Sistemi i ruajtjes së komponentit: 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Sistemi përfundimtar i ruajtjes së komponentëve është një zgjidhje unike për organizimin dhe ruajtjen e përbërësve elektronikë. Softueri i personalizuar lejon katalogimin e komponentëve me një funksion kërkimi të integruar për të fituar qasje të shpejtë në përbërës të veçantë. LEDs mbi secilën sirtar përdoren për të treguar vendndodhjen dhe statusin e përbërësve individualë ose të një grupi.

Furnizimet

Faleminderit DFRobot për sigurimin e pjesëve të mëposhtme për këtë projekt!

Furnizimi me energji USB 2 x 5V @ 3A

E disponueshme këtu (lidhja e filialeve):

1 x Raspberry Pi 4 Model B

E disponueshme këtu (lidhja e filialeve):

1 x 8.9 "1920x1200 IPS Touch Display

E disponueshme këtu (lidhja e filialeve):

1 x Rrip LED WS2812b, 30LED/m

E disponueshme në Ebay

Të gjithë skedarët për këtë projekt mund të gjenden në GitHub tim:

Hapi 1: Ideja

Sfondi

Unë gjithmonë kam pasur probleme me organizimin dhe ruajtjen e përbërësve të mi. Fotografia e mësipërme tregon gjendjen e zgjidhjes sime aktuale të ruajtjes së komponentit. Ndërsa përbërësit në kuti të shumta në të gjithë punëtorinë mund të funksionojnë për disa, ka qenë gjithmonë një joefikasitet në rrjedhën time të punës. Kështu, unë kam dalë me një projekt për të zgjidhur këtë problem.

Ideja

Ideja ishte që të ruheshin të gjithë përbërësit në të njëjtin sistem ruajtjeje. Sistemi i ruajtjes do të përbëhej nga shumë sirtarë dhe secila sirtar do të kishte një LED të montuar mbi të.

Përdoruesi do të përdorte një softuer të personalizuar për të bashkëvepruar me sistemin e ruajtjes. Kur përdoruesi kryen një kërkim përbërës, sistemi shfaq rezultatet kryesore të kërkimit në ekran. Në të njëjtën kohë, LED -të që korrespondojnë me kërkimin ndizen, duke treguar kështu vendndodhjen e përbërësit brenda sistemit të ruajtjes.

Përveç shfaqjes së vendndodhjes, ngjyra e LED -ve do të tregonte statusin (dmth sasinë) e secilit përbërës gjithashtu.

Kërkesat

Ideja u nda në kërkesat e mëposhtme të cilat ky projekt synon të plotësojë:

Krijoni një sistem të thjeshtë ruajtjeje dhe rikthimi për përbërës të vegjël dhe të mesëm

Krijoni një ndërfaqe softuerike për katalogimin dhe kërkimin e përbërësve

Përdorni LED RGB për të treguar vendndodhjen dhe statusin e secilit përbërës

Hapi 2: Dizajni - Sistemi i Magazinimit

Fillova duke modeluar 3D vetë sistemin e ruajtjes.

Unë projektova sistemin e ruajtjes në formën e një matricë me sirtarë të printuar 3D në madhësi të ndryshme. Sirtarët janë të pozicionuar në një rrjet 35 × 12 për gjithsej 310 sirtarë. Kjo është hapësirë e mjaftueshme për të ruajtur të gjithë përbërësit e mi aktualë dhe për të lënë hapësirë për zgjerimin e ardhshëm.

Hapësira midis sirtarëve në drejtimin vertikal është projektuar për të akomoduar një shirit LED të gjerë 10 mm mbi çdo rresht mbathje. Hapësira në drejtimin horizontal është krijuar për të barazuar hapësirën LED në shiritin LED. Mendova se përdorimi i një shirit LED 30LED/metër do të bënte një madhësi të përshtatshme të secilës sirtar.

Të gjitha sirtarët dhe mbajtëset e sirtarëve janë të dizajnuara që të printohen veçmas dhe të montohen në konfigurimin e dëshiruar. Sirtarët janë në dispozicion në madhësi të ndryshme dhe çdo konfigurim i sirtarëve do të funksionojë me softuerin pas disa ndryshimeve të kodit.

Për të minimizuar konsumin e filamentit dhe kohën e printimit, trashësia e murit në të gjitha pjesët e printuara 3D është mbajtur në minimum. Pasi të jetë montuar, njësia e përgjithshme e magazinimit është mjaft e fortë për të vendosur shumicën e përbërësve të lehtë dhe të mesëm.

Hapi 3: Dizajni - Krahu i Shfaqjes

Meqenëse sistemi i ruajtjes kërkon një ekran HDMI për ndërfaqen e përdoruesit, vendosa të krijoj një krah të rregullueshëm për të montuar ekranin dhe pajisjet elektronike.

Të gjitha pjesët e krahut të ekranit u krijuan për t'u printuar 3D dhe të montuar me bulona dhe arra M8. Krahu i ekranit është krijuar për të mbajtur ekranin HDMI, Raspberry Pi dhe të gjitha instalimet elektrike.

Pjesë të krahut të ekranit u bazuan në këtë dizajn nga Thingiverse.

Hapi 4: Shtypja & Piktura 3D

Pas modelimit 3D të të gjitha pjesëve, ishte koha për të filluar printimin e qindra sirtarëve.

Kam përdorur Prusa MK2S tim për të gjitha pjesët e printuara 3D të këtij projekti. Kam përdorur filamentin PLA me lartësi shtrese 0.2mm dhe mbushje 0%.

Materiali mbështetës ishte i nevojshëm vetëm për mbajtësen e sirtarëve me madhësi të mesme dhe mbajtësen e sirtarëve me madhësi të madhe. Përcaktova tolerancën perfekte midis sirtarëve dhe mbajtësve të sirtarëve të jetë 0.2mm. Largësia juaj mund të varet shumë nga printeri juaj 3D.

Pas printimit të të gjitha pjesëve të veçanta, unë përdor superglues për të mbledhur së bashku të gjitha mbajtëset e sirtarëve në rrjetën 35 × 12.

Unë nuk kisha fije të mjaftueshme të së njëjtës ngjyrë, kështu që vendosa të shtoj një shtresë bojë të zezë për t'i dhënë sistemit të ruajtjes një pamje të barabartë.

Për referencë, i gjithë sistemi im i ruajtjes 35 × 12 me 310 sirtarë kërkonte rreth 5 kg fije për të printuar.

Hapi 5: Elektronika

Sa i përket pajisjeve elektronike, zgjedhja e pajisjeve ishte mjaft e drejtpërdrejtë.

Zgjodha një Raspberry Pi 4 Model B të lidhur me një ekran HDMI si ndërfaqen e përdoruesit. Ju gjithashtu mund të përdorni një Raspberry Pi pa kokë dhe ndërfaqe me sistemin përmes SSH. Versionet më të vjetra të Raspberry Pi gjithashtu mund të funksionojnë nëse janë në gjendje të ekzekutojnë Python 3. Biblioteka Neopixel e përdorur në këtë projekt nuk mbështetet në Python 2.

Për LED, zgjodha shiritin LED 30LED/m, WS2812b pa ndonjë arsye të veçantë. Shirita të tjerë LED do të funksionojnë gjithashtu nëse mbështeten nga biblioteka Neopixel.

Sa i përket instalimeve elektrike, tre kabllo USB-C përdoren për të siguruar energji për Raspberry Pi, ekranin dhe LED. Një kabllo HDMI përdoret për të lidhur ekranin dhe Raspberry Pi.

Arduino Uno dhe kabllo USB e treguar në foto janë opsionale. Ju mund të dërgoni të dhëna në Arduino përmes Serialit dhe t'i përdorni ato si kontrollues LED. Për thjeshtësi, zgjodha të mos përdor Arduino në këtë projekt.

Një praktikë e mirë e projektimit do të ishte përfshirja e një ndërruesi të nivelit në linjën e të dhënave për LED -të pasi Raspberry Pi GPIO është vetëm 3V3. Unë nuk kam pasur asnjë problem deri më tani, por nëse e bëj, do të zbatoj diçka si "74AHCT125 Quad Level-Shifter".

Një udhëzues për përdorimin e Neopixel me Python dhe Raspberry Pi ekziston këtu.

Hapi 6: Pasqyra e Softuerit

Ndërsa të gjitha pjesët po shtypeshin 3D, unë punova në softuerin që kontrollon të gjithë sistemin.

Softueri është shkruar në Python 3 dhe ka për qëllim të funksionojë si një aplikacion konsol në Raspberry Pi. Funksionaliteti i softuerit mund të ndahet në pjesët e mëposhtme:

• Lexoni të dhënat e përdoruesit
• Lexoni nga skedari / shkruani në skedar
• Nxjerrni rezultatet në tastierë dhe LED

Unë do të jap një përshkrim të thjeshtuar të secilit hap më poshtë.

Lexoni të dhënat e përdoruesit

Kur merret një hyrje e përdoruesit, një seri shprehjesh Regex përdoren për të përcaktuar kërkesën e përdoruesit. Përdoruesi ka funksionet e mëposhtme për të zgjedhur:

Funksioni	Shembulli i Thirrjes
Listoni të gjithë përbërësit:	te gjitha
Kërkoni një përbërës sipas ID:	ID22
Kërkoni një përbërës sipas parametrave:	R, 22, SMD
Ndryshoni sasinë e një përbërësi:	ID35+10
Shtoni një përbërës të ri:	PI89: PI90, 100 copë, C, 470u, SMD: shtoni
Hiq një komponent ekzistues:	ID10: rm
Ndihmë sintaksore:	ndihmë

Lexoni nga skedari / shkruani në skedar

Të dhënat e komponentit ruhen në një skedar.txt. Në varësi të hyrjes, softueri ose kërkon të dhëna në skedar ose shkruan të dhëna të reja në skedar. Të dhënat e reja shkruhen kur hiqni, shtoni ose modifikoni përbërës.

Nxjerr rezultatet

Softueri nxjerr rezultatet nga funksionimi në tastierë. Nëse një kërkim është kryer, ai gjithashtu gjeneron dhe nxjerr të dhëna LED në të njëjtën kohë.

Hapi 7: Struktura e të dhënave

Të dhënat përbërëse në skedarin.txt ndjekin një strukturë specifike. Çdo rresht i skedarit përmban informacion në lidhje me një përbërës të vetëm që ruhet brenda sistemit. Çdo komponent përbëhet nga disa parametra që ndahen me presje.

Disa parametra janë të detyrueshëm dhe përdoren nga softueri për të mbajtur nën kontroll vendndodhjen e komponentit dhe ngjyrat LED. Prandaj ata duhet të ndjekin një format specifik.

Parametrat e detyrueshëm dhe formatet e tyre janë:

• ID (në formatin IDX ku X është një ose më shumë shifra)

  ID vepron si një identifikues unik për secilin komponent. Përdoret kur kërkoni dhe fshini komponentët

• PI (në formatin PIX: X ku X është një ose më shumë shifra)

  IP përshkruan se cilat LED i përgjigjen cilit komponenti

• Sasia (në formatin Xpcs ku X është një ose më shumë shifra)

  Sasia përdoret për të përcaktuar ngjyrën LED për secilin përbërës

Parametrat e tjerë janë të destinuara thjesht për përdoruesit. Softueri nuk ka nevojë të ndërveprojë me ato dhe prandaj formati i tyre është opsional.

Hapi 8: Montimi - Elektronikë

Asambleja mund të ndahet në dy pjesë, pjesa e parë është krahu i ekranit dhe elektronika.

Unë mblodha pjesët e printuara 3D duke përdorur bulonat dhe arrat e kërkuara. Unë pastaj bashkangjita krahun e printuar 3D në ekranin HDMI duke përdorur vida 4 mm. Raspberry Pi u lidh në një vend të përshtatshëm dhe instalimet elektrike u lidhën sipas diagramit në "Hapi 5: Elektronika".

U bë një përpjekje për të menaxhuar kabllon instalimet elektrike duke e mbështjellur atë rreth kllapës së ekranit. Kam përdorur lidhëse kabllore për të drejtuar kabllot e energjisë dhe të dhënave përgjatë krahut të ekranit për t'u lidhur me pjesën tjetër të sistemit të ruajtjes.

Hapi 9: Montimi - Sistemi i Magazinimit

Pjesa e dytë e montimit është vetë sistemi i ruajtjes.

Duke përdorur vrimat e përfshira të vidave, i bashkova të gjitha kuvendet e sirtarëve të veçantë në një copë kompensatë të pikturuar e cila vepron si një tabelë e pasme.

Pas kësaj, i bashkova shiritat LED në çdo rresht dhe i lidha të gjitha rreshtat së bashku në një shirit të vetëm LED. Konfigurimi i çdo rreshti dhe drejtimi të shiritit LED nuk ka rëndësi pasi mund të rikonfigurohet në softuer.

Për të përfunduar montimin, bashkova krahun e ekranit me elektronikën në anën e tabelës së kompensatës.

I rendita të gjithë përbërësit në shtëpinë e tyre të re dhe i shtova në bazën e të dhënave të skedarëve.txt.

Hapi 10: Përfshirja

Projekti tani ka përfunduar dhe jam vërtet i kënaqur me mënyrën se si doli!

Unë kam pasur vetëm kohë për të përdorur sistemin tim të ri të ruajtjes për disa ditë dhe ai ka funksionuar shkëlqyeshëm. Unë jam i ngazëllyer për të parë se si ky sistem ndryshon rrjedhën time të punës në të ardhmen pasi ky ishte qëllimi i gjithë këtij projekti.

Shpresoj se ju ka pëlqyer ky projekt dhe nëse keni ndonjë mendim, koment ose pyetje, ju lutemi lërini ato më poshtë.