UCL - Industrija 4.0: Mešalnik sladkarij 4.000: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Za naš projekt v industriji 4.0 smo se odločili izdelati mešalnik za sladkarije. Ideja je, da imamo uporabniško ploščo, narejeno v Node-Red, kjer lahko stranke naročijo svoje sladkarije, nato pa bo arduino obdelal naročilo in sladkarije zmešal v skledo. Nato imamo bazo podatkov v SQL -u, kjer spremljamo statiko glede tega, katere vrste sladkarij so večinoma naročene in koliko je naročeno.

Prvi osnutek je bil izdelati mešalnik za 8 vrst sladkarij in imeti motorje za odpiranje in zapiranje posod za sladkarije. Imeli smo nekaj oblikovalskih težav s posodami, sladkarije pa so se obtičale, zato smo se odločili, da se oddaljimo od motorjev in uporabimo nekaj LED, ki označujejo delovanje motorjev.

1. korak: Oblikovanje

Naš model je izdelan s 4 posodicami za sladkarije, kjer se za odpiranje in zapiranje sladkarij uporablja drsni pokrov. Pod posodami imamo žleb do posode. Posoda je nato na vrhu merilne celice.

Zasnova v vozlišču Rdeča je razdeljena na 2 oddelka, odjemalca in upravo.

V razdelku za stranke imamo 5 gumbov, od katerih se 4 uporabljajo za naročanje sladkarij, 1 pa za sprejem nakupa. Z gumbom za nakup lahko kupec vidi težo sladkarije in pričakovano ceno. Ko se pritisne gumb za nakup, se teža in cena prikažeta pri kupljeni.

V razdelku za upravljanje lahko vidimo, kako polne so naše posode in skupna količina kupljenih sladkarij.

V SQL lahko vidimo statistične podatke o tem, katere sladkarije so izbrane, ter skupno težo in dohodek od nakupov.

2. korak: Arduino Curcuit

Na plošči arduino smo s modulom HX711 povezali 4 gumbe, 4 dvobarvne LED in 1 merilno celico.

Gumbi, s katerimi upravljavec sladkarij pritisne, ko so posode napolnjene s sladkarijami.

Dvobarvna LED uporablja rdečo in zeleno barvo. Rdeča barva označuje, da je posoda prazna in jo je treba napolniti, zelena pa označuje, kakšne sladkarije so bile izbrane, nato pa lahko odpremo to posodo. Ta del naj bi bil avtomatiziran, vendar smo se zaradi oblikovnih težav odločili, da ga naredimo ročno.

3. korak: Seznam V/I

Iz merilne celice dobimo 4 kabine, ki se povežejo z modulom HX711

Rdeča do E+

Bela do E-

Zelena do A-

Rumena do A+

HX711 je nato povezan z arduino ploščo z

GND na tla

DT na pin 3

SCK na pin 2

VCC do 5V

Naši gumbi so priključeni na zatiče 44, 46, 48 in 50, zelena LED je priključena na zatiče 30, 32, 34 in 36, rdeča LED je priključena na zatiče 31, 33, 35 in 37.

4. korak: Koda

V kodi arduino začnemo z definiranjem naših spremenljivk in nastavitvijo LED in gumbov na nekaj zatičev.

Nastavili smo tudi spremenljivko za prejemanje datoteke iz Node-Red.

Ko pritisnemo gumbe na arduinu, pošljemo stanje 5 na Node-red, kar kaže, da so posode napolnjene in smo pripravljeni razpršiti sladkarije iz te posode.

Ko pritisnemo gumb na strani odjemalca Node-Red, pošljemo številko 1-4 na arduino. Arduino nato preveri številko in odpre vsebnik, povezan s to številko. To se naredi, ko zelena LED lučka sveti 5 sekund. Hkrati od statusa posode odštejemo 1, da označimo, da so iz te posode vzeli nekaj sladkarij.

Ko stanje posode doseže 0, se prižge rdeča LED, kar pomeni, da je treba posodo ponovno napolniti.

Ko se opravi nakup, se številka 5 pošlje na arduino, nato pa izračuna ceno in pošlje ceno in težo nazaj na node-red in SQL.

Zadnji del kode arduino pošlje status in težo/ceno nazaj na note-red.

5. korak: Node-Red

Node Red vzpostavlja vse povezave med arduino in bazo podatkov SQL.

Podatki, ki prihajajo z zaslona odjemalca v rdečem vozlišču, gredo v arduino, kjer se obdelujejo. Obdelani podatki se nato vrnejo v Node Red in na zaslon Administration.

Če gumb 1 vzamemo kot excampel, ga povežemo s črtami tako do arudina preko com4 kot do strežnika SQL. Ko nato odpremo gumb, lahko vidimo, da so podatki, poslani arduinu, koristni in da je tema poslana v SQL.

Za pošiljanje podatkov iz arduina v SQL uporabljamo funkcijo v Node-Red. V tej funkciji potrebujemo nekaj kode java, da Node-red povemo, kaj naj naredi s kodo.

Koda funkcije:

var data = msg.payload.split (","); var Vægt = podatki [13];

var Kroner = podatki [14];

var out = "UPDATE blanding SET Vægt = '"+Vægt+"', Kroner = '"+Kroner+"' WHERE id = 1";

msg.topic = ven;

return msg;

V kodi tukaj dobimo niz podatkov iz arduina in je razdeljen z "," med številkami.

Za to funkcijo potrebujemo številke, ki prihajajo na 13. in 14. mesto, in jih uvrstimo v spremenljivki "Vægt in Kroner". Nato vzamemo kodo, ki jo je treba izvesti v SQL, in jo vstavimo v spremenljivko "out" in jo kot temo pošljemo v SQL.

6. korak: SQL

V zbirki podatkov SQL hranimo statistiko, kolikokrat je bila na dan naročena vsaka vrsta sladkarij, ter težo in ceno sladkarij.

Stanje gumba prihaja iz števca, povezanega z vsakim gumbom v Node-Red, teža in cena pa izhaja iz arduina skozi funkcijo v Node-Red.

7. korak: Video

V videoposnetku pokažemo, da se na nadzorni plošči napolni posoda, nato pa se s klikom na gumbe na plošči za stranke naroči nekaj sladkarij. Hkrati sta teža in ocenjeni stroški sladkarij prikazani na plošči za stranke.

Ko je kupec zadovoljen z mešanico sladkarij, pritisne gumb za nakup, dejanska teža in stroški pa so prikazani pod gumbom. S tem se zaključi del za stranke, nato pa se teža in stroški prenesejo na skrbniško ploščo in našo bazo podatkov v sql.

V zbirki podatkov nato sledimo, kolikokrat je bil naročen surden kos sladkarij in koliko tehtajo sladkarije ter stroški tega.

8. korak: Vrednotenje

To je bil dober projekt, pri katerem smo morali delati s tremi programi in jim omogočiti medsebojno interakcijo. Sprva smo imeli nekatere funkcije izvzete v Node-Redu in nekatere v Arduinu, vendar smo se za boljši pregled odločili, da vse funkcije postavimo v arduino, nato pa imamo Node-Red stojalo za vse vizualno.

9. korak: Razširite projekt

Naša zamisel je bila, da bi eno od posod odprli z motorjem, zato bi bil naslednji korak izdelava modela, pri katerem se sladkarije ne bi zataknile.