Komponens tároló rendszer: 10 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Az Ultimate Component Storage System egyedülálló megoldás az elektronikus alkatrészek rendszerezésére és tárolására. Az egyedi szoftver lehetővé teszi a beépített keresési funkcióval rendelkező alkatrészek katalogizálását, hogy gyorsan hozzáférhessen bizonyos összetevőkhöz. Az egyes fiókok felett található LED -ek az egyes alkatrészek vagy csoportok helyét és állapotát jelzik.

Kellékek

Köszönjük a DFRobotnak, hogy a következő alkatrészeket biztosította ehhez a projekthez!

2 x 5V @ 3A USB tápegység

Itt érhető el (társult link):

1 x Raspberry Pi 4 B modell

Itt érhető el (társult link):

1 x 8,9 hüvelykes, 1920x1200 IPS érintőképernyő

Itt érhető el (társult link):

1 x WS2812b LED-csík, 30LED/m

Elérhető az Ebay -en

A projekt összes fájlja megtalálható a GitHub-on:

Lépés: Az ötlet

Háttér

Mindig problémáim voltak az alkatrészek rendszerezésével és tárolásával. A fenti fotó a jelenlegi alkatrész -tárolási megoldásom állapotát mutatja. Bár egyeseknél a műhelyben több dobozban lévő alkatrészek működhetnek, egyes esetekben ez mindig nem volt hatékony a saját munkafolyamatomban. Szóval, kitaláltam egy projektet ennek a problémának a megoldására.

Az ötlet

Az ötlet az volt, hogy minden összetevőt ugyanabban a tárolórendszerben tároljon. A tárolórendszer sok fiókból állna, és minden fiók fölé egy LED lenne felszerelve.

A felhasználó egyedi szoftvert használna a tárolórendszerrel való interakcióhoz. Amikor a felhasználó komponenskeresést végez, a rendszer megjeleníti a legjobb keresési eredményeket a képernyőn. Ugyanakkor a keresésnek megfelelő LED -ek kigyulladnak, jelezve ezzel az alkatrész tárolórendszeren belüli elhelyezkedését.

A helymegjelenítés mellett a LED -ek színe is jelzi az egyes alkatrészek állapotát (azaz mennyiségét).

A követelmények

Az ötletet a következő követelményekre bontották, amelyeknek a projekt célja megfelelni:

Hozzon létre egy egyszerű tároló és visszakereshető rendszert kis és közepes méretű alkatrészekhez

Hozzon létre egy szoftver interfészt a komponensek katalógusához és kereséséhez

Az RGB LED -ek segítségével jelezze az egyes alkatrészek helyét és állapotát

2. lépés: Tervezés - tárolórendszer

Azzal kezdtem, hogy magát a tárolórendszert modelleztem 3D -ben.

A tárolórendszert különböző méretű, 3D nyomtatású fiókok mátrixa formájában terveztem. A fiókok 35 × 12 rácsban helyezkednek el, összesen 310 fiókhoz. Ez elegendő hely az összes jelenlegi összetevőm tárolására, és teret hagy a későbbi bővítésre.

A fiókok közötti távolság függőleges irányban úgy lett kialakítva, hogy 10 mm széles LED-szalagot helyezzen el minden fiók sor felett. A vízszintes távolságot úgy tervezték, hogy egyenlő legyen a LED-szalag LED-távolságával. Úgy gondoltam, hogy egy 30LED/méteres LED-szalag használatával minden fiók megfelelő méretű lesz.

Minden fiókot és fióktartót úgy terveztek, hogy külön nyomtassák, és a kívánt konfigurációba szereljék össze. A fiókok különböző méretekben kaphatók, és a fiókok bármely konfigurációja bizonyos kódváltozások után működik a szoftverrel.

A szálfogyasztás és a nyomtatási idő minimalizálása érdekében a 3D-s nyomtatott alkatrészek falvastagságát minimálisra csökkentették. Összeszerelés után a teljes tárolóegység elég erős ahhoz, hogy elférjen a legtöbb könnyű és közepes súlyú alkatrész.

3. lépés: Tervezés - kijelzőkar

Mivel a tárolórendszer HDMI -kijelzőt igényel a felhasználói felülethez, úgy döntöttem, hogy tervezek egy állítható kart a kijelző és az elektronika felszerelésére.

A kijelzőkar minden részét 3D nyomtatásra tervezték, és M8 csavarokkal és anyákkal szerelték össze. A kijelző karját a HDMI -kijelző, a Raspberry Pi és az összes vezeték befogadására tervezték.

A kijelzőkar egyes részei a Thingiverse ezen kialakításán alapultak.

4. lépés: 3D nyomtatás és festés

Az összes alkatrész 3D -s modellezése után ideje volt elkezdeni a több száz fiók nyomtatását.

A Prusa MK2S-t használtam a projekt összes 3D nyomtatott részéhez. 0,2 mm rétegmagasságú és 0% -os betöltésű PLA szálat használtam.

Tartóanyagra csak a közepes méretű fióktartóra és a nagyméretű fióktartóra volt szükség. A fiókok és fióktartók közötti tökéletes tűrést 0,2 mm -re határoztam meg. A futásteljesítmény nagyban függ a 3D nyomtatótól.

Az összes különálló rész kinyomtatása után szuperragasztóval összegyűjtöttem az összes fióktartót a 35 × 12 -es rácsba.

Nem volt elegendő azonos színű izzószál, ezért úgy döntöttem, hogy egy réteg fekete festéket adok hozzá, hogy a tárolórendszer egyenletes megjelenést kapjon.

Referenciaként az egész 35 × 12 méretű tárolórendszerem 310 fiókkal körülbelül 5 kg szálat igényelt a nyomtatáshoz.

5. lépés: Az elektronika

Ami az elektronikát illeti, a hardver megválasztása meglehetősen egyszerű volt.

Felhasználói felületként egy HDMI -kijelzőhöz csatlakoztatott Raspberry Pi 4 B modellt választottam. Használhat fejetlen Raspberry Pi -t és SSH -n keresztüli interfészt a rendszerrel. A Raspberry Pi régebbi verziói is működhetnek, ha képesek a Python 3 futtatására. A projektben használt Neopixel könyvtárat nem támogatja a Python 2.

A LED-ekhez minden ok nélkül a 30LED/m, WS2812b, LED-szalagot választottam. Más LED-csíkok is működnek, ha a Neopixel könyvtár támogatja őket.

Ami a vezetékeket illeti, három USB-C kábelt használnak a Raspberry Pi, a kijelző és a LED-ek áramellátására. A kijelző és a Raspberry Pi csatlakoztatásához HDMI -kábelt használnak.

A képen látható Arduino Uno és USB kábel opcionális. Elküldheti az adatokat az Arduino -nak soros kapcsolaton keresztül, és használhatja LED -vezérlőként. Az egyszerűség kedvéért úgy döntöttem, hogy nem használom az Arduino -t ebben a projektben.

Egy jó tervezési gyakorlat az lenne, ha a LED -ek adatvonalába szintváltót is beépítenének, mivel a Raspberry Pi GPIO csak 3V3. Eddig semmilyen problémám nem volt, de ha mégis, valami olyasmit fogok megvalósítani, mint a "74AHCT125 Quad Level-Shifter".

Itt található a Neopixel Python és a Raspberry Pi használatával kapcsolatos útmutató.

6. lépés: A szoftver áttekintése

Míg az összes alkatrészt 3D-ben nyomtatták, a teljes rendszert vezérlő szoftverrel dolgoztam.

A szoftver Python 3 nyelven íródott, és konzolos alkalmazásként való futtatására szolgál a Raspberry Pi -n. A szoftver funkcionalitása a következő részekre bontható:

• Olvassa el a felhasználói bevitelt
• Olvasás fájlból / írás fájlba
• Adja ki az eredményeket a konzolnak és a LED -eknek

Az alábbiakban minden lépés egyszerűsített leírását adom.

Olvassa el a felhasználói bevitelt

Amikor felhasználói bevitel érkezik, Regex kifejezések sorozatát használják a felhasználók kérésének meghatározására. A felhasználó a következő funkciók közül választhat:

Funkció	Példa hívásra
Sorolja fel az összes összetevőt:	összes
Alkatrész keresése azonosító alapján:	ID22
Keressen egy összetevőt paraméterek alapján:	R, 22, SMD
Az összetevő mennyiségének módosítása:	ID35+10
Új összetevő hozzáadása:	PI89: PI90, 100db, C, 470u, SMD: hozzá
Egy meglévő összetevő eltávolítása:	ID10: rm
Szintaxis súgó:	Segítség

Olvasás fájlból / írás fájlba

Az összetevő adatait egy.txt fájl tárolja. A bemenet függvényében a szoftver vagy adatokat keres a fájlban, vagy új adatokat ír a fájlba. Új adatok íródnak az összetevők eltávolításakor, hozzáadásakor vagy módosításakor.

Adja ki az eredményeket

A szoftver a művelet eredményét továbbítja a konzolra. Ha keresést hajtottak végre, akkor a LED -adatokat is generálja és adja ki.

7. lépés: Az adatszerkezet

A.txt fájlban lévő összetevőadatok meghatározott struktúrát követnek. A fájl minden sora információt tartalmaz a rendszerben tárolt egyetlen összetevőről. Minden összetevő több paraméterből áll, amelyeket vessző választ el egymástól.

Bizonyos paraméterek kötelezőek, és a szoftver ezeket használja az alkatrészek helyének és a LED színek nyomon követésére. Ezért meghatározott formátumot kell követniük.

A kötelező paraméterek és formátumaik a következők:

• Azonosító (IDX formátumban, ahol X egy vagy több számjegy)

  Az azonosító minden összetevő egyedi azonosítójaként működik. Alkatrészek keresésekor és törlésekor használják

• PI (PIX: X formátumban, ahol X egy vagy több számjegy)

  A PI leírja, hogy melyik LED melyik alkatrésznek felel meg

• Mennyiség (Xpcs formátumban, ahol X egy vagy több számjegy)

  A mennyiség alapján határozzák meg az egyes alkatrészek LED -színeit

A többi paraméter egyszerűen a felhasználó számára készült. A szoftvernek nem kell kölcsönhatásba lépnie ezekkel, ezért formátumuk opcionális.

8. lépés: Összeszerelés - elektronika

A szerelvény két részre osztható, az első rész a kijelző kar és az elektronika.

A 3D-nyomtatott alkatrészeket a szükséges csavarok és anyák segítségével szereltem össze. Ezt követően 4 mm-es csavarokkal rögzítettem a 3D nyomtatott kart a HDMI-kijelzőhöz. A Raspberry Pi -t egy kényelmes helyen rögzítették, és a vezetékeket az "5. lépés: Az elektronika" című ábra szerint csatlakoztatta.

Kísérletet tettek a vezetékek kábelezésére a kijelző konzolja köré tekerve. Kábelkötegekkel vezettem a táp- és adatkábeleket a kijelzőkar mentén a tárolórendszer többi részéhez való csatlakozáshoz.

9. lépés: Összeszerelés - tárolórendszer

Az összeszerelés második része maga a tárolórendszer.

A mellékelt csavarlyukak segítségével rögzítettem az összes különálló fiókszerelvényt egy festett rétegelt lemezre, amely palánkként szolgál.

Ezt követően minden sorhoz rögzítettem a LED-csíkokat, és az összes sort egyetlen LED-szalaggá kötöttem össze. A LED-szalag minden sorának és irányának konfigurációja nem számít, mivel szoftverben átkonfigurálható.

A szerelés befejezéséhez rögzítettem a kijelző kart az elektronikával a rétegelt lemez hátlapján.

Az összes összetevőt új otthonába rendeztem, és hozzáadtam a.txt fájl adatbázisához.

10. lépés: Konklúzió

A projekt most befejeződött, és nagyon örülök, hogy így alakult!

Csak néhány napig volt időm használni az új tárolórendszeremet, és nagyszerűen működik. Izgatottan várom, hogy ez a rendszer hogyan változtatja meg a munkafolyamatomat a jövőben, mivel ez volt az egész projekt célja.

Remélem, tetszett ez a projekt, és ha bármilyen gondolata, megjegyzése vagy kérdése van, kérjük, hagyja őket alább.