utilizzando Fusion 360.

Non sono necessari elementi di fissaggio per il montaggio; tutte le parti si incastrano! La parte superiore può essere rimossa dopo il montaggio premendo leggermente uno dei lati della parte superiore vicino alla base e tirando via la parte superiore.

Lo schermo LCD si aggancia al coperchio. La base ha uno slot per il ricevitore a un'estremità e una sella sul retro per il Nano, bloccando la scheda nella base. L'adattatore per spina da 12 V è ora un'unità di montaggio su PCB comune che ottengo alla rinfusa per circa un quarto e la parte superiore lo tiene in posizione. La parte anteriore scorre nelle scanalature del ricevitore negli elementi superiore e inferiore.

Le parti sono tutte PLA, con la parte superiore traslucida così posso vedere la scatola brillare quando accesa!

Per fornire gli accenti rossi sulla copertina anteriore, stampo la parte bianca mostrata con uno spessore di 0,08 mm (spessore dello strato di 0,02) e rossa per il resto, che sembra pulito.

Passaggio 3: cablaggio

Il cablaggio per questo progetto è piuttosto semplice. Alimentazione 5V e massa allo schermo LCD e ai moduli a ultrasuoni del Nano. Una coppia di cavi di segnale dal Nano all'LCD e due coppie dal Nano ai moduli a ultrasuoni. Qualche cavo in più per l'alimentazione 12V opzionale e voilà!

Nella mia prima build, avevo installato un Nano con pin, quindi ho deciso di usarlo così com'è e creare alcuni prototipi di cablaggio per adattarlo. Gli stupidi piccoli connettori sono sempre un po' pignoli da comporre, secondo me, ma poi di nuovo, non ce n'erano troppi. Si potrebbe sempre rinunciare a questi connettori e saldare il tutto. Forse la prossima volta…

Nelle build successive, installo solo i pin di intestazione nel Nano per le connessioni che utilizzo effettivamente. Semplifica l'installazione dei cavi ed evita errori.

Ho anche usato un cavo telefonico comune a 2 coppie per collegare il sensore della lattina nella macchina. Fornisce un cavo bello e pulito che è conveniente (gratuito e ovunque al giorno d'oggi!)

Passaggio 4: codice

Il codice è messo insieme da varie fonti (come la maggior parte dei codici di progetto).

Ho iniziato con il campione ad ultrasuoni di Dejan Nedelkovski su www. HowToMechatronics.com. Buon tutorial.

Ho quindi estratto del codice LCD da Jean0x7BE su Instructables.com e ho imparato qualcosa in più da un sacco di altri siti. Ho seguito le sue istruzioni lì e ho aggiunto entrambe le librerie richieste:

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

Ho anche esaminato i file di esempio nella libreria SSD1306 e ho imparato da questo.

Alla fine, il codice è stato messo insieme da queste fonti e, con qualche ritocco, mi ha dato il risultato che stavo cercando.

Il design ora incorpora un secondo modulo a ultrasuoni per un sensore walk-up. Mettiti davanti al dispositivo e lo schermo si accende, allontanati e si spegne dopo pochi secondi. Commenta il sensore persona se è sempre acceso o se viene utilizzata l'opzione pulsante.

Passaggio 5: installazione e calibrazione

Ho progettato la scatola per stare sopra la macchina, usando alcuni fili (ora uso un cavo telefonico a 2 coppie) che si alimentano tra la guarnizione della porta e il corpo della macchina. Il modulo a ultrasuoni è fissato al tetto del vano lattine mediante nastro biadesivo.

Mentre la macchina ha due lati o "vani" per le lattine, volevo mantenerlo semplice. Bilanciare il carico su entrambi i lati della macchina, quindi leggere un lato e "raddoppiare" dovrebbe darmi una buona (abbastanza) approssimazione.

Ho iniziato la valutazione di questo progetto controllando l'altezza minima e massima del vano lattine della macchina della Coca Cola. Vuoto, è alto circa 25 , il che significa che l'intervallo di lavoro del sensore a ultrasuoni (0 - 50 cm) è abbastanza vicino (per me, dato il prezzo di questi moduli). Usando questa matematica di base, ho calcolato l'intervallo su carta e codificato di conseguenza per darmi il grafico a barre e il numero stimato di lattine.

Una volta installato e acceso, sono rimasto completamente sorpreso dalla mia prima prova. Non solo ha fornito una lettura solida facendo rimbalzare il segnale sulle lattine, ma si è rivelata dannatamente accurata: i calcoli approssimativi corrispondevano alla quantità effettiva di lattine nella macchina senza ulteriori modifiche! (Questo è il primo…).

Insomma, un progetto utile. Adesso credo sia arrivato il momento di un rinfresco celebrativo!!