LabInv: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Với sự phát triển của công nghệ và tin học, việc thúc đẩy quá trình số hóa và đơn giản hóa công việc ngày càng tăng theo. Trong dự án của mình, tôi muốn tìm cách đơn giản hóa và số hóa việc cân các chất trong môi trường phòng thí nghiệm. Trong một thiết lập phòng thí nghiệm cổ điển thông thường, dữ liệu được thu thập trên giấy, và đã như vậy từ lâu như khoa học đã tồn tại. Tuy nhiên, điều này đi kèm với các vấn đề, chẳng hạn như tốn thời gian khi người ta muốn số hóa dữ liệu đã nói, khả năng đọc hoàn toàn phụ thuộc vào người viết, sự lơ đãng dẫn đến ghi sai dữ liệu đã nói, v.v.

Dự án của tôi tìm cách đơn giản hóa một thứ khác liên quan chặt chẽ đến việc thu thập dữ liệu trong môi trường phòng thí nghiệm: quản lý phòng thí nghiệm.

Một số chất dự trữ có thể hết nhanh hơn những chất khác và việc báo cáo với trưởng bộ phận hoặc những người phụ trách để đặt hàng và bổ sung lại là tùy thuộc vào người cân đo lần cuối chất đó. Điều này có thể dễ dàng trở nên tồi tệ, bởi vì thực tế là chúng ta có xu hướng quên mọi thứ khi chúng ta có những thứ bức xúc khác trong đầu.

Vì vậy, giải pháp là theo dõi các chất và các sự kiện nơi chúng được cân. Ở đây tôi sẽ chỉ tìm ra một số điều cơ bản: theo dõi lượng chất được lấy ra và ai truy cập vào tủ chứa chất đó.

Quân nhu

Đối với dự án này, tôi đã sử dụng một số thứ:

• Raspberry Pi 3B +
• Máy quét RFID
• Màn hình OLED
• Mô-đun máy quét mã vạch (2D)
• Khóa điện từ
• Cảm biến lực, bao gồm bảng HX711
• Rơ le (0RZ-SH-205L)
• Đủ pin để tạo nguồn 12V
• Bóng bán dẫn (BC337)
• Một nut bâm
• Một vài điện trở
• Một loạt các dây cáp

Bước 1: BOM: Hóa đơn nguyên vật liệu

Bước 2: Thiết lập Raspberry Pi 3B + của bạn

Đảm bảo có được các chương trình như putty để dễ dàng truy cập Pi thông qua khoảng cách từ xa. Gắn một hình ảnh trên Pi có tiếng Raspbarian và có APIPA nhất quán là một chiếc váy.

Đảm bảo cài đặt một số chương trình trên Pi, chẳng hạn như MySQL, Python và pip.

Bước 3: Kết nối các thành phần của bạn

Tất cả các thành phần được ghép nối như được biểu diễn như trong hình.

Các giao diện sau đã được sử dụng:

• Giao tiếp nối tiếp cho máy quét mã vạch
• I2C cho màn hình OLED và RFID
• Dòng kỹ thuật số cho HX711

Bước 4: Tạo cơ sở dữ liệu phù hợp

Dự án của tôi có thể được xem như 2 thứ riêng biệt: tủ quần áo và số dư. Vì vậy, cơ sở dữ liệu của tôi cũng được tạo thành từ 2 thực thể: một mô hình cơ sở dữ liệu cho số dư và tủ quần áo.

Chúng không có gì lạ mắt, nhưng chúng đều tồn tại trong 2 bảng. Cả hai đều chứa một bảng cho lịch sử, một chứa một bảng cho thông tin chất và một có một bảng cho nhân sự.

Bước 5: Thực hiện một phụ trợ chức năng

Tất cả mã hóa đã được thực hiện bằng Python 3.5

Nó có các phụ thuộc sau:

• flask, flask_cors và flask_socketio
• gevent và geventwebsocket
• RPi

• Được xây dựng trong:

  • xâu chuỗi
  • thời gian

• Địa phương:

  • SimpleMFRC522
  • HX711
  • Máy quét mã vạch
  • OLED
  • Cơ sở dữ liệu
  • Cái nút

Mã có thể được tìm thấy ở đây.

Bước 6: Thiết kế giao diện người dùng

Một trang web đơn giản sẽ đủ để không chỉ hiển thị dữ liệu thu thập được từ tủ quần áo và cân. Nhưng cũng nên có một trang hiển thị cho chúng ta dữ liệu thời gian thực từ cả máy quét và số dư.

Tất cả điều này được thiết kế để di động trước tiên, hãy giữ cho nó đơn giản, giữ cho nó sạch sẽ.

Mã đã nói cũng có thể được tìm thấy ở đây.

Bước 7: Xây dựng trang web

Trang web được mã hóa bằng HTML và CSS, lưu ý (đối với hầu hết các phần) thông lệ tốt, chẳng hạn như ký hiệu BEM. Trình chỉnh sửa được sử dụng là VS Code, để khởi chạy máy chủ nhanh chóng và dễ dàng (nhờ các trình cắm thêm), dọn dẹp và phân loại mã cũng như nhanh chóng đề xuất những gì bạn có thể đang nhập bằng các menu thả xuống. là đơn giản và không có gì lạ mắt, nhưng nó sẽ làm được, đặc biệt là cho bước tiếp theo.

Bước 8: Bổ sung chức năng

Với nền tảng (trang web) hiện đã có, chúng tôi có thể bắt đầu triển khai các chức năng cần thiết để đại diện cho dữ liệu trên trang web.

Điều này được thực hiện với Javascript, một ngôn ngữ dễ học song hành với HTML và CSS. Biên tập viên được đề cập một lần nữa là VS Code. Mã cũng được cấu trúc theo cách giúp việc đọc dễ dàng và thân thiện với người dùng, tất cả là nhờ vào các khu vực.

Với điều này, trang web có thể giao tiếp với cơ sở dữ liệu trên raspberry pi và trực quan hóa dữ liệu cho người dùng.

Một lần nữa, liên kết tương tự có thể được sử dụng để tìm mã JS.

Bước 9: Nhận biết vỏ bọc

Một chiếc rương gỗ nhỏ được dùng để giả lập tủ đựng quần áo, đặt khóa điện từ bên trong. Nó thô sơ, nhưng người ta có thể sử dụng băng dính để kết dính hai thành phần lại với nhau. Hơn nữa, một lỗ được khoan cho dây cáp.

Cách viết hoa cho số pi, nơi cân bằng sẽ đi đến đâu, lại là một vấn đề hoàn toàn khác. Được đặt trong một hộp nhựa dài, được sử dụng để lưu trữ, pi và dây dẫn của nó an toàn khỏi hầu hết các thao tác vật lý. Lỗ đã được thực hiện để vận chuyển dữ liệu thông qua cáp.

Bản thân sự cân bằng rất phức tạp, tôi khuyên bạn nên mua một cảm biến lực được xây dựng sẵn, bởi vì tôi gặp khó khăn khi lắp ráp kết quả mong muốn để nói rằng ít nhất. Bản thân tôi đã sử dụng kết hợp khoan gỗ, với số đo chính xác, sử dụng bu lông, có cùng số đo với đầu khoan và băng mỏ vịt, loại mạnh nhất trong các loại băng. Kết quả là một chiếc cân đủ chắc chắn để có trọng lượng dưới 500g (điều đó thật khó khăn).

Với mọi thứ được kết nối, sản phẩm cuối cùng sẽ sẵn sàng.