كاشف مستوى علبة فحم الكوك: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

Rev 2.5 - رتب الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد وتحديث موصل القابس إلى وحدة PCB مشتركة.

Rev 2 - "زر" فوق صوتي يحل محل زر الضغط اليدوي.

يعد الضغط على الزر موضة قديمة جدًا ، خاصةً عندما أستخدم بالفعل جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية. لماذا لا تستخدم جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية لتنشيط كاشف مستوى العلبة! يقوم Rev 2 بإزالة زر الضغط واستبداله بوحدة HC-SR04 أخرى. الآن ، ما عليك سوى السير إلى الجهاز وتشغيله تلقائيًا للكشف عن مستوى العلبة. فقدت شعار "Coke" في هذه العملية ، ولكن كان علي فقط تغيير واجهة الجهاز - تظل جميع المكونات المطبوعة الأخرى كما هي

أنا محظوظ بما يكفي لامتلاك آلة فحم الكوك قديمة أستخدمها "للمرطبات". يحمل حوالي 30 علبة عندما تمتلئ. المشكلة هي ، كم عدد العلب الموجودة فيها في أي وقت؟ متى أحتاج إلى إجراء تشغيل لتجديد الجهاز؟

الحل (بصرف النظر عن فتح الجهاز طوال الوقت) هو تشغيل جهاز استشعار ، أو "كاشف مستوى العلب" الذي يمكنه تقريب عدد العلب الموجودة في الجهاز في أي وقت. قررت أنه يجب أن يفي بالمتطلبات التالية:

- يجب أن تكون رخيصة وبسيطة

- غير جراحي (لا أريد أن أبدأ الحفر أو القطع في جهازي)

- استخدم اردوينو نانو

- استخدم شاشة LCD لتعطيني قراءات سهلة الفهم

- يتم تشغيله بواسطة USB الأصلي أو مصدر طاقة خارجي

- استخدم زر الضغط اللحظي لقراءات "حسب الحاجة" (تستخدم الآن وحدة HC-SR04 الثانية بدلاً من ذلك).

كان لدي بعض الوحدات بالموجات فوق الصوتية ، وبعض وحدات النانو ، وشاشة LCD صغيرة وقررت أنها قد تكون مفيدة هنا.

بعد قليل من البحث ، كان لدي كل العناصر الضرورية (الأجهزة والتشفير) لإنجاح هذا العمل. كان السؤال الوحيد المعلق هو - هل سيكون جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية قادرًا على تسجيل مسافة ذات مغزى عن طريق ارتداد الإشارة عن العلب الأسطوانية؟ اتضح أنه في الواقع "يمكن"! (آسف على التورية).

الخطوة 1: الأجهزة

حسنًا ، هذا بسيط جدًا.

- اردوينو نانو

- Kuman 0.96 بوصة 4 سنون أصفر أزرق IIC OLED (SSD 1306 أو ما شابه).

- وحدات النطاق بالموجات فوق الصوتية HC-SR04 (الكمية: 2 للإصدار التلقائي)

- زر ضغط SP عام في حالة عدم استخدام وحدة HC-SR04 الثانية (اختياري)

- وعاء قابس أنثى لمحول جداري 7-12 فولت (اختياري)

- حوالي 14 بوصة من كبل مقبس الهاتف ثنائي الزوج لأسلاك خارجية أكثر أناقة

الخطوة 2: حافظة مطبوعة ثلاثية الأبعاد

يتم استخدام إجمالي 4 أجزاء مطبوعة في هذا الإصدار:

- القاع (أحمر)

- قمة شفافة

- انزلق في اللوحة الأمامية (طباعة باللونين الأحمر والأبيض)

- حامل حساس فوق صوتي

تم تصميم الأجزاء ليتم طباعتها بدون دعم باستخدام Fusion 360.

ليست هناك حاجة إلى مشابك للتجميع ؛ جميع الأجزاء تلتصق ببعضها البعض! يمكن إزالة الجزء العلوي بعد التجميع عن طريق الضغط قليلاً على جانبي الجزء العلوي بالقرب من القاعدة وسحب الجزء العلوي.

تستقر شاشة LCD في الغطاء. تحتوي القاعدة على فتحة استقبال في أحد طرفيها وسرج في الخلف لـ Nano ، مما يقفل اللوحة في القاعدة. محول قابس 12V هو الآن وحدة تثبيت PCB شائعة أحصل عليها بكميات كبيرة لمدة ربع تقريبًا ويثبتها الجزء العلوي في مكانه. ينزلق الوجه الأمامي إلى أخاديد جهاز الاستقبال في العناصر العلوية والسفلية.

جميع الأجزاء مصنوعة من PLA ، مع كون الجزء العلوي منها نصف شفاف حتى أتمكن من رؤية الصندوق يتوهج عند تشغيله!

لتوفير اللمسات الحمراء على الغلاف الأمامي ، أقوم بطباعة الجزء الأبيض الموضح بسمك 0.08 مم (سمك طبقة.02) والأحمر للباقي ، والذي يبدو نظيفًا.

الخطوة 3: الأسلاك

الأسلاك لهذا المشروع بسيطة للغاية. طاقة 5 فولت وأرضي لشاشة ال سي دي ووحدات الموجات فوق الصوتية من نانو. زوج من أسلاك الإشارة من Nano إلى LCD ، واثنين من أزواج من Nano إلى وحدات الموجات فوق الصوتية. عدد قليل من الخيوط الإضافية للتغذية الاختيارية بجهد 12 فولت وفويلا!

في بنائي الأول ، كان لدي نانو مع دبابيس مثبتة ، لذلك قررت استخدامه كما هو وإنشاء بعض الأسلاك النموذجية لتناسبها. الروابط الصغيرة الغبية دائمًا ما تكون صعبة بعض الشيء ، في رأيي ، ولكن مرة أخرى ، لم يكن هناك الكثير. يمكن للمرء دائمًا التخلي عن هذه الموصلات ولحام كل شيء. ربما في المرة القادمة…

في الإنشاءات اللاحقة ، أقوم فقط بتثبيت دبابيس الرأس في Nano للاتصالات التي أستخدمها بالفعل. يسهل تركيب الكابلات وتجنب الأخطاء.

لقد استخدمت أيضًا كبل هاتف مشترك ثنائي الزوج لجعل الزمام إلى مستشعر العلبة في الجهاز. إنه يوفر كابلًا لطيفًا ونظيفًا وبأسعار معقولة (مجاني ، وفي كل مكان في الوقت الحاضر!)

الخطوة 4: الكود

يتم تجميع الكود معًا من مصادر مختلفة (كما هو الحال في معظم ترميز المشروع).

لقد بدأت مع عينة الموجات فوق الصوتية من Dejan Nedelkovski على www. HowToMechatronics.com. تعليمي جيد.

ثم سحبت بعض رموز LCD من Jean0x7BE في Instructables.com وتعلمت المزيد من مجموعة من المواقع الأخرى. لقد اتبعت تعليماته هناك ، وأضفت المكتبتين المطلوبتين:

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

ذهبت أيضًا إلى نماذج الملفات في مكتبة SSD1306 وتعلمت من ذلك.

في النهاية ، تم دمج الشفرة معًا من هذه المصادر ومع بعض الترقيع ، أعطتني النتيجة التي كنت أبحث عنها.

يشتمل التصميم الآن على وحدة فوق صوتية ثانية لجهاز استشعار المشي. قف أمام الجهاز ويتم تشغيل الشاشة ، وابتعد عنه وتنطفئ بعد بضع ثوان. قم بالتعليق على مستشعر الشخص إذا كان يعمل طوال الوقت أو إذا تم استخدام خيار زر الضغط.

الخطوة الخامسة: التثبيت والمعايرة

لقد صممت الصندوق ليجلس أعلى الماكينة ، باستخدام عدد قليل من الأسلاك (أستخدم الآن كبل هاتف ثنائي الأزواج) الذي يتغذى بين ختم الباب وجسم الجهاز. يتم توصيل وحدة الموجات فوق الصوتية بسقف حجرة العلب باستخدام شريط من جانبين.

بينما تحتوي الآلة على وجهين أو "فتحات" للعلب ، أردت أن أبقيها بسيطة. أنا أتوازن بين تحميل كلا جانبي الجهاز ، لذا فإن قراءة جانب واحد و "مضاعفة" يجب أن تعطيني تقديرًا جيدًا (كافياً).

لقد بدأت في تقييم هذا المشروع عن طريق التحقق من الحد الأدنى والحد الأقصى لارتفاع حاوية العلبة في آلة فحم الكوك. فارغة ، يبلغ ارتفاعها حوالي 25 بوصة ، مما يعني أن نطاق عمل المستشعر بالموجات فوق الصوتية (0-50 سم) قريب بدرجة كافية (بالنسبة لي ، بالنظر إلى سعر هذه الوحدات). باستخدام هذه الرياضيات الأساسية ، قمت بحساب النطاق على الورق وتم ترميزه وفقًا لذلك لإعطائي الرسم البياني الشريطي والعدد المقدر للعلب.

بمجرد التثبيت والتشغيل ، فوجئت تمامًا بأول تشغيل تجريبي لي. لم يقتصر الأمر على أنها أعطت قراءة قوية ترتد الإشارة عن العلب ، بل اتضح أنها دقيقة للغاية: الحسابات التقريبية تتطابق مع الكمية الفعلية للعلب في الجهاز دون مزيد من التغيير والتبديل! (هذا أول…).

الكل في الكل ، مشروع مفيد. الآن أعتقد أن الوقت قد حان لتناول المرطبات الاحتفالية !!