Koksmaschine Dosenfüllstandsdetektor - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Rev 2.5 - die 3D-gedruckten Teile aufgeräumt und den Steckverbinder auf eine gemeinsame Leiterplatteneinheit aktualisiert.

Rev 2 - Ultraschall-"Knopf" ersetzt manuellen Druckknopf.

Das Drücken eines Knopfes ist so altmodisch, besonders wenn ich bereits einen Ultraschallsensor verwende. Warum nicht einen Ultraschallsensor verwenden, um den Dosenfüllstandsdetektor zu aktivieren! Rev 2 entfernt den Taster und ersetzt ihn durch ein anderes HC-SR04-Modul. Gehen Sie jetzt einfach zur Maschine und sie schaltet sich automatisch ein, um den Dosenfüllstand anzuzeigen. Ich habe dabei das "Coke"-Logo verloren, musste aber nur das Faceplate wechseln - alle anderen gedruckten Komponenten bleiben gleich

Ich habe das Glück, eine alte Cola-Maschine zu haben, die ich für, äh, "Erfrischungen" benutze. Es hält ungefähr 30ish Dosen, wenn es voll ist. Das Problem ist, wie viele Dosen sind zu einem bestimmten Zeitpunkt darin? Wann muss ich einen Lauf machen, um die Maschine aufzufüllen?

Eine Lösung (abgesehen vom ständigen Öffnen der Maschine) besteht darin, einen Sensor oder einen "Dosenfüllstandsdetektor" zu aktivieren, der die Anzahl der Dosen in der Maschine zu einem bestimmten Zeitpunkt annähern kann. Ich entscheide, dass es die folgenden Anforderungen erfüllen musste:

- muss billig und einfach sein

- nicht invasiv (ich möchte nicht mit dem Bohren oder Schneiden in meine Maschine beginnen)

- Verwenden Sie Arduino Nano

- Verwenden Sie einen LCD-Bildschirm, um mir leicht verständliche Messwerte zu geben

- über den nativen USB oder ein externes Netzteil mit Strom versorgt werden

- Verwenden Sie einen Taster für "nach Bedarf"-Messungen (jetzt mit dem zweiten HC-SR04-Modul).

Ich hatte einige Ultraschallmodule, einige Nanos und einen winzigen LCD-Bildschirm und entschied, dass sie hier nützlich sein könnten.

Nach ein wenig Recherche hatte ich alle notwendigen Elemente (Hardware und Codierung), um dies zu ermöglichen. Die einzige offene Frage war: Könnte der Ultraschallsensor einen sinnvollen Abstand registrieren, indem er das Signal von zylindrischen Dosen abprallt?? Es stellt sich heraus, dass es tatsächlich "kann"! (sorry für das Wortspiel).

Schritt 1: Hardware

Ok, dieser ist ziemlich einfach.

- Arduino Nano

- Kuman 0,96 Zoll 4-Pin Gelb Blau IIC OLED (SSD 1306 oder ähnlich).

- HC-SR04 Ultraschall-Entfernungsmodule (Anzahl: 2 für automatische Version)

- Generische SP-Taste, wenn kein zweites HC-SR04-Modul verwendet wird (optional)

- weibliche Steckdose für 7-12V Wandadapter (optional)

- ca. 14 2-paariges Klinkenkabel für elegantere externe Verkabelung

Schritt 2: 3D-gedrucktes Gehäuse

In diesem Build werden insgesamt 4 gedruckte Teile verwendet:

- Unterseite (rot)

- Durchscheinendes Oberteil

- Frontblende einschieben (roter und weißer Farbdruck)

- Ultraschallsensorhalter

Die Teile sind so konzipiert, dass sie mit Fusion 360 ohne Unterstützung gedruckt werden.

Für die Montage werden keine Befestigungselemente benötigt; alle Teile rasten zusammen! Das Oberteil kann nach dem Zusammenbau entfernt werden, indem eine Seite des Oberteils in der Nähe der Basis leicht zusammengedrückt und das Oberteil abgezogen wird.

Der LCD-Bildschirm rastet in die Abdeckung ein. Die Base hat an einem Ende einen Aufnahmeschlitz und hinten einen Sattel für den Nano, der das Board in der Base verriegelt. Der 12-V-Steckeradapter ist jetzt eine gängige Leiterplattenmontageeinheit, die ich für etwa ein Viertel in großen Mengen bekomme, und die Oberseite hält ihn an Ort und Stelle. Die Vorderseite gleitet in Aufnahmenuten im oberen und unteren Element.

Die Teile sind alle aus PLA, wobei die Oberseite durchscheinend ist, damit ich die Box beim Einschalten leuchten sehen kann!

Um die roten Akzente auf der Vorderseite zu setzen, drucke ich den weißen Teil mit 0,08 mm Dicke (0,02 Schichtdicke) und den Rest rot, was sauber aussieht.

Schritt 3: Verkabelung

Die Verkabelung für dieses Projekt ist ziemlich einfach. 5V Strom und Masse zum LCD-Bildschirm und den Ultraschallmodulen vom Nano. Ein Paar Signalkabel vom Nano zum LCD und zwei Paare vom Nano zu den Ultraschallmodulen. Ein paar zusätzliche Kabel für die optionale 12-V-Einspeisung und voila!

In meinem ersten Build hatte ich einen Nano mit Pins installiert, also beschloss ich, ihn so zu verwenden, wie er ist, und einige Prototypen zu verdrahten. Die blöden kleinen Stecker sind meiner Meinung nach immer etwas knifflig, aber es waren auch nicht allzu viele. Auf diese Stecker könnte man immer verzichten und das Ganze verlöten. Vielleicht nächstes Mal…

Bei nachfolgenden Builds installiere ich nur Header-Pins im Nano für die Verbindungen, die ich tatsächlich verwende. Erleichtert das Verlegen von Kabeln und vermeidet Fehler.

Ich habe auch ein 2-paariges gemeinsames Telefonkabel verwendet, um die Leitung zum Dosensensor in der Maschine herzustellen. Es bietet ein schönes, sauberes Kabel, das erschwinglich ist (kostenlos und heutzutage überall!)

Schritt 4: Code

Der Code wird aus verschiedenen Quellen zusammengeschustert (wie die meisten Projektcodierungen).

Angefangen habe ich mit der Ultraschallprobe von Dejan Nedelkovski auf www. HowToMechatronics.com. Gute Anleitung.

Ich habe dann einen LCD-Code von Jean0x7BE bei Instructables.com gezogen und mehr von einer Reihe anderer Websites gelernt. Ich folgte seinen Anweisungen dort und fügte beide erforderlichen Bibliotheken hinzu:

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

Ich bin auch die Beispieldateien in der SSD1306-Bibliothek durchgegangen und habe daraus gelernt.

Am Ende wird der Code aus diesen Quellen zusammengewürfelt und mit etwas Bastelei habe ich das Ergebnis erhalten, nach dem ich gesucht habe.

Das Design beinhaltet jetzt ein zweites Ultraschallmodul für einen Walk-up-Sensor. Stellen Sie sich vor das Gerät und der Bildschirm schaltet sich ein, gehen Sie weg und er schaltet sich nach ein paar Sekunden aus. Kommentieren Sie den Personensensor aus, wenn er ständig eingeschaltet ist oder wenn die Drucktastenoption verwendet wird.

Schritt 5: Installation und Kalibrierung

Ich habe die Box so entworfen, dass sie oben auf der Maschine sitzt, mit ein paar Drähten (ich verwende jetzt ein 2-paariges Telefonkabel), die zwischen der Türdichtung und dem Körper der Maschine führen. Das Ultraschallmodul wird mit doppelseitigem Klebeband auf dem Dach des Dosenschachts befestigt.

Während die Maschine zwei Seiten oder "Schächte" für Dosen hat, wollte ich es einfach halten. Ich balanciere die Last auf beiden Seiten der Maschine aus, daher sollte mir das Lesen einer Seite und das "Verdoppeln" eine gute (genügende) Annäherung geben.

Ich begann die Bewertung dieses Projekts, indem ich die minimale und maximale Höhe des Dosenschachts der Cola-Maschine überprüfte. Leer ist es etwa 25 hoch, was bedeutet, dass der Arbeitsbereich des Ultraschallsensors (0 - 50 cm) nahe genug ist (für mich angesichts des Preises dieser Module). Mit dieser grundlegenden Mathematik habe ich die Reichweite auf Papier berechnet und codiert entsprechend, um mir das Balkendiagramm und die geschätzte Anzahl von Dosen zu geben.

Nach der Installation und dem Einschalten war ich von meinem ersten Testlauf völlig überrascht. Es lieferte nicht nur einen soliden Messwert, der das Signal von den Dosen abprallte, sondern erwies sich als verdammt genau: Die groben Berechnungen stimmten ohne weitere Anpassungen mit der tatsächlichen Menge der Dosen in der Maschine überein! (Das passiert jetzt zum ersten Mal…).

Alles in allem ein nützliches Projekt. Jetzt denke ich, es ist Zeit für eine festliche Erfrischung!!