Máy bán hàng tự động có quy mô để xác nhận Itemdrop (Raspberry Pi): 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Chào mừng nhà sản xuất đồng nghiệp, cho một dự án ở trường học, tôi quyết định làm một máy bán đồ ăn nhẹ tự động. Nhiệm vụ của chúng tôi là tạo ra một thiết bị có thể tái tạo sử dụng ít nhất 3 cảm biến và 1 thiết bị truyền động. Tôi đi làm máy bán hàng tự động một phần vì tôi có quyền truy cập vào một số bộ phận thiết yếu (tức là động cơ) thông qua trang web của các nhà sản xuất địa phương. Đầu tiên, ý tưởng là tạo ra một máy bán đồ uống tự động, nhưng điều đó sẽ không khả thi vì cần phải cách ly, bộ phận làm mát và cơ chế giải phóng mềm hơn cho đồ uống có ga.

Dự án này là lần đầu tiên đối với tôi theo một số cách; Tôi chưa bao giờ làm việc với gỗ và điện tử trước đây với quy mô như vậy. Kinh nghiệm của tôi chủ yếu là về phần mềm, vì vậy tôi quyết định thử thách bản thân bằng cách tạo ra một dự án mang lại trải nghiệm học tập thực sự.

Tôi sẽ cố gắng giải thích cho các bạn theo cách tốt nhất có thể, cách tạo ra chiếc máy bán hàng tự động này. Hãy nhớ rằng tất cả đây là lần đầu tiên đối với tôi, vì vậy tôi đã mắc một số lỗi tân binh với việc khắc gỗ, v.v.

Tất cả mã có thể được tìm thấy trong kho lưu trữ Github:

Quân nhu

• Gỗ

• Bản lề

  • 2 cái khó hơn cho cửa chính
  • 2 cái mềm cho sản phẩm nở
• Plexiglass
• 4 động cơ DC của máy bán hàng tự động (có nút để quản lý vòng quay)
• 4 xoắn ốc (tôi đã sử dụng dây điện đồng 6 mm²)
• 4 đầu nối để kết nối động cơ theo hình xoắn ốc (tôi đã in 3D chúng)
• Raspberry Pi
• Bàn phím 4x4
• Người nhận tiền xu
• LCD
• Dây nhảy
• Bảng bánh mì
• 4 TIP 120 bóng bán dẫn
• Điện trở
• Nhiệt kế một dây
• Dải đèn LED

Bước 1: Lập trình cảm biến

Vì tôi đã có nhiều kinh nghiệm nhất về phần mềm nên trước tiên tôi quyết định bắt đầu với việc lập trình các cảm biến.

Các cảm biến bao gồm:

• Nhiệt kế một dây
• Cảm biến cảm biến lực
• Bàn phím 4x4
• Người nhận tiền xu

Nhiệt kế một dây khá thẳng về phía trước và chỉ liên quan đến việc kết nối một dây với GPIO PIN 4 của Raspberry Pi (với một số điện trở) và đọc tệp được liên kết với nó.

Cảm biến lực có phần phức tạp hơn nhưng vẫn êm ái dễ dàng. 4 dây phải được kết nối với bộ khuếch đại HX711 và đến lượt bộ khuếch đại HX711 phải được kết nối với Raspberry Pi. Khi điều này đã được thực hiện, tôi đã sử dụng thư viện python HX711 để đọc các giá trị. Đọc ra cảm biến lực không tải đã xác định giá trị bì. Sau đó, tôi đặt một số trọng lượng đã biết trước lên cân và với quy tắc ba, tôi đã tính hằng số mà giá trị đọc được phải chia cho một giá trị tính bằng gam.

Bàn phím 4x4 trực quan hết mức có thể. Với 8 dây kết nối với bàn phím đại diện cho 4 cột và 4 hàng của bàn phím. Một số thận trọng đã được thực hiện với thứ tự của các dây này, vì 2 bàn phím 4x4 tôi đã sử dụng có 2 thứ tự dây hoàn toàn khác nhau. Với thư viện bàn phím dễ sử dụng, bạn có thể dễ dàng đăng ký phím đã nhấn khi được kết nối đúng cách với Raspberry Pi.

Khó nhất trong số các cảm biến chắc chắn là bộ nhận tiền xu. Việc thiết lập các đồng tiền trên thiết bị khá dễ dàng do có một số tài liệu tốt. Tôi đã có một thiết bị có khả năng phân biệt 4 loại tiền khác nhau. Bạn phải chỉ định số lượng xung liên quan cho một đồng xu mà thiết bị gửi đến Raspberry Pi. Việc đăng ký tiền xu trên đầu thiết bị gần như hoàn hảo có thể được nhìn thấy bằng màn hình ở bên cạnh. Vấn đề nằm ở việc đăng ký các xung này trên Raspberry Pi. Phải sử dụng một bộ chuyển đổi đủ mạnh (12V, 1A) để có thể phân biệt các đồng tiền khác nhau, cũng như lập trình cẩn thận để không ngừng đếm xung quá sớm.

Bước 2: Kết nối và lập trình động cơ

Tôi đã tìm kiếm một số động cơ máy bán hàng tự động từ trang web của các nhà sản xuất địa phương của tôi, nhưng tôi vẫn cần tìm ra cách kết nối và lập trình chúng.

Các động cơ có 4 dây được kết nối với chúng và sau khi một số người đã tìm ra 2 dây dành cho nguồn điện (ít nhất là 12V) và 2 dây dành cho nút được nhấn sau mỗi nửa vòng. Tôi đã kết nối mỗi động cơ này với một bóng bán dẫn TIP 120 để có thể điều khiển chúng thông qua Raspberry Pi. Một trong 2 dây khác tôi đã kết nối với một đầu vào của Pi (với điện trở pullup) và một dây nối đất.

Sau đó, tôi thực hiện một số hình xoắn ốc từ dây thép 2,2mm, hóa ra là xoắn ốc sai cách; để thay vào đó các mặt hàng của tôi bị lùi lại. Vì vậy, tôi đã sử dụng dây điện đồng 6mm², cách dễ dàng hơn để làm việc với.

Sau khi tạo 4 đường xoắn ốc, đã đến lúc tạo các đầu nối cần thiết để kết nối thành đường xoắn ốc với động cơ. Tôi quyết định in 3D chúng (đính kèm tệp) và dán chúng vào động cơ và uốn dây xung quanh chúng.

Bước 3: Tạo vỏ máy

Đối với nhà ở, tôi đã sử dụng gỗ có mặt trong nhà sản xuất. Vì không có nhiều loại và mặt trước phải mỏng hơn để phù hợp với các thiết bị điện tử, nên vỏ máy bao gồm ít nhất 6 loại gỗ.

Đầu tiên, tôi cưa 2 tấm ván có kích thước 168 x 58 cm làm đôi cho tấm ốp lưng, 2 tấm bên và tấm ngăn ở giữa.

Đối với bảng điều khiển phía dưới, tôi đã sử dụng một miếng gỗ thuận tiện (hoặc tôi nghĩ vậy) có kích thước 58 x 58 cm. Điều này hóa ra là một sai lầm vì tôi đã không tính đến độ dày của gỗ, vì vậy tấm ốp lưng phải được vặn vào trên cùng của bảng điều khiển phía dưới và các tấm bên phải được vặn vào từ bên cạnh. Điều này còn lại một đoạn dài 2 cm nhô ra trên đỉnh.

Sau đó tôi vặn 2 tấm ván ngang sản phẩm vào tấm ngăn giữa. Cũng như trên cùng của ngăn sản phẩm. Sau đó, tôi bắt đầu phá vỡ kính plexi cho cửa sập mà tôi đã kết nối bằng 2 bản lề mềm vào một thanh gỗ được kết nối với bảng phân cách middel. Sau khi hoàn thành, ngăn giữa lỗ phải được vặn vào bảng điều khiển bên trái.

Sau đó, tôi làm các bộ phận bằng gỗ của cái cân và dán chúng vào đáy của nhà ở. Điều này để lại một chút khoảng trống ở dưới cùng của nhà ở mà tôi đã giải quyết bằng cách đặt một tấm ván mỏng ở phía trước. (Không có trên hình ảnh)

Bước 4: Lắp ráp các cảm biến và động cơ vào vỏ

Khi phần khung của ngôi nhà đã được hoàn thành, đã đến lúc bạn phải lắp ruột vào.

Đầu tiên, tôi khoét một số lỗ trên tấm ván cho màn hình LCD, bàn phím và bộ nhận tiền xu. Sau đó, tôi đóng đinh các thiết bị điện tử này vào tấm ván và kết nối chúng với Raspberry Pi. Một số kế hoạch cẩn thận đã được thực hiện để không vượt qua các dây dẫn đến nhiều. Nhiệt kế một dây mà tôi kết nối với một bảng mạch được dán ở mặt trong của tấm ván điện tử. Sau đó, tôi cưa một tấm ván cho Raspberry Pi, bảng mạch cho các bóng bán dẫn động cơ và arduino mà tôi đã sử dụng để cung cấp 12V cho bộ nhận xu và động cơ.

Các động cơ tôi dán vào các tấm ván sản phẩm nằm ngang và tôi thêm một số tấm ván dọc để phân chia các ngăn mặt hàng.

Bước 5: Hoàn thành máy bán hàng tự động

Để hoàn thiện, tôi sơn đen toàn bộ máy và thêm dải đèn LED vào bên trong. Bên dưới bộ nhận tiền, tôi tạo một ngăn nhỏ để các đồng xu rơi vào, vì vậy chúng sẽ không trượt hết ngăn bên trái. Tôi cũng đã thêm vào cánh cửa bằng thủy tinh với các bản lề cứng hơn.