UCL - Công nghiệp 4.0: Máy trộn kẹo 4.000: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Đối với dự án của chúng tôi trong Công nghiệp 4.0, chúng tôi đã quyết định tạo ra một máy trộn kẹo. Ý tưởng là chúng tôi có một bảng điều khiển người dùng, được làm bằng Node-Red, nơi khách hàng có thể đặt hàng kẹo của họ, sau đó một arduino sẽ xử lý đơn hàng và trộn kẹo vào một cái bát. Sau đó, chúng tôi có một cơ sở dữ liệu trong SQL, nơi chúng tôi giữ tĩnh về những loại kẹo được đặt hàng chủ yếu và khối lượng được đặt hàng.

Dự thảo đầu tiên là làm một máy trộn 8 loại kẹo, và có động cơ để đóng mở các hộp đựng kẹo. Chúng tôi đã gặp một số vấn đề về thiết kế với các hộp đựng, hộp đựng kẹo bị kẹt, vì vậy chúng tôi quyết định loại bỏ các động cơ và sử dụng một số đèn LED để chỉ ra các động cơ đang chạy.

Bước 1: Thiết kế

Mô hình của chúng tôi được làm với 4 hộp đựng kẹo, trong đó một nắp trượt được sử dụng để mở và đóng kẹo. Dưới các thùng chứa, chúng tôi có một máng xuống một cái bát. Sau đó, bát nằm trên đầu cảm biến lực.

Thiết kế trong Node-Red được chia thành 2 phần, Khách hàng và Quản trị.

Trong phần khách hàng, chúng tôi có 5 nút, 4 trong số đó được sử dụng để đặt kẹo và 1 nút được sử dụng để chấp nhận mua hàng. Với nút mua, khách hàng có thể thấy trọng lượng của kẹo và giá dự kiến, sau đó khi nhấn nút mua, trọng lượng và giá sẽ hiển thị trong mua.

Trong phần quản trị, chúng ta có thể xem các thùng chứa của chúng ta đã đầy đến mức nào và tổng số kẹo đã mua.

Trong SQL, chúng ta có thể xem các thống kê về loại kẹo được chọn và tổng trọng lượng và thu nhập từ việc mua.

Bước 2: Mạch Arduino

Trên bo mạch arduino, chúng tôi đã kết nối 4 nút bấm, 4 đèn LED hai màu và 1 cảm biến lực với mô-đun HX711.

Các nút ấn được sử dụng để người vận hành kẹo đẩy khi các thùng chứa đầy kẹo.

Hai màu LED sử dụng màu Đỏ và Xanh lá cây. Màu đỏ cho biết thùng rỗng và cần được lấp đầy, và màu xanh cho biết loại kẹo nào đã được chọn và sau đó chúng ta có thể mở thùng đó ra. Phần này dự kiến sẽ được tự động hóa nhưng do vấn đề thiết kế, chúng tôi quyết định làm cho nó trở nên thủ công.

Bước 3: Danh sách I / O

Từ cảm biến lực, chúng tôi nhận được 4 cabin, được kết nối với mô-đun HX711

Đỏ đến E +

Trắng đến E-

Màu xanh lá cây đến A-

Màu vàng đến A +

HX711 sau đó được kết nối với bảng arduino bằng

GND xuống đất

DT đến Pin 3

SCK đến Pin 2

VCC đến 5V

Các nút bấm của chúng tôi được kết nối với các chân 44, 46, 48 và 50, đèn LED màu xanh lá cây được kết nối với các chân 30, 32, 34 và 36, đèn LED màu đỏ được kết nối với các chân 31, 33, 35 và 37.

Bước 4: Mã

Trong mã arduino, chúng tôi bắt đầu bằng cách xác định các biến của chúng tôi, và đặt các đèn LED và nút nhấn của chúng tôi thành một số chân.

Chúng tôi cũng thiết lập một biến để nhận tệp từ Node-Red.

Khi các nút của chúng tôi trên arduino được đẩy, chúng tôi sẽ gửi trạng thái 5 đến Node-red, cho biết rằng các thùng chứa đã được lấp đầy và chúng tôi sẵn sàng phân tán kẹo từ thùng đó.

Khi chúng tôi nhấn một nút ở phía khách hàng Node-Red, chúng tôi gửi số 1-4 đến arduino. Sau đó Arduino kiểm tra số và mở vùng chứa được liên kết với số đó. Điều này được thực hiện với đèn LED màu xanh lá cây bật trong 5 giây. Đồng thời, chúng tôi khấu trừ 1 từ trạng thái của hộp đựng để chỉ ra rằng một số kẹo đã được lấy ra khỏi hộp đựng đó.

Khi trạng thái của thùng chứa đạt đến 0, đèn LED màu đỏ sẽ bật sáng cho biết rằng thùng chứa này phải được làm đầy lại.

Khi một giao dịch mua đang được thực hiện, số 5 sẽ được gửi đến arduino, sau đó nó sẽ tính giá và gửi giá và trọng lượng trở lại node-red và SQL.

Phần cuối cùng của mã arduino gửi trạng thái 'và trọng lượng / giá trở lại ghi chú màu đỏ.

Bước 5: Node-Red

Node Red tạo tất cả các kết nối giữa arduino và cơ sở dữ liệu SQL.

Dữ liệu đến từ màn hình Khách hàng trong Node-red sẽ chuyển đến arduino nơi nó được xử lý. Dữ liệu được xử lý sau đó sẽ quay trở lại Node Red và màn hình Quản trị.

Nếu chúng ta sử dụng nút 1 dưới dạng đào, chúng ta có nó được kết nối với các đường tới cả arudino máng com4 và máy chủ SQL. Sau đó, khi chúng ta mở nút, chúng ta có thể thấy rằng thông tin được gửi đến arduino là Tải trọng và chủ đề được gửi đến SQL.

Chúng tôi sử dụng một funktion trong Node-Red để gửi thông tin từ arduino tới SQL. Trong funktion này, chúng ta cần một số mã java để cho Node-red biết phải làm gì với mã.

Mã nghiện:

var data = msg.payload.split (","); var Vægt = data [13];

var Kroner = data [14];

var out = "CẬP NHẬT blanding SET Vægt = '" + Vægt + "', Kroner = '" + Kroner + "" WHERE id = 1 ";

msg.topic = out;

trả về tin nhắn;

Trong đoạn mã ở đây, chúng tôi nhận được một chuỗi dữ liệu từ arduino và nó được chia bằng dấu "," giữa các số.

Đối với trò chơi này, chúng tôi cần các con số đứng ở vị trí thứ 13 và 14, và chúng tôi đặt chúng vào các biến "Vægt và Kroner". Sau đó, chúng tôi lấy mã phải được thực thi trong SQL và đưa vào biến "out", và nó được gửi dưới dạng một chủ đề tới SQL.

Bước 6: SQL

Trong cơ sở dữ liệu SQL, chúng tôi lưu giữ thống kê về số lần từng loại kẹo đã được đặt hàng trong ngày, trọng lượng và giá cả của kẹo.

Trạng thái nút đến từ một bộ đếm được kết nối với mỗi nút trong Node-Red và trọng lượng và giá cả đến từ arduino bằng một funktion trong Node-Red.

Bước 7: Video

Trong video, chúng tôi cho thấy rằng một thùng chứa được lấp đầy trong bảng điều khiển Quản trị và sau đó một số kẹo được đặt hàng bằng cách nhấp vào các nút trên bảng điều khiển khách hàng. Đồng thời trọng lượng và chi phí ước tính của kẹo được hiển thị trên bảng khách hàng.

Khi khách hàng hài lòng với hỗn hợp kẹo của mình, anh ta nhấn nút mua, trọng lượng và chi phí thực tế được hiển thị bên dưới nút. Điều này sau đó hoàn thành phần khách hàng, sau đó trọng lượng và chi phí được chuyển đến bảng điều khiển quản trị và cơ sở dữ liệu của chúng tôi trong sql.

Sau đó, trong cơ sở dữ liệu, chúng tôi theo dõi xem một viên kẹo surden đã được đặt hàng bao nhiêu lần và có bao nhiêu viên kẹo có trọng lượng cũng như giá thành của nó.

Bước 8: Đánh giá

Đây là một dự án tốt khi chúng tôi phải làm việc với 3 chương trình và khiến chúng tương tác với nhau. Lúc đầu, chúng tôi có một số chức năng được phát triển trong Node-Red và một số trong Arduino, nhưng để giữ cái nhìn tổng quan hơn, chúng tôi quyết định đưa tất cả các chức năng vào arduino và sau đó để Node-Red đứng cho tất cả hình ảnh.

Bước 9: Mở rộng dự án

Ý tưởng của chúng tôi là có một trong những thùng chứa mở bằng động cơ, vì vậy bước tiếp theo sẽ là thiết kế để kẹo không bị kẹt.