Системата за съхранение на компоненти: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Най -добрата система за съхранение на компоненти е уникално решение за организиране и съхранение на електронни компоненти. Персонализираният софтуер позволява каталогизиране на компоненти с вградена функция за търсене за бърз достъп до конкретни компоненти. Светодиодите над всяко чекмедже се използват за обозначаване на местоположението и състоянието на отделни или група компоненти.

Консумативи

Благодарим на DFRobot за предоставянето на следните части за този проект!

2 x 5V @ 3A USB захранване

Налично тук (партньорска връзка):

1 x Raspberry Pi 4 Модел B

Налично тук (партньорска връзка):

1 x 8.9 "1920x1200 IPS сензорен дисплей

Налично тук (партньорска връзка):

1 x WS2812b LED лента, 30LED/m

Предлага се в Ebay

Всички файлове за този проект могат да бъдат намерени на моя GitHub:

Стъпка 1: Идеята

Заден план

Винаги съм имал проблеми с организирането и съхраняването на компонентите си. Снимката по -горе показва състоянието на текущото ми решение за съхранение на компоненти. Въпреки че разполагането на компоненти в множество кутии в цялата работилница може да работи за някои, това винаги е било неефективност в моя собствен работен процес. И така, измислих проект за решаване на този проблем.

Идеята

Идеята беше всички компоненти да се съхраняват в една и съща система за съхранение. Системата за съхранение ще се състои от много чекмеджета и всяко чекмедже ще има LED, монтиран над него.

Потребителят ще използва персонализиран софтуер за взаимодействие със системата за съхранение. Когато потребителят извършва търсене на компонент, системата показва най -добрите резултати от търсенето на екрана. В същото време светодиодите, съответстващи на търсенето, се включват, като по този начин показват местоположението на компонента в системата за съхранение.

Освен да показва местоположението, цветът на светодиодите ще показва и състоянието (т.е. количеството) на всеки компонент.

Изискванията

Идеята беше разбита на следните изисквания, които този проект има за цел да удовлетвори:

Създайте проста система за съхранение и изтегляне за малки и средни компоненти

Създайте софтуерен интерфейс за каталогизиране и търсене през компонентите

Използвайте RGB светодиоди, за да посочите местоположението и състоянието на всеки компонент

Стъпка 2: Проектиране - система за съхранение

Започнах с 3D моделиране на самата система за съхранение.

Проектирах системата за съхранение под формата на матрица от 3D отпечатани чекмеджета в различни размери. Чекмеджетата са разположени в решетка 35 × 12 за общо 310 чекмеджета. Това е достатъчно място за съхранение на всичките ми текущи компоненти и оставя място за бъдещо разширяване.

Разстоянието между чекмеджетата във вертикална посока е проектирано да побере LED лента с широчина 10 мм над всеки ред чекмеджета. Разстоянието в хоризонтална посока е проектирано така, че да е равно на LED разстоянието върху LED лентата. Реших, че използването на 30LED/метър LED лента ще направи адекватен размер на всяко чекмедже.

Всички чекмеджета и държачи за чекмеджета са проектирани да бъдат отпечатани отделно и сглобени в желаната конфигурация. Чекмеджетата се предлагат в различни размери и всяка конфигурация на чекмеджетата ще работи със софтуера след някои промени в кода.

За да се сведе до минимум консумацията на нажежаема жичка и времето за печат, дебелината на стената на всички 3D отпечатани части е сведена до минимум. След като бъде сглобен, цялостният модул за съхранение е достатъчно здрав, за да побере повечето леки и средни компоненти.

Стъпка 3: Дизайн - Ръка на дисплея

Тъй като системата за съхранение изисква HDMI дисплей за потребителски интерфейс, реших да проектирам регулируема рама за монтиране на дисплея и електрониката.

Всички части на рамото на дисплея са проектирани да бъдат 3D отпечатани и сглобени с болтове и гайки M8. Рамото на дисплея е проектирано да побере HDMI дисплея, Raspberry Pi и всички кабели.

Части от рамото на дисплея бяха базирани на този дизайн от Thingiverse.

Стъпка 4: 3D печат и рисуване

След 3D моделиране на всички части, беше време да започнем да отпечатваме стотиците чекмеджета.

Използвах моя Prusa MK2S за всички 3D отпечатани части от този проект. Използвах PLA нишка с височина на слоя 0,2 мм и пълнеж 0%.

Поддържащият материал беше необходим само за държача на чекмеджета със среден размер и държача за чекмеджета с голям размер. Определих перфектния толеранс между чекмеджетата и държачите на чекмеджетата да бъде 0,2 мм. Пробегът ви може много да зависи от вашия 3D принтер.

След отпечатване на всички отделни части, използвах суперлепило, за да сглобя всички държачи на чекмеджета в решетката 35 × 12.

Нямах достатъчно нишка от същия цвят, затова реших да добавя слой черна боя, за да придадем на системата за съхранение равномерен вид.

За справка, цялата ми система за съхранение 35 × 12 с 310 чекмеджета изискваше около 5 кг нишка за отпечатване.

Стъпка 5: Електрониката

Що се отнася до електрониката, изборът на хардуер беше доста ясен.

Избрах Raspberry Pi 4 Model B, свързан към HDMI дисплей като потребителски интерфейс. Можете също така да използвате Raspberry Pi без глава и интерфейс със системата чрез SSH. По -старите версии на Raspberry Pi също могат да работят, ако могат да изпълняват Python 3. Библиотеката Neopixel, използвана в този проект, не се поддържа на Python 2.

За светодиодите избрах 30LED/m, WS2812b, LED лента без особена причина. Други LED ленти също ще работят, ако се поддържат от библиотеката Neopixel.

Що се отнася до окабеляването, три USB-C кабела се използват за захранване на Raspberry Pi, дисплея и светодиодите. HDMI кабел се използва за свързване на дисплея и Raspberry Pi.

Arduino Uno и USB кабелът, показан на снимката, не са задължителни. Можете да изпращате данни към Arduino чрез Serial и да ги използвате като LED контролер. За простота избрах да не използвам Arduino в този проект.

Добра практика за проектиране би било да се включи превключвател на нива в линията за данни за светодиодите, тъй като Raspberry Pi GPIO е само 3V3. Досега не съм имал проблеми, но ако го направя, ще внедря нещо като „74AHCT125 Quad Level-Shifter“.

Ръководство за използване на Neopixel с Python и Raspberry Pi съществува тук.

Стъпка 6: Преглед на софтуера

Докато всички части се печатаха 3D, аз работех върху софтуера, който контролира цялата система.

Софтуерът е написан на Python 3 и е предназначен да работи като конзолно приложение на Raspberry Pi. Функционалността на софтуера може да бъде разделена на следните части:

• Прочетете въведеното от потребителя
• Четене от файл / запис във файл
• Изведете резултатите към конзолата и светодиодите

Ще дам опростено описание на всяка стъпка по -долу.

Прочетете въведеното от потребителя

Когато се получи потребителско въвеждане, серия от изрази на Regex се използва за определяне на заявката на потребителите. Потребителят има следните функции за избор:

Функция	Пример за обаждане
Избройте всички компоненти:	всичко
Търсете компонент по идентификатор:	ID22
Търсете компонент по параметри:	R, 22, SMD
Променете количеството на компонент:	ID35+10
Добавете нов компонент:	PI89: PI90, 100бр., C, 470u, SMD: добавяне
Премахнете съществуващ компонент:	ID10: rm
Помощ за синтаксис:	помогне

Четене от файл / запис във файл

Данните за компонентите се съхраняват в.txt файл. В зависимост от въведеното, софтуерът или търси данни във файла, или записва нови данни във файла. Нови данни се записват при премахване, добавяне или промяна на компоненти.

Изведете резултатите

Софтуерът извежда резултатите от операцията на конзолата. Ако е извършено търсене, то също така генерира и извежда светодиодните данни едновременно.

Стъпка 7: Структурата на данните

Данните за компонентите във.txt файла следват специфична структура. Всеки ред от файла съдържа информация за отделен компонент, който се съхранява в системата. Всеки компонент се състои от няколко параметъра, които са разделени със запетая.

Някои параметри са задължителни и се използват от софтуера за проследяване на местоположението на компонентите и цветовете на светодиодите. Следователно те трябва да следват определен формат.

Задължителните параметри и техните формати са:

• ID (във формат IDX, където X е една или повече цифри)

  Идентификаторът действа като уникален идентификатор за всеки компонент. Използва се при търсене и изтриване на компоненти

• PI (във формат PIX: X, където X е една или повече цифри)

  PI описва кои светодиоди съответстват на кой компонент

• Количество (във формат Xpcs, където X е една или повече цифри)

  Количеството се използва за определяне на цвета на светодиода за всеки компонент

Други параметри са просто предназначени за потребителя. Софтуерът не трябва да взаимодейства с тях и техният формат е по избор.

Стъпка 8: Монтаж - Електроника

Монтажът може да бъде разделен на две части, като първата част е рамото на дисплея и електрониката.

Събрах 3D отпечатаните части, използвайки необходимите болтове и гайки. След това прикрепих 3D отпечатаната ръка към HDMI-дисплея с помощта на 4 мм винтове. Raspberry Pi беше прикрепен на удобно място и окабеляването беше свързано съгласно схемата в „Стъпка 5: Електрониката“.

Направен е опит кабелът да управлява окабеляването, като го навие около скобата на дисплея. Използвах кабелни връзки, за да насочвам захранващите кабели и кабелите за данни по рамото на дисплея за свързване към останалата част от системата за съхранение.

Стъпка 9: Монтаж - система за съхранение

Втората част на монтажа е самата система за съхранение.

Използвайки включените отвори за винтове, прикрепих всички отделни комплекти чекмеджета към парче боядисан шперплат, който действа като табла.

След това прикрепих LED лентите към всеки ред и свързах всички редове заедно в една единствена LED лента. Конфигурацията на всеки ред и посоката на LED лентата няма значение, тъй като тя може да бъде преконфигурирана в софтуера.

За да завърша монтажа, прикрепих рамото на дисплея с електрониката отстрани на таблото от шперплат.

Сортирах всички компоненти в новия им дом и ги добавих към.txt файловата база данни.

Стъпка 10: Съблазън

Проектът вече е завършен и съм наистина доволен от това как се оказа!

Имам време да използвам новата си система за съхранение само за няколко дни и тя работи чудесно. Развълнуван съм да видя как тази система променя моя работен поток в бъдеще, тъй като това беше целта на целия този проект.

Надявам се, че този проект ви е харесал и ако имате някакви мисли, коментари или въпроси, моля, оставете ги по -долу.