Détecteur de niveau de canette de machine à coke : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Rev 2.5 - a rangé les pièces imprimées en 3D et mis à jour le connecteur en une unité PCB commune.

Rev 2 - le "bouton" à ultrasons remplace le bouton-poussoir manuel.

Appuyer sur un bouton est tellement démodé, surtout lorsque j'utilise déjà un capteur à ultrasons. Pourquoi ne pas utiliser un capteur à ultrasons pour activer le détecteur de niveau de bidon ! Rev 2 supprime le bouton-poussoir et le remplace par un autre module HC-SR04. Maintenant, approchez-vous simplement de la machine et elle s'allume automatiquement pour révéler le niveau de la boîte. J'ai perdu le logo "Coke" dans le processus, mais je n'ai eu qu'à changer la façade - tous les autres composants imprimés restent les mêmes

J'ai la chance d'avoir une vieille machine à Coca que j'utilise pour, euh, des "rafraichissements". Il peut contenir environ 30 canettes lorsqu'il est plein. Le problème, c'est combien de canettes y a-t-il à un moment donné ? Quand dois-je faire une course pour réapprovisionner la machine ?

Une solution (en plus d'ouvrir la machine tout le temps) consiste à créer un capteur, ou « détecteur de niveau de cannettes » qui peut approximer le nombre de canettes dans la machine à un moment donné. Je décide qu'il devait répondre aux exigences suivantes:

- doit être bon marché et simple

- non invasif (je ne veux pas commencer à percer ou à découper dans ma machine)

- Utiliser Arduino Nano

- Utilisez un écran LCD pour me donner des lectures faciles à comprendre

- être alimenté par l'USB natif ou une alimentation externe

- utilisez un bouton-poussoir momentané pour les lectures "au besoin" (en utilisant maintenant le 2ème module HC-SR04 à la place).

J'avais des modules à ultrasons, des Nanos et un petit écran LCD et j'ai décidé qu'ils pourraient être utiles ici.

Après quelques recherches, j'avais tous les éléments nécessaires (hardware et codage) pour que cela fonctionne. La seule question en suspens était - le capteur à ultrasons serait-il capable d'enregistrer une distance significative en faisant rebondir le signal sur des boîtes cylindriques ?? Il s'avère qu'en fait, il « peut » ! (désolé pour le jeu de mots).

Étape 1: Matériel

Ok, celui-ci est assez simple.

-Arduino Nano

- Kuman 0,96 pouce 4 broches jaune bleu IIC OLED (SSD 1306 ou similaire).

- Modules de télémétrie ultrasonique HC-SR04 (qté: 2 pour la version automatique)

- Bouton poussoir SP générique si pas d'utilisation du 2ème module HC-SR04 (optionnel)

- prise femelle pour adaptateur mural 7-12V (en option)

- environ 14 de câble de prise téléphonique à 2 paires pour un câblage externe plus élégant

Étape 2: boîtier imprimé en 3D

Un total de 4 pièces imprimées sont utilisées dans cette construction:

- Bas (rouge)

- Haut translucide

- Panneau avant coulissant (impression couleur rouge et blanc)

- Support de capteur à ultrasons

Les pièces sont conçues pour être imprimées sans supports à l'aide de Fusion 360.

Aucune fixation n'est nécessaire pour l'assemblage; toutes les pièces s'emboîtent ! Le dessus peut être retiré après l'assemblage en appuyant légèrement de chaque côté du dessus près de la base et en tirant le dessus.

L'écran LCD s'enclenche dans le couvercle. La base a une fente de réception à une extrémité et une selle à l'arrière pour le Nano, verrouillant la carte dans la base. L'adaptateur de prise 12V est maintenant une unité de montage PCB courante que je reçois en vrac pendant environ un quart et le haut le maintient en place. La face avant glisse dans les rainures réceptrices des éléments supérieur et inférieur.

Les pièces sont toutes en PLA, le dessus étant translucide pour que je puisse voir la boîte briller lorsqu'elle est allumée !

Pour fournir les accents rouges sur la couverture avant, j'imprime la partie blanche indiquée à 0,08 mm d'épaisseur (épaisseur de couche 0,02) et rouge pour le reste, qui a l'air propre.

Étape 3: Câblage

Le câblage de ce projet est assez simple. Alimentation 5V et mise à la terre de l'écran LCD et des modules à ultrasons du Nano. Une paire de fils de signal du Nano à l'écran LCD, et deux paires du Nano aux modules à ultrasons. Quelques fils supplémentaires pour l'alimentation 12V en option et le tour est joué !

Dans ma première construction, j'avais installé un Nano avec des broches, j'ai donc décidé de l'utiliser tel quel et de créer un prototype de câblage en conséquence. Les petits connecteurs stupides sont toujours un peu capricieux à rattraper, à mon avis, mais là encore, il n'y en avait pas trop. On pourrait toujours renoncer à ces connecteurs et souder le tout. Peut-être la prochaine fois…

Sur les versions ultérieures, j'installe uniquement des broches d'en-tête dans le Nano pour les connexions que j'utilise réellement. Facilite l'installation des câbles et évite les erreurs.

J'ai également utilisé un câble téléphonique commun à 2 paires pour relier le capteur de boîte de la machine. Il fournit un câble agréable, propre et abordable (gratuit et partout de nos jours !)

Étape 4: Coder

Le code est bricolé à partir de diverses sources (comme c'est le cas pour la plupart des projets de codage).

J'ai commencé avec l'échantillon ultrasonore de Dejan Nedelkovski sur www. HowToMechatronics.com. Bon tuto.

J'ai ensuite extrait du code LCD de Jean0x7BE sur Instructables.com et en ai appris davantage sur un tas d'autres sites. J'ai suivi ses instructions là-bas et j'ai ajouté les deux bibliothèques requises:

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

J'ai également parcouru les fichiers d'exemple de la bibliothèque SSD1306 et j'en ai tiré des enseignements.

En fin de compte, le code est assemblé à partir de ces sources et avec un peu de bricolage, cela m'a donné le résultat que je recherchais.

La conception intègre désormais un deuxième module à ultrasons pour un capteur de marche. Placez-vous devant l'appareil et l'écran s'allume, éloignez-vous et il s'éteint après quelques secondes. Commentez le capteur de personne s'il est allumé en permanence ou si l'option bouton-poussoir est utilisée.

Étape 5: Installation et étalonnage

J'ai conçu la boîte pour qu'elle repose sur le dessus de la machine, en utilisant quelques fils (j'utilise maintenant un câble téléphonique à 2 paires) qui s'alimentent entre le joint de porte et le corps de la machine. Le module à ultrasons est fixé sur le toit de la baie de canettes à l'aide de ruban adhésif double face.

Bien que la machine ait deux côtés ou « baies » pour les canettes, je voulais que les choses restent simples. J'équilibre la charge des deux côtés de la machine, donc lire un côté et "doubler" devrait me donner une bonne (assez) approximation.

J'ai commencé l'évaluation de ce projet en vérifiant la hauteur min et max de la baie de canettes de la machine à Coca. Vide, il mesure environ 25 de haut, ce qui signifie que la plage de fonctionnement du capteur à ultrasons (0 - 50 cm) est assez proche (pour moi, étant donné le prix de ces modules). En utilisant ces calculs de base, j'ai calculé la plage sur papier et codé en conséquence pour me donner le graphique à barres et le nombre estimé de canettes.

Une fois installé et allumé, j'ai été complètement surpris par mon premier essai. Non seulement il a donné une lecture solide en faisant rebondir le signal sur les canettes, mais il s'est avéré être sacrément précis: les calculs approximatifs correspondaient à la quantité réelle de canettes dans la machine sans autre réglage ! (C'est une première…).

Bref, un projet utile. Maintenant, je pense qu'il est temps pour un rafraîchissement de fête !!