Komponentų saugojimo sistema: 10 žingsnių (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

„Ultimate Component Storage System“yra unikalus sprendimas elektroniniams komponentams tvarkyti ir saugoti. Pasirinktinė programinė įranga leidžia kataloguoti komponentus su įmontuota paieškos funkcija, kad būtų galima greitai pasiekti konkrečius komponentus. Šviesos diodai, esantys virš kiekvieno stalčiaus, naudojami norint nurodyti atskirų komponentų ar jų grupių vietą ir būseną.

Prekės

Dėkojame „DFRobot“už šio projekto dalių pateikimą!

2 x 5V @ 3A USB maitinimo šaltinis

Galima rasti čia (filialo nuoroda):

1 x Raspberry Pi 4 B modelis

Galima rasti čia (filialo nuoroda):

1 x 8,9 colio 1920 x 1200 IPS jutiklinis ekranas

Galima rasti čia (filialo nuoroda):

1 x WS2812b LED juostelė, 30LED/m

Galima įsigyti „Ebay“

Visus šio projekto failus galite rasti mano „GitHub“:

1 žingsnis: idėja

Fonas

Aš visada turėjau problemų organizuodamas ir saugodamas savo komponentus. Aukščiau esančioje nuotraukoje parodyta mano dabartinio komponentų saugojimo sprendimo būsena. Nors kai kuriems komponentams gali būti kelios dėžės visoje dirbtuvėje, kai kuriems tai gali būti naudinga, mano darbo eiga visada buvo neefektyvi. Taigi, aš sugalvojau projektą, kaip išspręsti šią problemą.

Idėja

Idėja buvo visus komponentus laikyti toje pačioje saugojimo sistemoje. Sandėliavimo sistemą sudarytų daug stalčių, o kiekviename stalčiuje būtų LED lemputė.

Naudotojas, norėdamas sąveikauti su saugojimo sistema, naudotų pasirinktinę programinę įrangą. Kai vartotojas atlieka komponentų paiešką, sistema ekrane rodo geriausius paieškos rezultatus. Tuo pačiu metu įsižiebia paiešką atitinkantys šviesos diodai, taip nurodant komponento vietą saugojimo sistemoje.

Be vietos rodymo, šviesos diodų spalva taip pat parodytų kiekvieno komponento būseną (ty kiekį).

Reikalavimai

Idėja buvo suskirstyta į šiuos reikalavimus, kuriuos šiuo projektu siekiama patenkinti:

Sukurkite paprastą mažų ir vidutinių komponentų saugojimo ir atkūrimo sistemą

Sukurkite programinės įrangos sąsają, skirtą kataloguoti ir ieškoti komponentų

Naudokite RGB šviesos diodus, kad nurodytumėte kiekvieno komponento vietą ir būseną

2 žingsnis: projektavimas - saugojimo sistema

Pradėjau 3D modeliuodamas pačią saugojimo sistemą.

Sandėliavimo sistemą sukūriau įvairaus dydžio 3D spausdintų stalčių matricos pavidalu. Stalčiai išdėstyti 35 × 12 tinklelyje, iš viso 310 stalčių. Tai yra pakankamai vietos visiems mano dabartiniams komponentams saugoti ir palikti vietos tolesniam plėtimui.

Tarpas tarp stalčių vertikalia kryptimi suprojektuotas taip, kad virš kiekvienos stalčių eilės būtų 10 mm pločio LED juostelė. Atstumas horizontalia kryptimi yra lygus LED atstumui ant LED juostos. Aš supratau, kad naudojant 30LED/metrų LED juostą, kiekvieno stalčiaus dydis bus pakankamas.

Visi stalčiai ir stalčių laikikliai skirti spausdinti atskirai ir surinkti norimą konfigūraciją. Stalčiai yra įvairių dydžių ir bet kokia stalčių konfigūracija veiks su programine įranga, kai bus pakeisti kodai.

Siekiant sumažinti siūlų sunaudojimą ir spausdinimo laiką, visų 3D spausdintų dalių sienelių storis buvo sumažintas iki minimumo. Sumontavus, visas saugojimo įrenginys yra pakankamai tvirtas, kad jame tilptų dauguma lengvų ir vidutinio svorio komponentų.

3 žingsnis: dizainas - ekrano svirtis

Kadangi saugojimo sistemai vartotojo sąsajai reikalingas HDMI ekranas, nusprendžiau sukurti reguliuojamą svirtį, prie kurios būtų galima pritvirtinti ekraną ir elektroniką.

Visos ekrano svirties dalys buvo suprojektuotos taip, kad jas būtų galima atspausdinti 3D formatu ir surinkti naudojant M8 varžtus ir veržles. Ekrano svirtis skirta laikyti HDMI ekraną, „Raspberry Pi“ir visus laidus.

Ekrano dalys buvo sukurtos pagal šį „Thingiverse“dizainą.

4 žingsnis: 3D spausdinimas ir dažymas

3D modeliavus visas dalis, atėjo laikas pradėti spausdinti šimtus stalčių.

Visoms 3D spausdintoms šio projekto dalims naudojau savo „Prusa MK2S“. Aš naudojau PLA giją su 0,2 mm aukščio sluoksniu ir 0% užpildymu.

Atraminė medžiaga buvo reikalinga tik ant vidutinio dydžio stalčiaus laikiklio ir didelio dydžio stalčiaus laikiklio. Nustatiau, kad tobulas stalčių ir stalčių laikiklių toleravimas yra 0,2 mm. Jūsų rida gali labai priklausyti nuo jūsų 3D spausdintuvo.

Atspausdinus visas atskiras dalis, aš naudoju superklijus, kad surinkčiau visus stalčių laikiklius į 35 × 12 tinklelį.

Aš neturėjau pakankamai tos pačios spalvos gijų, todėl nusprendžiau pridėti juodų dažų sluoksnį, kad laikymo sistema atrodytų tolygiai.

Kaip pavyzdį, visai mano 35 × 12 saugojimo sistemai su 310 stalčių reikėjo atspausdinti apie 5 kg gijų.

5 žingsnis: Elektronika

Kalbant apie elektroniką, aparatūros pasirinkimas buvo gana paprastas.

Kaip vartotojo sąsaja pasirinkau „Raspberry Pi 4 Model B“, prijungtą prie HDMI ekrano. Taip pat galite naudoti „Raspberry Pi“be galvos ir sąsają su sistema per SSH. Senesnės „Raspberry Pi“versijos taip pat gali veikti, jei jos gali paleisti „Python 3“. Šiame projekte naudojama „Neopixel“biblioteka „Python 2“nepalaikoma.

Šviesos diodams aš be ypatingos priežasties pasirinkau 30LED/m, WS2812b, LED juostą. Kitos šviesos diodų juostos taip pat veiks, jei jas palaiko „Neopixel“biblioteka.

Kalbant apie laidus, trys „USB-C“kabeliai naudojami maitinti „Raspberry Pi“, ekraną ir šviesos diodus. Ekranui ir „Raspberry Pi“prijungti naudojamas HDMI kabelis.

Nuotraukoje parodytas „Arduino Uno“ir USB kabelis yra neprivalomas. Galite siųsti duomenis į „Arduino“per seriją ir naudoti juos kaip LED valdiklį. Paprastumo dėlei aš nusprendžiau nenaudoti „Arduino“šiame projekte.

Gera projektavimo praktika būtų šviesos diodų duomenų linijoje įtraukti lygio perjungiklį, nes „Raspberry Pi GPIO“yra tik 3 V3. Iki šiol neturėjau jokių problemų, bet jei tai padarysiu, įdiegsiu kažką panašaus į „74AHCT125 keturių lygių perjungiklį“.

Čia yra „Neopixel“naudojimo su „Python“ir „Raspberry Pi“vadovas.

6 veiksmas: programinės įrangos apžvalga

Kol visos dalys buvo spausdinamos 3D, aš dirbau su programine įranga, kuri valdo visą sistemą.

Programinė įranga parašyta „Python 3“ir skirta veikti kaip konsolės programa „Raspberry Pi“. Programinės įrangos funkcionalumą galima suskirstyti į šias dalis:

• Skaitykite vartotojo įvestį
• Skaitykite iš failo / rašykite į failą
• Išveskite rezultatus į konsolę ir šviesos diodus

Žemiau pateiksiu supaprastintą kiekvieno žingsnio aprašymą.

Skaitykite vartotojo įvestį

Kai gaunamas vartotojo įvestis, vartotojų užklausai nustatyti naudojama „Regex“išraiškų serija. Vartotojas turi šias funkcijas:

Funkcija	Skambinimo pavyzdys
Išvardykite visus komponentus:	visi
Ieškoti komponento pagal ID:	ID22
Ieškokite komponento pagal parametrus:	R, 22, SMD
Pakeiskite komponento kiekį:	ID35+10
Pridėti naują komponentą:	PI89: PI90, 100 vnt., C, 470u, SMD: pridėti
Pašalinkite esamą komponentą:	ID10: rm
Sintaksės pagalba:	padėti

Skaitykite iš failo / rašykite į failą

Komponento duomenys saugomi.txt faile. Priklausomai nuo įvesties, programinė įranga arba ieško failo duomenų, arba įrašo į failą naujus duomenis. Nauji duomenys įrašomi pašalinant, pridedant ar modifikuojant komponentus.

Išveskite rezultatus

Programinė įranga perduoda operacijos rezultatus į konsolę. Jei buvo atlikta paieška, ji taip pat generuoja ir išleidžia LED duomenis tuo pačiu metu.

7 žingsnis: duomenų struktūra

Komponento duomenys.txt faile atitinka tam tikrą struktūrą. Kiekvienoje failo eilutėje yra informacijos apie vieną komponentą, saugomą sistemoje. Kiekvienas komponentas sudarytas iš kelių parametrų, atskirtų kableliu.

Kai kurie parametrai yra privalomi ir naudojami programinėje įrangoje, kad būtų galima sekti komponentų vietą ir šviesos diodų spalvas. Todėl jie turi atitikti tam tikrą formatą.

Privalomi parametrai ir jų formatai yra šie:

• ID (IDX formatu, kur X yra vienas ar daugiau skaitmenų)

  ID veikia kaip unikalus kiekvieno komponento identifikatorius. Jis naudojamas ieškant ir trinant komponentus

• PI (formatu PIX: X, kur X yra vienas ar daugiau skaitmenų)

  PI apibūdina, kurie šviesos diodai atitinka kurį komponentą

• Kiekis (Xpcs formatu, kur X yra vienas ar daugiau skaitmenų)

  Kiekis naudojamas kiekvieno komponento LED spalvai nustatyti

Kiti parametrai yra tiesiog skirti vartotojui. Programinei įrangai nereikia sąveikauti su jomis, todėl jų formatas yra neprivalomas.

8 žingsnis: Surinkimas - elektronika

Surinkimą galima suskirstyti į dvi dalis: pirmoji dalis yra ekrano svirtis ir elektronika.

Aš surinko 3D spausdintas dalis naudodamas reikiamus varžtus ir veržles. Tada pritvirtinau 3D spausdintą ranką prie HDMI ekrano, naudodami 4 mm varžtus. „Raspberry Pi“buvo pritvirtintas patogioje vietoje, o laidai prijungti pagal schemą, pateiktą „5 veiksmas: Elektronika“.

Laidai buvo bandomi valdyti kabeliu, apvyniojant jį aplink ekrano laikiklį. Maitinimo ir duomenų kabelius išilgai ekrano svirties nuvedžiau kabelių jungtimis, kad prisijungčiau prie likusios saugojimo sistemos.

9 žingsnis: Surinkimas - saugojimo sistema

Antroji surinkimo dalis yra pati saugojimo sistema.

Naudodamas pridėtas varžtų skyles, visus atskirus stalčių mazgus pritvirtinau prie dažytos faneros, kuri veikia kaip atrama.

Po to kiekvienoje eilutėje pritvirtinau šviesos diodų juosteles ir sujungiau visas eilutes į vieną LED juostą. Kiekvienos LED juostos eilutės ir krypties konfigūracija nesvarbi, nes ją galima perkonfigūruoti programinėje įrangoje.

Norėdami baigti surinkimą, pritvirtinau ekrano svirtį su elektronika faneros lentos šone.

Aš surūšiavau visus komponentus į naujus namus ir pridėjau juos prie.txt failų duomenų bazės.

10 žingsnis: Išvada

Projektas dabar baigtas ir aš tikrai džiaugiuosi, kaip tai pavyko!

Turėjau laiko naudoti savo naują saugojimo sistemą tik kelias dienas ir ji puikiai veikia. Džiaugiuosi galėdamas pamatyti, kaip ši sistema ateityje pakeis mano darbo eigą, nes tai buvo viso šio projekto tikslas.

Tikiuosi, kad jums patiko šis projektas ir jei turite kokių nors minčių, komentarų ar klausimų, palikite juos žemiau.