Detector de nivell de la màquina de coc: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Rev 2.5: va endreçar les peces impreses en 3D i va actualitzar el connector de la connexió a una unitat de PCB comuna.

Rev 2: el "botó" ultrasònic substitueix el polsador manual.

Prémer un botó és una moda tan antiga, sobretot quan ja estic fent servir un sensor d’ultrasons. Per què no utilitzeu un sensor d’ultrasons per activar el detector de nivell de llauna? Rev 2 elimina el polsador i el substitueix per un altre mòdul HC-SR04. Ara, només cal que aneu cap a la màquina i s’encengui automàticament per mostrar el nivell de la llauna. Vaig perdre el logotip de "Coca-Cola" durant el procés, però només vaig haver de canviar la placa frontal; la resta de components impresos segueixen sent els mateixos

Tinc la sort de tenir una vella màquina de Coca-cola que faig servir, eh, "refrescos". Té unes llaunes de 30ish quan està ple. El problema és que quantes llaunes hi ha en cada moment? Quan he de fer una carrera per reposar la màquina?

Una solució (a part d’obrir la màquina tot el temps) consisteix a muntar un sensor o un “detector de nivell” que pugui aproximar el nombre de llaunes de la màquina en cada moment. Decideixo que havia de complir els requisits següents:

- ha de ser barat i senzill

- no invasiu (no vull començar a perforar ni tallar a la meva màquina)

- Utilitzeu Arduino Nano

- Utilitzeu una pantalla LCD per donar-me lectures fàcils d'entendre

- Ser alimentat per un USB natiu o una font d'alimentació externa

- utilitzeu un polsador momentani per a les lectures "segons sigui necessari" (ara en lloc d'utilitzar el segon mòdul HC-SR04).

Tenia alguns mòduls d'ultrasons, alguns Nanos i una petita pantalla LCD i vaig decidir que podrien ser útils aquí.

Després de fer una mica de recerca, tenia tots els elements necessaris (maquinari i codificació) per fer funcionar aquest problema. L'única pregunta pendent era: el sensor d'ultrasons seria capaç de registrar una distància significativa rebotant el senyal de les llaunes cilíndriques? Resulta que de fet "pot"! (perdó pel joc de paraules).

Pas 1: maquinari

D’acord, aquest és bastant senzill.

- Arduino Nano

- Kuman 0.96 polzades 4-pin groc IIC OLED (SSD 1306 o similar).

- Mòduls de gamma ultrasònica HC-SR04 (quantitat: 2 per a la versió automàtica)

- Polsador SP genèric si no s'utilitza el segon mòdul HC-SR04 (opcional)

- Endoll femella per a adaptador de paret de 7-12V (opcional)

- Aproximadament 14 de cable de presa de telèfon de 2 parells per a un cablejat extern més elegant

Pas 2: caixa impresa en 3D

En aquesta construcció s’utilitzen un total de 4 parts impreses:

- Part inferior (vermell)

- Part superior translúcida

- Llisca al tauler frontal (impressió en color vermell i blanc)

- Suport per a ultrasons

Les peces estan dissenyades per imprimir-se sense suports mitjançant Fusion 360.

No es necessiten elements de subjecció per al muntatge; totes les parts es combinen! La part superior es pot retirar després del muntatge estrenyent lleugerament els dos costats de la part superior prop de la base i estirant la part superior.

La pantalla LCD es fixa a la coberta. La base té una ranura de receptor en un extrem i una sella al darrere per al Nano, bloquejant el tauler a la base. L’adaptador de connexió de 12V és ara una unitat de muntatge de PCB habitual que obtinc a granel durant aproximadament una quarta part i la part superior el manté al seu lloc. La cara frontal es llisca cap a les ranures del receptor dels elements superior i inferior.

Les peces són totes PLA, amb la part superior translúcida, de manera que puc veure la caixa brillant quan estic engegada.

Per proporcionar els accents de vermell a la coberta frontal, imprimeixo la part blanca que es mostra a 0,08 mm de gruix (0,02 gruix de capa) i vermella per a la resta, que sembla neta.

Pas 3: cablejat

El cablejat d’aquest projecte és bastant senzill. Alimentació de 5 V i connexió a terra a la pantalla LCD i als mòduls d'ultrasons del Nano. Un parell de cables de senyal del Nano al LCD i dos parells del Nano als mòduls d'ultrasons. Uns quants cables addicionals per a l'alimentació opcional de 12V i voilà.

A la meva primera versió, tenia un Nano amb pins instal·lats, de manera que vaig decidir utilitzar-lo tal qual i maquillar algun prototip de cablejat. Al meu parer, els petits i estúpids connectors sempre són una mica complicats, però, de nou, no n’hi havia massa. Sempre es podria renunciar a aquests connectors i soldar-ho tot. Potser la propera vegada…

En versions posteriors, només instal·lo pins de capçalera al Nano per a les connexions que realment faig servir. Facilita la instal·lació de cables i evita errors.

També he utilitzat un cable de telèfon comú de dos parells per fer que el cable del sensor de la llauna de la màquina. Proporciona un cable net i agradable que és assequible (gratuït i actualment a tot arreu).

Pas 4: Codi

El codi està combinat de diverses fonts (igual que la majoria de codificació de projectes).

Vaig començar amb la mostra d'ultrasons de Dejan Nedelkovski a www. HowToMechatronics.com. Bon tutorial.

Després vaig treure un codi LCD de Jean0x7BE a Instructables.com i vaig aprendre una mica més d'un munt d'altres llocs. Vaig seguir les seves instruccions allà i vaig afegir les dues biblioteques necessàries:

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

També he revisat els fitxers d’exemple de la biblioteca SSD1306 i n’he après.

Al final, el codi s’enfonsa d’aquestes fonts i, amb algunes jugades, em va donar el resultat que estava buscant.

El disseny incorpora ara un segon mòdul d'ultrasons per a un sensor de pujada. Poseu-vos davant del dispositiu i la pantalla s’encén, allunyeu-vos i s’apagarà al cap d’uns segons. Comenteu el sensor de la persona si està activat tot el temps o si s’utilitza l’opció de polsador.

Pas 5: Instal·lació i calibració

Vaig dissenyar la caixa per seure a la part superior de la màquina, amb uns cables (ara faig servir un telèfon de dos parells) que s’alimenten entre el segellat de la porta i el cos de la màquina. El mòdul ultrasònic s’adjunta al sostre de la llauna mitjançant cinta adhesiva de dues cares.

Tot i que la màquina té dues cares o "badies" per a llaunes, volia ser senzilla. Equilibro la càrrega dels dos costats de la màquina, de manera que llegir un costat i "doblar-me" hauria de donar-me una bona (suficient) aproximació.

Vaig començar l’avaluació d’aquest projecte comprovant l’alçada mínima i màxima de la llauna de la màquina de Coca-Cola. Buit, fa uns 25 d'alçada, la qual cosa significa que el rang de treball del sensor d'ultrasons (0 - 50cm) és prou proper (per a mi, donat el preu d'aquests mòduls). Amb aquestes matemàtiques bàsiques, vaig calcular l'interval en paper i codificat en conseqüència, per donar-me el gràfic de barres i el nombre estimat de llaunes.

Un cop instal·lat i activat, em va sorprendre completament la primera prova de prova. No només va donar una lectura sòlida que va fer saltar el senyal de les llaunes, sinó que va resultar ser maleït de precís: els càlculs aproximats coincidien amb la quantitat real de llaunes de la màquina sense modificacions addicionals. (Això és un primer …).

Tot plegat, un projecte útil. Ara crec que és el moment d’un refrigeri de celebració !!