Màquina expenedora amb escala per confirmar el producte (Raspberry Pi): 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Benvingut company de creació, per a un projecte escolar vaig decidir fer una màquina expenedora d’aperitius. La nostra tasca consistia a crear un dispositiu recreable que utilitzés almenys 3 sensors i 1 actuador. Vaig anar a fer una màquina expenedora, en part, perquè tenia accés a algunes parts essencials (és a dir, als motors) a través del meu makerslab local. En primer lloc, la idea era crear una màquina expenedora de begudes, però això no hauria estat factible a causa de la necessitat d’aïllament, d’element de refrigeració i d’un mecanisme d’alliberament més suau per a begudes escumoses.

Aquest projecte va ser per a mi la primera en certa manera; Mai havia treballat amb la fusta i l’electrònica abans en aquesta escala. La meva experiència va ser principalment de programari, així que vaig decidir desafiar-me a mi mateix creant un projecte que seria una experiència d’aprenentatge real.

Intentaré explicar-vos, de la millor manera possible, com podeu crear aquesta màquina expenedora. Tingueu en compte que tot això va ser el primer per a mi, així que vaig cometre alguns errors de novetat amb la xilografia, etc.

Es pot trobar tot el codi al dipòsit de Github:

Subministraments

• Fusta

• Frontisses

  • 2 de més dures per a la porta principal
  • 2 de suaus per a la portella del producte
• Plexiglass
• 4 motors de corrent continu de màquines expenedores (amb un botó per gestionar la rotació)
• 4 espirals (he utilitzat fil elèctric de coure de 6 mm²)
• 4 connectors per connectar els motors a l'espiral (els vaig imprimir en 3D)
• Raspberry Pi
• Teclat 4x4
• Acceptador de monedes
• LCD
• Filferros de pont
• Taules de pa
• 4 transistors TIP 120
• Resistències
• Un termòmetre d’un fil
• Tira LED

Pas 1: programació dels sensors

Com que tenia més experiència en programari, vaig decidir començar per la programació dels sensors.

Els sensors inclouen:

• Termòmetre d’un fil
• Sensor de cel·la de càrrega
• Teclat 4x4
• Acceptador de monedes

El termòmetre d’un cable és bastant senzill i només consisteix a connectar un cable al GPIO PIN 4 del Raspberry Pi (amb algunes resistències) i llegir el fitxer associat.

La cel·la de càrrega era una mica més complicada, però encara tranquil·la. Els 4 cables s’havien de connectar a l’amplificador HX711 i, al seu torn, l’amplificador HX711 s’havia de connectar al Raspberry Pi. Un cop fet això, he utilitzat la biblioteca python HX711 per llegir els valors. La lectura de la cel·la de càrrega sense càrrega va definir el valor de la tara. Després d'això, vaig col·locar alguns pesos coneguts a l'escala i, amb la regla de tres, vaig calcular la constant que el valor de lectura s'havia de dividir per presentar-lo per un valor en grams.

El teclat 4x4 és tan intuïtiu com pot ser. Amb els 8 cables connectats al teclat que representen les 4 columnes i les 4 files del teclat. S'ha tingut molta precaució amb l'ordenació d'aquests cables, ja que els 2 teclats 4x4 que he utilitzat tenien 2 ordres de cable totalment diferents. Amb una biblioteca de teclats fàcil d'utilitzar, la tecla premuda es pot registrar fàcilment si es connecta correctament al Raspberry Pi.

El més dur dels sensors és definitivament l’acceptador de monedes. La configuració de les monedes al dispositiu és força senzilla a causa d’una bona documentació. Tenia un dispositiu que era capaç de diferenciar 4 monedes diferents. Heu d’especificar la quantitat associada de polsos per a una moneda que el dispositiu envia al Raspberry Pi. El registre de monedes a l'extrem del dispositiu és gairebé impecable, cosa que es pot veure a la pantalla del lateral. El problema passa per registrar aquests impulsos al Raspberry Pi. S'ha d'utilitzar un adaptador prou potent (12V, 1A) per poder registrar les diferents monedes de manera diferent, així com una programació acurada per no deixar de comptar les pulsacions massa d'hora.

Pas 2: Connexió i programació dels motors

Vaig escanejar alguns motors de màquines expenedores del meu makerslab local, però encara necessitava esbrinar com connectar-los i programar-los.

Els motors tenien 4 cables connectats i, després d’haver esbrinat, 2 eren per alimentar (almenys 12V) i 2 per al botó que es prem cada mig gir. Vaig connectar cadascun d’aquests motors a un transistor TIP 120 per poder-los controlar a través del Raspberry Pi. Un dels altres 2 cables que vaig connectar a una entrada del Pi (amb resistència de tracció) i un a terra.

Després d'això, vaig fer algunes espirals de filferro d'acer de 2,2 mm, que van resultar ser una espiral incorrecta; de manera que els meus articles van anar cap enrere. Vaig fer servir un cable elèctric de coure de 6 mm² que era molt més fàcil de treballar.

Després de fer 4 espiral va ser el moment de fer els connectors necessaris per connectar-se per espiral als motors. Vaig decidir imprimir-los en 3D (fitxer adjunt), enganxar-los als motors i doblegar el cable al seu voltant.

Pas 3: Creació de la carcassa de la màquina

Per a la carcassa vaig utilitzar fusta que hi havia al makerslab. Com que no n'hi havia prou d'un tipus i el tauler frontal havia de ser més prim per adaptar-se a l'electrònica, la carcassa constava d'almenys 6 tipus de fusta.

En primer lloc, vaig serrar 2 taulons de 168 x 58 cm per la meitat per al panell posterior, els 2 panells laterals i el panell divisori central.

Per al tauler inferior vaig utilitzar un tros de fusta convenient (o això vaig pensar) de 58 x 58 cm. Això va resultar ser un error, ja que no tenia en compte el gruix de la fusta, de manera que es va haver de cargolar el panell posterior a la part superior del tauler inferior i els laterals. Això va deixar una peça addicional de 2 cm que sortia de la part superior.

Després d'això, vaig cargolar les dues taules horitzontals del producte al tauler divisor central. A la part superior del compartiment del producte. Després vaig començar a trencar el vidre de plexi per a la portella que vaig connectar amb dues frontisses suaus a una barra de fusta connectada al panell divisori mitjà. Un cop acabat el compartiment central del forat es va haver de cargolar al tauler lateral esquerre.

Després vaig fer les parts de fusta de la bàscula i les vaig enganxar a la part inferior de la carcassa. Això va deixar una mica de buit a la part inferior de la carcassa que vaig resoldre posant una prima taula. (No apareix a la imatge)

Pas 4: Muntatge dels sensors i motors a la carcassa

Un cop fet l’esquelet de la carcassa, va ser el moment d’inserir els budells.

Primer vaig tallar uns forats en un tauló per a la pantalla LCD, el teclat i l’acceptador de monedes. Llavors vaig clavar aquests aparells electrònics al taulell i els vaig connectar al Raspberry Pi. Calia fer una planificació acurada per no creuar massa els cables. El termòmetre d’un fil que vaig connectar a una taula de pa enganxada a l’interior del tauler electrònic. Llavors vaig serrar un tauló per al Raspberry Pi, la placa per als transistors del motor i l’arduino que vaig utilitzar per subministrar el 12V per a l’acceptador de monedes i els motors.

Els motors els he enganxat a les taules de producte horitzontals i he afegit algunes taules verticals per dividir els compartiments dels articles.

Pas 5: heu acabat la màquina expenedora

Per acabar, vaig pintar tota la màquina de negre i vaig afegir una tira LED a l'interior. Sota l’acceptador de monedes vaig fer un petit compartiment on caiguessin les monedes, de manera que no lliscessin per tot el compartiment esquerre. També he afegit a la porta de plexiglàs amb les frontisses més dures.