UCL - Индустрия 4.0: Смесител за бонбони 4.000: 9 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

За нашия проект в Индустрия 4.0 решихме да направим миксер за бонбони. Идеята е, че имаме потребителски панел, направен в Node-Red, където клиентите могат да поръчат своите бонбони, след което arduino ще обработи поръчката и ще смеси бонбоните в купа. След това имаме база данни в SQL, където запазваме статичност за това какви видове бонбони са най -вече поръчани и обема.

Първият проект беше да се направи миксер за 8 вида бонбони и да има двигатели за отваряне и затваряне за контейнерите за бонбони. Имахме някои дизайнерски проблеми с контейнерите, бонбоните продължиха да се забиват, затова решихме да се отдалечим от двигателите и да използваме някои светодиоди, за да покажем, че двигателите работят.

Стъпка 1: Дизайнът

Нашият модел е направен с 4 контейнера за бонбони, където плъзгащ се капак се използва за отваряне и затваряне на бонбоните. Под контейнерите имаме улей до купа. След това купата е върху теглена клетка.

Дизайнът в Node-Red е разделен на 2 раздела, Клиент и Администриране.

В раздела за клиенти имаме 5 бутона, 4 от тях се използват за поръчка на бонбони, а 1 се използва за приемане на покупката. С бутона за покупка клиентът може да види теглото на бонбона и очакваната цена, а след натискане на бутона за покупка теглото и цената ще се покажат в закупеното.

В раздела за администриране можем да видим колко пълни са нашите контейнери и общото количество закупени бонбони.

В SQL можем да видим статистически данни за това какви бонбони са избрани и общото тегло и приходи от покупките.

Стъпка 2: Arcuino Curcuit

На дъската arduino сме свързали 4 бутона, 4 двуцветни светодиода и 1 натоварваща клетка с модул HX711.

Бутоните се използват за натискане на оператора на бонбони, когато контейнерите са пълни с бонбони.

Двуцветният светодиод използва червен и зелен цвят. Червеният цвят показва, че контейнерът е празен и трябва да се напълни, а зеленият цвят показва какъв вид бонбони са избрани и след това можем да отворим за този контейнер. Тази част се очакваше да бъде автоматизирана, но поради проблеми с дизайна решихме да я направим ръчно.

Стъпка 3: I/O списък

От товарната клетка получаваме 4 кабини, които се свързват с модул HX711

Червено до Е+

Бяло до Е-

Зелено към A-

Жълто до A+

След това HX711 е свързан към дъската arduino с

GND към земята

DT към Pin 3

SCK към Pin 2

VCC до 5V

Нашите бутони са свързани към щифтове 44, 46, 48 и 50, зеленият светодиод е свързан към щифтове 30, 32, 34 и 36, червеният светодиод е свързан към щифтове 31, 33, 35 и 37.

Стъпка 4: Кодът

В кода на arduino започваме с дефиниране на нашите променливи и настройване на нашите светодиоди и бутони на някои пинове.

Също така създадохме променлива за получаване на файла от Node-Red.

Когато бутоните ни на arduino са натиснати, изпращаме статус 5 до Node-red, което показва, че контейнерите са напълнени и сме готови да разпръснем бонбони от този контейнер.

Когато натискаме бутон от страна на клиента на Node-Red, изпращаме номер 1-4 до arduino. След това Arduino проверява номера и отваря контейнера, свързан с този номер. Това става с включен зелен светодиод за 5 секунди. В същото време приспадаме 1 от състоянието на контейнера, за да покажем, че някои бонбони са извадени от този контейнер.

Когато състоянието на контейнера достигне 0, червеният светодиод ще светне, което показва, че този контейнер трябва да се напълни отново.

Когато се прави покупка, номер 5 се изпраща до arduino и след това изчислява цената и изпраща цената и теглото обратно към node-red и SQL.

Последната част от кода на arduino изпраща състоянието 'и тегло/цена обратно на бележка-червено.

Стъпка 5: Node-Red

Node Red прави всички връзки между arduino и SQL базата данни.

Данните, идващи от екрана на клиента в Node-red, отиват в arduino, където се обработват. След това обработените данни се връщат обратно в Node Red и на екрана за администриране.

Ако вземем бутона 1 като excampel, ще го свържем с линиите както към arudino през com4, така и към SQL сървъра. Когато отворим бутона, можем да видим, че информацията, изпратена до arduino, е полезният товар и темата се изпраща към SQL.

Използваме функция в Node-Red, за да изпращаме информацията от arduino до SQL. В тази функция се нуждаем от Java код, за да кажем на Node-red какво да прави с кода.

Код на функцията:

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

var Kroner = данни [14];

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

msg.topic = out;

връщане на съобщение;

В кода тук получаваме низ от данни от arduino и той се разделя с "," между числата.

За тази функция се нуждаем от числата, идващи на 13 -то и 14 -то място, и ги поставяме в променливите „Vægt и Kroner“. След това вземаме кода, който трябва да бъде изпълнен в SQL и го поставяме в променлива „out“и той се изпраща като тема към SQL.

Стъпка 6: SQL

В базата данни на SQL съхраняваме статистиката за това колко пъти всеки вид бонбони са били поръчани през деня, както и теглото и цената на бонбона.

Статутът на бутона идва от брояч, свързан към всеки бутон в Node-Red, а теглото и цената идват от arduino чрез функция в Node-Red.

Стъпка 7: Видео

Във видеото показваме, че в административния панел се запълва контейнер и след това някои бонбони се поръчват чрез щракване върху бутоните на клиентския панел. В същото време теглото и прогнозната цена на бонбона се показват на панела на клиента.

Когато клиентът е доволен от своя бонбонен микс, той натиска бутона за покупка, а действителното тегло и цена са показани под бутона. Това завършва клиентската част и след това теглото и цената се прехвърлят в административния панел и нашата база данни в sql.

След това в базата данни проследяваме колко пъти е поръчано парче бонбони и колко бонбони са тежали и цената им.

Стъпка 8: Оценка

Това беше добър проект, в който трябваше да работим с 3 програми и да ги накараме да си взаимодействат помежду си. Отначало имахме някои функции, които бяха изпълнени в Node-Red, а някои в Arduino, но за да поддържаме по-добър преглед, решихме да поставим всички функции в arduino и след това да имаме Node-Red стойка за всички визуални.

Стъпка 9: Разширете проекта

Идеята ни беше един от контейнерите да се отвори с мотор, така че следващата стъпка би била да направим дизайн, при който бонбоните да не се забият.