Verkaufsautomat mit Skala zum Bestätigen von Itemdrop (Raspberry Pi) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Willkommen Mitmacher, Für ein Schulprojekt habe ich mich entschieden, einen Snackautomaten zu bauen. Unsere Aufgabe bestand darin, ein nachbaubares Gerät zu erstellen, das mindestens 3 Sensoren und 1 Aktor verwendet. Ich ging, um einen Verkaufsautomaten zu bauen, weil ich über mein lokales Makerslab Zugang zu einigen wesentlichen Teilen (z. B. den Motoren) hatte. Die Idee war zunächst, einen Getränkeautomaten zu entwickeln, aber das wäre aufgrund der Notwendigkeit einer Isolierung, eines Kühlelements und eines weicheren Freigabemechanismus für sprudelnde Getränke nicht machbar gewesen.

Dieses Projekt war in gewisser Weise eine Premiere für mich; Ich hatte noch nie zuvor in diesem Umfang mit Holz und Elektronik gearbeitet. Meine Erfahrung lag hauptsächlich im Softwarebereich, also beschloss ich, mich selbst herauszufordern, indem ich ein Projekt entwickelte, das eine echte Lernerfahrung sein würde.

Ich werde versuchen, euch so gut wie möglich zu erklären, wie man diesen Automaten herstellt. Denken Sie daran, dass dies alles für mich eine Premiere war, also habe ich einige Anfängerfehler beim Holzschneiden usw. gemacht.

Der gesamte Code ist im Github-Repository zu finden:

Lieferungen

• Holz

• Scharniere

  • 2 härtere für die Haupttür
  • 2 weiche für die Produktluke
• Plexiglas
• 4 Automaten-Gleichstrommotoren (mit Taster für Rotationsmanagement)
• 4 Spiralen (ich habe 6 mm² Kupferdraht verwendet)
• 4 Anschlüsse zum Verbinden der Motoren mit der Spirale (ich habe sie 3D gedruckt)
• Himbeer-Pi
• 4x4 Tastatur
• Münzprüfer
• LCD
• Überbrückungsdrähte
• Steckbretter
• 4 TIP 120-Transistoren
• Widerstände
• Eindrahtthermometer
• LED-Leiste

Schritt 1: Programmierung der Sensoren

Da ich die meiste Erfahrung mit Software hatte, entschied ich mich zuerst mit der Programmierung der Sensoren zu beginnen.

Zu den Sensoren gehören:

• Eindrahtthermometer
• Wägezellensensor
• 4x4 Tastatur
• Münzprüfer

Das Eindraht-Thermometer ist ziemlich einfach und beinhaltet nur das Anschließen des einen Drahts an GPIO PIN 4 des Raspberry Pi (mit einigen Widerständen) und das Lesen der damit verbundenen Datei.

Die Wägezelle war etwas komplizierter, aber trotzdem ruhig einfach. Die 4 Drähte mussten an den HX711-Verstärker und der HX711-Verstärker wiederum an den Raspberry Pi angeschlossen werden. Nachdem dies geschehen ist, habe ich die Python-Bibliothek HX711 verwendet, um Werte auszulesen. Das Auslesen der Wägezelle ohne Last definiert den Tarawert. Danach legte ich einige vorbekannte Gewichte auf die Waage und berechnete mit dem Dreisatz die Konstante, durch die der abgelesene Wert geteilt werden musste, um durch einen Grammwert dargestellt zu werden.

Die 4x4-Tastatur ist so intuitiv wie möglich. Mit den 8 Drähten, die mit der Tastatur verbunden sind, repräsentieren die 4 Spalten und 4 Reihen der Tastatur. Bei der Anordnung dieser Drähte war etwas Vorsicht geboten, da die 2 4x4-Tastaturen, die ich verwendet habe, 2 völlig unterschiedliche Drahtreihenfolgen hatten. Mit einer einfach zu bedienenden Tastaturbibliothek kann die gedrückte Taste bei korrekter Verdrahtung mit dem Raspberry Pi problemlos registriert werden.

Der härteste der Sensoren ist definitiv der Münzprüfer. Das Einrichten der Münzen auf dem Gerät ist aufgrund einer guten Dokumentation ziemlich einfach. Ich hatte ein Gerät, das 4 verschiedene Münzen unterscheiden konnte. Sie müssen die zugehörige Anzahl an Impulsen für eine Münze angeben, die das Gerät an den Raspberry Pi sendet. Die Münzregistrierung auf der Geräteseite ist nahezu tadellos, was man am seitlichen Display erkennen kann. Das Problem besteht darin, diese Impulse auf dem Raspberry Pi zu registrieren. Ein ausreichend leistungsstarker Adapter (12V, 1A) muss verwendet werden, um die verschiedenen Münzen eindeutig registrieren zu können, sowie eine sorgfältige Programmierung, um das Zählen der Impulse nicht zu früh zu stoppen.

Schritt 2: Anschließen und Programmieren der Motoren

Ich habe einige Automatenmotoren von meinem lokalen Makerslab gesäubert, aber ich musste noch herausfinden, wie man sie verbindet und programmiert.

An die Motoren waren 4 Drähte angeschlossen und nach einiger Überlegung waren 2 für die Stromversorgung (mindestens 12 V) und 2 für den Knopf, der jede halbe Umdrehung gedrückt wird. Ich habe jeden dieser Motoren an einen TIP 120-Transistor angeschlossen, um sie über den Raspberry Pi steuern zu können. Einer der anderen 2 Drähte habe ich an einen Eingang des Pi (mit Pullup-Widerstand) und einen an Masse angeschlossen.

Danach machte ich einige Spiralen aus 2,2 mm Stahldraht, die sich als falsch herausstellten; damit meine Artikel stattdessen rückwärts gingen. Also habe ich 6mm² Kupferdraht verwendet, der viel einfacher zu verarbeiten war.

Nach der Herstellung von 4 Spiralen war es an der Zeit, die erforderlichen Steckverbinder herzustellen, um die Motoren mit der Spirale zu verbinden. Ich beschloss, sie in 3D zu drucken (Datei im Anhang) und an die Motoren zu kleben und den Draht um sie herum zu biegen.

Schritt 3: Erstellen des Gehäuses der Maschine

Für das Gehäuse habe ich Holz verwendet, das im Makerslab vorhanden war. Da es von einer Sorte nicht viel gab und die Frontplatte für die Elektronik schlanker werden musste, bestand das Gehäuse aus mindestens 6 Holzarten.

Als erstes habe ich 2 Bretter 168 x 58 cm halbiert für die Rückwand, die 2 Seitenwände und die mittlere Trennwand.

Für die Bodenplatte habe ich ein bequemes (so dachte ich) Holzstück von 58 x 58 cm verwendet. Dies stellte sich als Fehler heraus, da ich die Dicke des Holzes nicht berücksichtigt hatte, so dass die Rückwand oben auf die Bodenplatte und die Seitenwände von der Seite eingeschraubt werden mussten. Dadurch ragte oben ein zusätzliches Stück von 2 cm heraus.

Danach habe ich die 2 horizontalen Produktplanken an die mittlere Trennwand geschraubt. Sowie die Oberseite des Produktfachs. Dann fing ich an, das Plexiglas für die Luke aufzubrechen, die ich mit 2 weichen Scharnieren an einer Holzstange befestigte, die mit der mittleren Trennwand verbunden war. Als das fertig war, musste das Loch Mittelfach in die linke Seitenwand geschraubt werden.

Dann habe ich die Holzteile der Waage gemacht und auf den Boden des Gehäuses geklebt. Dies hinterließ eine kleine Lücke auf der Unterseite des Gehäuses, die ich mit einer dünnen Planke vor dem Gehäuse löste. (Nicht auf dem Bild)

Schritt 4: Montage der Sensoren und Motoren am Gehäuse

Sobald das Skelett des Gehäuses fertig war, war es Zeit, die Eingeweide einzusetzen.

Zuerst schneide ich einige Löcher in ein Brett für das LCD, die Tastatur und den Münzprüfer. Dann habe ich diese Elektronik an die Planke genagelt und sie mit dem Raspberry Pi verdrahtet. Es musste sorgfältig geplant werden, um die Drähte nicht zu sehr zu überqueren. Das Eindraht-Thermometer habe ich mit einem Steckbrett verbunden, das auf der Innenseite der Elektronikplatine geklebt ist. Dann habe ich ein Brett für den Raspberry Pi gesägt, das Steckbrett für die Motortransistoren und das Arduino, mit dem ich die 12V für den Münzprüfer und die Motoren versorgt habe.

Die Motoren habe ich auf die horizontalen Produktplanken geklebt und einige vertikale Planken hinzugefügt, um die Artikelfächer zu unterteilen.

Schritt 5: Fertigstellen des Automaten

Für das Finish habe ich die ganze Maschine schwarz lackiert und innen einen LED-Streifen angebracht. Unter dem Münzprüfer habe ich ein kleines Fach für die Münzen gemacht, damit sie nicht über das linke Fach rutschen. Ich habe auch die Plexiglastür mit den härteren Scharnieren hinzugefügt.