UCL - Priemysel 4.0: Candy mixér 4 000: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Pre náš projekt v Priemysle 4.0 sme sa rozhodli vyrobiť mixér na cukríky. Idea je, že máme užívateľský panel vyrobený v Node-Red, kde si zákazníci môžu objednať svoje cukrovinky, arduino potom spracuje objednávku a zmieša cukríky do misy. Potom máme databázu v SQL, kde uchovávame štatistiky o tom, aké druhy cukroviniek sa väčšinou objednávajú a o akom objednanom objeme.

Prvým návrhom bolo vyrobiť mixér na 8 druhov cukroviniek a motory na otváranie a zatváranie nádob na cukríky. Mali sme nejaké konštrukčné problémy s kontajnermi, cukrovinky sa zasekli, a tak sme sa rozhodli odísť od motorov a použiť niekoľko diód LED na indikáciu chodu motorov.

Krok 1: Dizajn

Náš model je vyrobený so 4 nádobami na cukríky, kde sa na otváranie a zatváranie cukroviniek používa posuvné veko. Pod kontajnermi máme žľab až do misy. Misa je potom na vrchu silomera.

Dizajn v Node-Red je rozdelený na 2 sekcie, Zákazník a Administratíva.

V zákazníckej sekcii máme 5 tlačidiel, z ktorých 4 slúžia na objednanie cukríkov a 1 slúži na prijatie nákupu. Pomocou tlačidla nákupu môže zákazník vidieť hmotnosť cukríkov a očakávanú cenu. Potom sa po stlačení tlačidla nákupu hmotnosť a cena zobrazí pri nákupe.

V sekcii administrácie vidíme, ako sú naše kontajnery plné a aké množstvo nakúpených cukríkov bolo nakúpených.

V SQL vidíme štatistiky o tom, aké cukríky sú vybrané, a o celkovej hmotnosti a príjmoch z nákupov.

Krok 2: Arduino Curcuit

Na dosku arduino sme pripojili 4 tlačidlá, 4 dve farebné LED diódy a 1 snímač zaťaženia s modulom HX711.

Tlačidlá slúžia operátorovi cukroviniek na tlačenie, keď sú nádoby naplnené cukrovinkami.

Dvojfarebná LED dióda používa červenú a zelenú farbu. Červená farba znamená, že nádoba je prázdna a je potrebné ju naplniť, a zelená farba označuje, aké cukríky boli zvolené, a potom môžeme pre túto nádobu otvoriť. Táto časť mala byť automatizovaná, ale kvôli problémom s dizajnom sme sa rozhodli ju vyrobiť ručne.

Krok 3: Zoznam I/O

Zo snímača zaťaženia získame 4 káble, ktoré sa pripoja k modulu HX711

Červená až E+

Biele až E-

Zelená do A-

Žltá až A+

HX711 je potom spojený s doskou arduino pomocou

GND na zem

DT na pin 3

SCK na pin 2

VCC až 5V

Naše tlačidlá sú pripojené k pinom 44, 46, 48 a 50, zelená LED je pripojená k pinom 30, 32, 34 a 36, červená LED je pripojená k pinom 31, 33, 35 a 37.

Krok 4: Kód

V kóde arduino začíname definovaním našich premenných a nastavením LED a tlačidiel na niektoré piny.

Nastavili sme tiež premennú na príjem súboru z Node-Red.

Keď sú stlačené naše tlačidlá na arduine, odošleme stav 5 do Node-red, čo naznačuje, že nádoby boli naplnené a sme pripravení rozptýliť cukríky z tejto nádoby.

Keď stlačíme tlačidlo na strane zákazníka Node-Red, odošleme číslo 1-4 na arduino. Arduino potom skontroluje číslo a otvorí kontajner spojený s týmto číslom. To sa vykoná zapnutím zelenej diódy LED na 5 sekúnd. Súčasne odpočítame 1 zo stavu kontajnera, aby sme naznačili, že z tohto kontajnera bolo vybratých niekoľko cukríkov.

Keď stav kontajnera dosiahne 0, rozsvieti sa červená LED dióda, ktorá indikuje, že tento kontajner je potrebné znova naplniť.

Keď prebieha nákup, číslo 5 sa odošle do arduina a potom vypočíta cenu a odošle cenu a hmotnosť späť do uzla-červeného a SQL.

Posledná časť arduino kódu odošle stav 'a hmotnosť/cenu späť do poznámky.

Krok 5: Uzol červený

Node Red vytvára všetky spojenia medzi arduino a databázou SQL.

Údaje pochádzajúce z obrazovky zákazníka v uzle-červená idú do arduina, kde sú spracované. Spracované údaje sa potom vrátia späť na obrazovku Node Red a na obrazovku Správa.

Ak vezmeme tlačidlo 1 ako excampel, spojíme ho s čiarami do arudina cez com4 a server SQL. Keď potom otvoríme tlačidlo, vidíme, že informácie odoslané do arduina sú užitočné zaťaženie a téma sa odosiela do SQL.

Na odoslanie informácií z arduina na SQL používame funkciu v Node-Red. V tejto funkcii potrebujeme nejaký java kód, ktorý by Node-red povedal, čo má s kódom robiť.

Kód funkcie:

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

var Kroner = údaje [14];

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

msg.topic = out;

vrátiť správu;

V kóde tu dostaneme reťazec údajov z arduina a ten je rozdelený medzi číslami „“.

Na túto funkciu potrebujeme čísla, ktoré sa nachádzajú na 13. a 14. mieste, a vložili sme ich do premenných „Vægt a Kroner“. Potom vezmeme kód, ktorý je potrebné vykonať v SQL a vložiť do premennej „out“, a odošle sa ako téma do SQL.

Krok 6: SQL

V databáze SQL uchovávame štatistiky o tom, koľkokrát boli jednotlivé druhy cukríkov objednané za deň, a hmotnosť a cenu cukríka.

Štatistiky tlačidiel pochádzajú z pultu pripojeného ku každému tlačidlu v Node-Red a hmotnosť a cena pochádzajú z arduina prostredníctvom funkcie v Node-Red.

Krok 7: Video

Vo videu ukazujeme, že na paneli Správca sa naplní nádoba a potom sa kliknutím na tlačidlá na zákazníckom paneli objednajú nejaké cukríky. Na zákazníckom paneli sa súčasne zobrazuje hmotnosť a odhadované náklady na cukríky.

Keď je zákazník so svojou zmesou cukroviniek spokojný, stlačí tlačidlo nákupu a pod tlačidlom sa zobrazí skutočná hmotnosť a cena. Tým sa dokončí zákaznícka časť a potom sa hmotnosť a náklady prenesú na administračný panel a do našej databázy v sql.

V databáze potom sledujeme, koľkokrát bol objednaný kus cukríka objednaný a koľko cukríkov mal hmotnosť a náklady na ne.

Krok 8: Hodnotenie

Bol to dobrý projekt, kde sme začali pracovať s 3 programami a prinútiť ich navzájom komunikovať. Najprv sme niektoré funkcie vylúčili v Node-Red a niektorých v Arduine, ale aby sme si urobili lepší prehľad, rozhodli sme sa vložiť všetky funkcie do arduina a potom mať Node-Red stojan na všetok vizuál.

Krok 9: Rozšírte projekt

Našou myšlienkou bolo mať jeden z kontajnerov otvorený pomocou motora, takže ďalším krokom by bolo vytvoriť návrh, kde by sa cukríky nezasekli.