Prodajni avtomat z lestvico za potrditev padca (Raspberry Pi): 5 korakov

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:08

Dobrodošel kolega izdelovalec, za šolski projekt sem se odločil narediti avtomat za prigrizke. Naša naloga je bila ustvariti napravo za rekreacijo, ki bi uporabljala vsaj 3 senzorje in 1 aktuator. Avtomat sem naredil deloma zato, ker sem imel dostop do nekaterih bistvenih delov (npr. Motorjev) prek svojega lokalnega proizvajalca. Najprej je bila ideja ustvariti avtomat za prodajo pijač, vendar to ne bi bilo izvedljivo zaradi potrebe po izolaciji, hladilnem elementu in mehkejšem mehanizmu za sproščanje penečih pijač.

Ta projekt je bil zame na nek način prvi; Nikoli prej nisem delal z lesom in elektroniko v takem obsegu. Moje izkušnje so bile predvsem v programski opremi, zato sem se odločil izzvati sebe z ustvarjanjem projekta, ki bi bil prava učna izkušnja.

Poskusil vam bom na najboljši možni način razložiti, kako ustvariti ta avtomat. Imejte v mislih, da je bilo to zame prvo, zato sem naredil nekaj novincev z lesorezom itd.

Vso kodo najdete v skladišču Github:

Zaloge

• Les

• Tečaji

  • 2 težja za glavna vrata
  • 2 mehki za loputo izdelka
• Pleksi steklo
• 4 enosmerni motorji avtomatov (z gumbom za upravljanje rotacije)
• 4 spirale (uporabil sem 6 mm² bakreno električno žico)
• 4 konektorji za spiralno povezavo motorjev (natisnil sem jih 3D)
• Malina Pi
• 4x4 tipkovnica
• Sprejemnik kovancev
• LCD
• Mostične žice
• Ogledne plošče
• 4 tranzistorji TIP 120
• Upori
• Enožični termometer
• LED trak

1. korak: Programiranje senzorjev

Ker sem imel največ izkušenj s programsko opremo, sem se odločil, da bom najprej začel s programiranjem senzorjev.

Senzorji vključujejo:

• Enožični termometer
• Senzor merilne celice
• 4x4 tipkovnica
• Sprejemnik kovancev

Enožilni termometer je precej naravnost in vključuje samo povezavo ene žice z GPIO PIN 4 Raspberry Pi (z nekaj upori) in branje povezane datoteke.

Bremenska celica je bila nekoliko bolj zapletena, a še vedno tiha. 4 žice je bilo treba priključiti na ojačevalnik HX711, ojačevalnik HX711 pa na Raspberry Pi. Ko je bilo to storjeno, sem za branje vrednosti uporabil knjižnico python HX711. Odčitavanje merilne celice brez obremenitve je določilo vrednost tare. Nato sem na lestvico postavil nekaj vnaprej znanih uteži in s pravilom treh izračunal konstanto, s katero je treba odčitano vrednost deliti, da jo predstavimo z vrednostjo v gramih.

Tipkovnica 4x4 je čim bolj intuitivna. Z 8 žicami, povezanimi s tipkovnico, ki predstavljajo 4 stolpce in 4 vrstice tipkovnice. Pri naročanju teh žic je bila potrebna nekaj previdnosti, saj sta imeli 2 tipkovnici 4x4, ki sem jih uporabil, 2 popolnoma različna naročila žic. S preprosto knjižnico tipkovnice lahko pritisnjeno tipko enostavno registrirate, če je pravilno priključena na Raspberry Pi.

Najtežji od senzorjev je vsekakor sprejemnik kovancev. Zaradi dobre dokumentacije je nastavitev kovancev na napravi precej preprosta. Imel sem napravo, ki je zmogla razlikovati 4 različne kovance. Določiti morate pripadajočo količino impulzov za kovanec, ki ga naprava pošlje v Raspberry Pi. Registracija kovancev na koncu naprave je skoraj brezhibna, kar je vidno po zaslonu ob strani. Težava je v registraciji teh impulzov na Raspberry Pi. Uporabiti je treba dovolj močan adapter (12V, 1A), da lahko izrazito registrirate različne kovance, pa tudi nekaj previdnega programiranja, da ne bi prekinili štetja impulzov prezgodaj.

2. korak: Priključitev in programiranje motorjev

Nekaj motorjev prodajnih avtomatov sem pobral iz svojega lokalnega proizvajalca, vendar sem moral še ugotoviti, kako jih povezati in programirati.

Motorji so imeli priključene 4 žice in po nekaj ugotovitvah sta bili 2 za napajanje (vsaj 12V), 2 pa za gumb, ki se pritisne vsakih pol obrata. Vsak od teh motorjev sem priključil na tranzistor TIP 120, da sem jih lahko upravljal prek Raspberry Pi. Eno od drugih 2 žic sem priključil na vhod Pi (z upornim uporom) in eno na ozemljitev.

Potem sem naredil nekaj spirale iz 2,2 mm jeklene žice, ki se je izkazala, da se spiralno obrača; tako da so se moji predmeti namesto tega vrnili nazaj. Zato sem uporabil bakreno električno žico 6 mm², s katero je bilo veliko lažje delati.

Po izdelavi 4 spirale je bil čas, da naredimo konektorje, potrebne za spiralno povezavo z motorji. Odločil sem se, da jih 3D natisnem (datoteka priložena) in jih prilepim na motorje ter okoli njih upognem žico.

3. korak: Ustvarjanje ohišja stroja

Za ohišje sem uporabil les, ki je bil prisoten v proizvajalčevi plošči. Ker ni bilo veliko ene vrste in je morala biti sprednja plošča tanjša, da bi ustrezala elektroniki, je bilo ohišje sestavljeno iz najmanj 6 vrst lesa.

Najprej sem za zadnjo ploščo, 2 stranski plošči in srednjo razdelilno ploščo prepolovil 2 deski velikosti 168 x 58 cm.

Za spodnjo ploščo sem uporabil primeren (ali tako sem mislil) kos lesa velikosti 58 x 58 cm. To se je izkazalo za napako, saj nisem upošteval debeline lesa, zato je bilo treba zadnjo ploščo priviti na vrh spodnje plošče, stranske plošče pa priviti s strani. Tako je z vrha štrlel dodaten kos 2 cm.

Po tem sem privila 2 vodoravni deski izdelka na sredinsko razdelilno ploščo. Tudi na vrhu predala za izdelke. Nato sem začel razbijati pleksi steklo za loputo, ki sem ga z dvema mehkima tečajema povezal z leseno palico, povezano z razdelilno ploščo middel. Ko je bilo to končano, je bilo treba na levo stransko ploščo priviti sredinski predel za luknje.

Nato sem izdelal lesene dele tehtnice in jih prilepil na dno ohišja. To je pustilo malo vrzeli na dnu ohišja, kar sem rešil s postavitvijo tanke deske spredaj. (Ni na sliki)

4. korak: Namestitev senzorjev in motorjev na ohišje

Ko je bilo okostje ohišja narejeno, je bil čas, da vstavimo drobovje.

Najprej sem v deski izrezal nekaj lukenj za LCD, tipkovnico in sprejemnik kovancev. Nato sem to elektroniko pribil na desko in jo povezal z Raspberry Pi. Treba je bilo narediti nekaj skrbnega načrtovanja, da ne bi prečkali žic preveč. Enožilni termometer, ki sem ga priključil na ploščo, lepljeno na notranji strani elektronske plošče. Nato sem žagal desko za Raspberry Pi, ploščo za motorne tranzistorje in arduino, s katerim sem napajal 12V za sprejemnik kovancev in motorje.

Motorje, ki sem jih prilepil na vodoravne deske izdelkov, sem dodal nekaj navpičnih desk, da razdelim predelke za predmete.

5. korak: Dokončajte prodajni avtomat

Za zaključek sem celoten stroj pobarval v črno in v notranjost dodal LED trak. Pod sprejemnikom kovancev sem naredil majhen predel, kamor so lahko padli kovanci, da ne bi zdrsnili po levem predelu. V vrata iz pleksi stekla sem dodal tudi trše tečaje.