آلة بيع مع مقياس لتأكيد Itemdrop (Raspberry Pi): 5 خطوات

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:53

مرحبًا بك زميل صانع ،

بالنسبة لمشروع مدرسي ، قررت صنع آلة بيع الوجبات الخفيفة. كانت مهمتنا إنشاء جهاز قابل للتجديد يستخدم على الأقل 3 أجهزة استشعار ومشغل واحد. ذهبت لصنع آلة بيع جزئيًا لأنني تمكنت من الوصول إلى بعض الأجزاء الأساسية (مثل المحركات) عبر معمل الصانعين المحلي. أولاً ، كانت الفكرة هي إنشاء آلة بيع المشروبات ، لكن ذلك لم يكن ممكنًا بسبب الحاجة إلى العزل وعنصر التبريد وآلية تحرير أكثر ليونة للمشروبات الفوارة.

كان هذا المشروع هو الأول بالنسبة لي من بعض النواحي ؛ لم أعمل من قبل مع الخشب والإلكترونيات على هذا النطاق. كانت تجربتي في المقام الأول في مجال البرمجيات ، لذلك قررت أن أتحدى نفسي من خلال إنشاء مشروع سيكون تجربة تعليمية حقيقية.

سأحاول أن أشرح لكم ، بأفضل طريقة ممكنة ، كيفية إنشاء آلة البيع هذه. ضع في اعتبارك أن كل هذا كان أولًا بالنسبة لي ، لذلك ارتكبت بعض أخطاء المبتدئين في قطع الأخشاب وما إلى ذلك.

يمكن العثور على جميع الأكواد في مستودع جيثب:

اللوازم

• خشب

• مفصلات

  • 2 أصعب للباب الرئيسي
  • 2 لينة لفتحة المنتج
• شبكي
• 4 محركات DC لآلات البيع (مع زر لإدارة الدوران)
• 4 حلزونات (استخدمت سلكًا كهربائيًا نحاسيًا بطول 6 مم²)
• 4 موصلات لتوصيل المحركات الحلزونية (قمت بطباعتها ثلاثية الأبعاد)
• فطيرة التوت
• لوحة مفاتيح 4x4
• متقبل عملة
• شاشة LCD
• أسلاك العبور
• الألواح
• 4 ترانزستور TIP 120
• المقاومات
• ترمومتر سلك واحد
• شريط LED

الخطوة الأولى: برمجة المستشعرات

نظرًا لأنني حصلت على أكبر قدر من الخبرة في البرنامج ، قررت أن أبدأ ببرمجة المستشعرات أولاً.

تتضمن المستشعرات:

• ترمومتر سلك واحد
• مستشعر خلية الحمل
• لوحة مفاتيح 4x4
• متقبل عملة

مقياس الحرارة ذو السلك الواحد مستقيم جدًا للأمام ويتضمن فقط توصيل السلك الواحد بـ GPIO PIN 4 من Raspberry Pi (مع بعض المقاومات) وقراءة الملف المرتبط به.

كانت خلية التحميل أكثر تعقيدًا إلى حد ما ولكنها لا تزال هادئة. يجب توصيل الأسلاك الأربعة بمكبر الصوت HX711 وبدوره يجب توصيل مكبر الصوت HX711 بـ Raspberry Pi. بمجرد الانتهاء من ذلك ، استخدمت مكتبة HX711 python لقراءة القيم. حددت قراءة خلية التحميل دون تحميل القيمة الفارغة. بعد ذلك ، قمت بوضع بعض الأوزان المعروفة مسبقًا على المقياس وباستخدام قاعدة الثلاثة ، قمت بحساب الثابت الذي يجب قسمة قيمة القراءة عليه ليتم تقديمه بقيمة بالجرام.

تعد لوحة المفاتيح 4x4 بديهية بقدر الإمكان. مع 8 أسلاك متصلة بلوحة المفاتيح التي تمثل 4 أعمدة و 4 صفوف من لوحة المفاتيح. كان هناك بعض الحذر عند طلب هذه الأسلاك ، نظرًا لأن لوحتَي المفاتيح 2 4x4 اللذين استخدمتهما كانا يحتويان على أمرين سلكين مختلفين تمامًا. من خلال مكتبة لوحة المفاتيح سهلة الاستخدام ، يمكن بسهولة تسجيل المفتاح المضغوط عند توصيله بشكل صحيح بـ Raspberry Pi.

أصعب المستشعرات هو بالتأكيد متقبل العملة. يعد إعداد العملات المعدنية على الجهاز أمرًا بسيطًا جدًا نظرًا لبعض الوثائق الجيدة. كان لدي جهاز قادر على التمييز بين 4 عملات مختلفة. يجب عليك تحديد مقدار النبضات المصاحبة لعملة معدنية يرسلها الجهاز إلى Raspberry Pi. يكاد يكون تسجيل العملة على طرف الجهاز لا تشوبه شائبة ويمكن رؤيته من خلال الشاشة على الجانب. تكمن المشكلة في تسجيل هذه النبضات على Raspberry Pi. يجب استخدام محول قوي بدرجة كافية (12 فولت ، 1 أمبير) ليكون قادرًا على تسجيل العملات المختلفة بشكل مميز ، بالإضافة إلى بعض البرمجة الدقيقة لعدم التوقف عن عد النبضات في وقت مبكر جدًا.

الخطوة الثانية: توصيل وبرمجة المحركات

لقد بحثت عن بعض محركات آلات البيع من معمل الصانعين المحلي الخاص بي ، لكنني ما زلت بحاجة إلى معرفة كيفية توصيلها وبرمجتها.

كان لدى المحركات 4 أسلاك موصولة بها وبعد اكتشاف بعض الأسلاك كان اثنان للطاقة (12 فولت على الأقل) واثنان كانا للزر الذي يتم الضغط عليه كل نصف دورة. لقد قمت بتوصيل كل من هذه المحركات بترانزستور TIP 120 لأتمكن من التحكم فيها عبر Raspberry Pi. أحد الأسلاك الأخرى التي قمت بتوصيلها بمدخل Pi (بمقاوم سحب) وواحد بالأرض.

بعد ذلك صنعت بعض الحلزونات من سلك فولاذي 2.2 مم ، والذي اتضح أنه يتصاعد بطريقة خاطئة ؛ حتى عادت العناصر الخاصة بي إلى الوراء بدلاً من ذلك. لذلك استخدمت سلكًا كهربائيًا نحاسيًا بحجم 6 مم² والذي كان أسهل في التعامل معه.

بعد عمل 4 لولب ، حان الوقت لجعل الموصلات ضرورية للاتصال الحلزوني بالمحركات. قررت أن أطبعها ثلاثية الأبعاد (ملف مرفق) وألصقها بالمحركات وثني السلك من حولها.

الخطوة 3: إنشاء غلاف الجهاز

بالنسبة للسكن ، استخدمت الخشب الذي كان موجودًا في الميكر لاب. نظرًا لعدم وجود الكثير من نوع واحد وكان يجب أن تكون اللوحة الأمامية أقل نحافة لتناسب الأجهزة الإلكترونية ، يتكون السكن من 6 أنواع على الأقل من الخشب.

أولاً ، رأيت لوحين بحجم 168 × 58 سم في النصف للوحة الخلفية واللوحين الجانبيين ولوحة الفاصل الأوسط.

بالنسبة للوحة السفلية ، استخدمت قطعة خشب مريحة (أو هكذا اعتقدت) مقاس 58 × 58 سم. تبين أن هذا كان خطأً لأنني لم أحسب سماكة الخشب ، لذلك كان لابد من ثني اللوحة الخلفية أعلى اللوحة السفلية ويجب أن تكون الألواح الجانبية مشدودة من الجانب. ترك هذا قطعة 2 سم إضافية بارزة من الأعلى.

بعد ذلك ، قمت بربط لوحين المنتج الأفقيين بلوحة الفاصل الوسطى. بالإضافة إلى الجزء العلوي من حجرة المنتج. ثم بدأت في تفكيك زجاج البليكسي للفتحة التي قمت بتوصيلها بمفصلتين ناعمتين على شريط من الخشب متصل بلوحة المقسم الأوسط. بمجرد الانتهاء من ذلك ، كان لابد من ربط المقصورة الوسطى للفتحة باللوحة اليسرى.

ثم صنعت الأجزاء الخشبية من الميزان وألصقتها بأسفل الهيكل. ترك هذا فجوة صغيرة في الجزء السفلي من السكن والتي قمت بحلها بوضع لوح رفيع في المقدمة. (ليس في الصورة)

الخطوة 4: تجميع المستشعرات والمحركات في الهيكل

بمجرد الانتهاء من الهيكل العظمي للمسكن ، حان الوقت لإدخال الشجاعة.

أولاً ، قمت بقطع بعض الثقوب في اللوح الخشبي لشاشة LCD ولوحة المفاتيح ومتقبل العملة. ثم قمت بتثبيت هذه الأجهزة الإلكترونية على اللوح الخشبي وربطها بـ Raspberry Pi. كان لا بد من القيام ببعض التخطيط الدقيق لعدم عبور الأسلاك كثيرًا. مقياس الحرارة ذو السلك الواحد الذي قمت بتوصيله بلوح تم لصقه داخل لوح الإلكترونيات. ثم رأيت لوحًا لـ Raspberry Pi ، ولوح التجارب الخاص بالترانزستورات الحركية و arduino الذي استخدمته لتزويد متقبل العملة المعدنية والمحركات بجهد 12 فولت.

المحركات التي قمت بلصقها على ألواح المنتج الأفقية وأضفت بعض الألواح الرأسية لتقسيم مقصورات العناصر.

الخطوة 5: الانتهاء من آلة البيع

من أجل النهاية ، قمت بطلاء الجهاز بالكامل باللون الأسود وأضفت شريط LED إلى الداخل. تحت متقبل العملة المعدنية ، صنعت مقصورة صغيرة لتسقط العملات المعدنية فيها ، حتى لا تنزلق في جميع أنحاء المقصورة اليسرى. أضفت أيضًا في باب شبكي مع مفصلات أكثر صلابة.