UCL - Индустрия 4.0: Candy Mixer 4.000: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Для нашего проекта в Индустрии 4.0 мы решили сделать миксер для конфет. Идея состоит в том, что у нас есть пользовательская панель, сделанная в Node-Red, где клиенты могут заказать свои конфеты, а затем Arduino обработает заказ и смешает конфеты в миску. Затем у нас есть база данных на SQL, в которой мы храним статику о том, какие виды конфет заказываются чаще всего и в каком объеме.

Первый проект заключался в том, чтобы сделать миксер для 8 видов конфет и иметь двигатели для открывания и закрывания контейнеров для конфет. У нас были некоторые проблемы с дизайном контейнеров, конфеты продолжали застревать, поэтому мы решили отказаться от двигателей и использовать несколько светодиодов для индикации работы двигателей.

Шаг 1: Дизайн

Наша модель состоит из 4 контейнеров для конфет, где сдвижная крышка используется для открывания и закрывания конфет. Под контейнерами у нас есть желоб, спускающийся к чаше. После этого чаша устанавливается на датчик нагрузки.

Дизайн в Node-Red разделен на 2 раздела: Заказчик и Администрация.

В разделе покупателя у нас есть 5 кнопок, 4 из них используются для заказа конфет, а 1 - для принятия покупки. С помощью кнопки покупки покупатель может увидеть вес конфеты и ожидаемую цену, а затем, когда кнопка покупки будет нажата, вес и цена появятся в разделе «Куплено».

В разделе администрирования мы можем увидеть, насколько заполнены наши контейнеры и общее количество купленных конфет.

В SQL мы можем видеть статистические данные о том, какие конфеты выбираются, а также общий вес и доход от покупок.

Шаг 2: Схема Arduino

На плате Arduino мы соединили 4 кнопки, 4 двухцветных светодиода и 1 датчик нагрузки с модулем HX711.

Кнопки используются оператором конфет, чтобы нажимать, когда контейнеры были заполнены конфетами.

Двухцветный светодиод использует красный и зеленый цвета. Красный цвет указывает на то, что контейнер пуст и его нужно заполнить, а зеленый цвет указывает, какие конфеты были выбраны, и затем мы можем открыть этот контейнер. Предполагалось, что эта часть будет автоматизирована, но из-за проблем с дизайном мы решили сделать это вручную.

Шаг 3: Список ввода / вывода

Из тензодатчика мы получаем 4 кабеля, которые подключаются к модулю HX711.

Красный на E +

Белый в E-

Зеленый в А-

Желтый до A +

Затем HX711 подключается к плате Arduino с помощью

GND на землю

DT к контакту 3

SCK к контакту 2

VCC до 5 В

Наши кнопки подключены к контактам 44, 46, 48 и 50, зеленый светодиод подключен к контактам 30, 32, 34 и 36, красный светодиод подключен к контактам 31, 33, 35 и 37.

Шаг 4: Код

В коде Arduino мы начинаем с определения наших переменных и установки наших светодиодов и кнопок на некоторые контакты.

Мы также настроили переменную для получения файла из Node-Red.

Когда наши кнопки на Arduino нажимаются, мы отправляем статус 5 в Node-red, указывая, что контейнеры заполнены, и мы готовы распределить конфеты из этого контейнера.

Когда мы нажимаем кнопку на стороне клиента Node-Red, мы отправляем число 1-4 в arduino. Затем Arduino проверяет номер и открывает контейнер, связанный с этим номером. Это делается при включении зеленого светодиода на 5 секунд. В то же время мы вычитаем 1 из статуса контейнера, чтобы указать, что некоторые конфеты были извлечены из этого контейнера.

Когда статус контейнера достигнет 0, загорится красный светодиод, указывая на то, что этот контейнер должен быть снова заполнен.

Когда совершается покупка, номер 5 отправляется в arduino, а затем он вычисляет цену и отправляет цену и вес обратно в node-red и SQL.

Последняя часть кода Arduino отправляет статус и вес / цену обратно в красный цвет.

Шаг 5: красный узел

Node Red устанавливает все соединения между arduino и базой данных SQL.

Данные, поступающие с экрана клиента в узле-красном, поступают на Arduino, где они обрабатываются. Затем обработанные данные возвращаются в Node Red и на экран администрирования.

Если мы возьмем кнопку 1 как excampel, у нас будет соединение с линиями как к arudino через com4, так и к серверу SQL. Когда мы затем открываем кнопку, мы видим, что информация, отправляемая на arduino, является полезной нагрузкой, а тема отправляется в SQL.

Мы используем функцию в Node-Red для отправки информации из Arduino в SQL. В этой функции нам нужен некоторый java-код, чтобы сообщить Node-red, что делать с кодом.

Код функции:

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

вар Кронер = данные [14];

var out = "ОБНОВЛЕНИЕ маскирующего SET Vægt = '" + Vægt + "', Kroner = '" + Kroner + "' WHERE id = 1";

msg.topic = out;

return msg;

В приведенном здесь коде мы получаем строку данных от Arduino, и она разделена знаком «,» между числами.

Для этой функции нам нужны числа, стоящие на 13-м и 14-м местах, и мы помещаем их в переменные «Vægt and Kroner». Затем мы берем код, который должен быть выполнен в SQL, и помещаем его в переменную "out", и он отправляется как тема в SQL.

Шаг 6: SQL

В базе данных SQL мы храним статистику того, сколько раз каждый тип конфет был заказан в течение дня, а также вес и цену конфет.

Статус кнопки поступает от счетчика, подключенного к каждой кнопке в Node-Red, а вес и цена поступают от Arduino через функцию в Node-Red.

Шаг 7: видео

В видео мы показываем, что контейнер заполняется в панели администратора, а затем заказываются конфеты, нажимая кнопки на панели клиента. При этом вес и ориентировочная стоимость конфет отображается на панели покупателя.

Когда покупатель доволен своей конфетной смесью, он нажимает кнопку покупки, и под кнопкой отображаются фактический вес и стоимость. На этом завершается клиентская часть, а затем вес и стоимость переносятся в панель администратора и нашу базу данных в sql.

Затем в базе данных мы отслеживаем, сколько раз заказывалась конфета Surden, сколько конфет было по весу и сколько они стоили.

Шаг 8: оценка

Это был хороший проект, в котором мы работали с 3 программами и заставляли их взаимодействовать друг с другом. Сначала у нас были некоторые функции, которые выполнялись в Node-Red, а некоторые в Arduino, но для лучшего обзора мы решили поместить все функции в Arduino, а затем использовать Node-Red для всех визуальных элементов.

Шаг 9: Расширьте проект

Наша идея заключалась в том, чтобы открыть один из контейнеров с помощью мотора, поэтому следующим шагом было бы создать дизайн, в котором конфеты не застревали бы.