Komponentu uzglabāšanas sistēma: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Ultimate Component Storage System ir unikāls risinājums elektronisko komponentu sakārtošanai un uzglabāšanai. Pielāgotā programmatūra ļauj katalogizēt komponentus ar iebūvētu meklēšanas funkciju, lai ātri piekļūtu noteiktiem komponentiem. Gaismas diodes virs katras atvilktnes tiek izmantotas, lai norādītu atsevišķu sastāvdaļu vai grupu atrašanās vietu un statusu.

Piegādes

Paldies DFRobot par šī projekta nodrošināšanu šādās daļās!

2 x 5V @ 3A USB barošanas avots

Pieejams šeit (filiāles saite):

1 x Raspberry Pi 4 B modelis

Pieejams šeit (filiāles saite):

1 x 8,9 collu 1920x1200 IPS skārienekrāns

Pieejams šeit (filiāles saite):

1 x WS2812b LED sloksne, 30LED/m

Pieejams ebay

Visus šī projekta failus var atrast manā GitHub:

1. solis: ideja

Fons

Man vienmēr ir bijušas grūtības sakārtot un uzglabāt savus komponentus. Iepriekš redzamajā fotoattēlā ir redzams mana pašreizējā komponentu uzglabāšanas risinājuma stāvoklis. Lai gan dažiem komponenti var noderēt vairākās kastēs visā darbnīcā, tas vienmēr ir bijis neefektīvs manā darbplūsmā. Tātad, es izdomāju projektu šīs problēmas risināšanai.

Ideja

Ideja bija visus komponentus uzglabāt vienā uzglabāšanas sistēmā. Uzglabāšanas sistēma sastāv no daudzām atvilktnēm, un katrai atvilktnei virs tā ir uzstādīts LED.

Lai mijiedarbotos ar uzglabāšanas sistēmu, lietotājs izmantotu pielāgotu programmatūru. Kad lietotājs veic komponentu meklēšanu, sistēma ekrānā parāda labākos meklēšanas rezultātus. Tajā pašā laikā iedegas meklēšanai atbilstošās gaismas diodes, tādējādi norādot komponenta atrašanās vietu uzglabāšanas sistēmā.

Papildus atrašanās vietas attēlošanai gaismas diodes krāsa norāda arī uz katra komponenta statusu (ti, daudzumu).

Prasības

Ideja tika sadalīta šādās prasībās, kuras šī projekta mērķis ir apmierināt:

Izveidojiet vienkāršu uzglabāšanas un izguves sistēmu maziem un vidējiem komponentiem

Izveidojiet programmatūras saskarni, lai kataloģizētu un meklētu komponentus

Izmantojiet RGB gaismas diodes, lai norādītu katra komponenta atrašanās vietu un statusu

2. solis: projektēšana - uzglabāšanas sistēma

Es sāku ar pašas atmiņas sistēmas 3D modelēšanu.

Es izveidoju uzglabāšanas sistēmu dažādu izmēru 3D drukātu atvilktņu matricas veidā. Atvilktnes ir novietotas 35 × 12 režģī, kopumā 310 atvilktnēm. Tas ir pietiekami daudz vietas, lai uzglabātu visas manas pašreizējās sastāvdaļas un atstātu vietu turpmākai paplašināšanai.

Attālums starp atvilktnēm vertikālā virzienā ir paredzēts 10 mm platai LED sloksnei virs katras atvilktņu rindas. Attālums horizontālā virzienā ir veidots tā, lai tas būtu vienāds ar LED atstarpi uz LED sloksnes. Es sapratu, ka, izmantojot 30LED/metru LED sloksni, katra atvilktne būs atbilstoša izmēra.

Visas atvilktnes un atvilktņu turētāji ir paredzēti drukāšanai atsevišķi un samontēti vēlamajā konfigurācijā. Atvilktnes ir pieejamas dažādos izmēros, un jebkura atvilktņu konfigurācija pēc dažām koda izmaiņām darbosies ar programmatūru.

Lai samazinātu kvēldiega patēriņu un drukāšanas laiku, visu 3D drukāto detaļu sienu biezums ir samazināts līdz minimumam. Pēc salikšanas kopējā uzglabāšanas iekārta ir pietiekami izturīga, lai tajā varētu ievietot lielāko daļu vieglo un vidēja svara detaļu.

3. darbība: dizains - displeja roka

Tā kā uzglabāšanas sistēmai lietotāja interfeisam ir nepieciešams HDMI displejs, es nolēmu izveidot regulējamu roku displeja un elektronikas uzstādīšanai.

Visas displeja sviras daļas bija paredzētas 3D drukāšanai un samontētas ar M8 skrūvēm un uzgriežņiem. Displeja roka ir paredzēta HDMI displeja, Raspberry Pi un visas elektroinstalācijas turēšanai.

Displeja rokas daļas tika balstītas uz šo Thingiverse dizainu.

4. solis: 3D drukāšana un krāsošana

Pēc visu detaļu 3D modelēšanas bija pienācis laiks sākt drukāt simtiem atvilktņu.

Es izmantoju savu Prusa MK2S visām šī projekta 3D drukātajām daļām. Es izmantoju PLA kvēldiegu ar 0,2 mm slāņa augstumu un 0% pildījumu.

Atbalsta materiāls bija vajadzīgs tikai vidēja izmēra atvilktņu turētājam un liela izmēra atvilktņu turētājam. Es noteicu, ka ideālā pielaide starp atvilktnēm un atvilktņu turētājiem ir 0,2 mm. Jūsu nobraukums var būt ļoti atkarīgs no jūsu 3D printera.

Pēc visu atsevišķo detaļu drukāšanas es izmantoju superlīmi, lai saliktu visus atvilktņu turētājus 35 × 12 režģī.

Man nebija pietiekami daudz tādas pašas krāsas kvēldiega, tāpēc nolēmu pievienot melnas krāsas kārtu, lai uzglabāšanas sistēma iegūtu vienmērīgu izskatu.

Uzziņai, visa mana 35 × 12 uzglabāšanas sistēma ar 310 atvilktnēm drukāšanai prasīja apmēram 5 kg kvēldiega.

5. solis: elektronika

Kas attiecas uz elektroniku, aparatūras izvēle bija diezgan vienkārša.

Kā lietotāja interfeisu es izvēlējos Raspberry Pi 4 B modeli, kas savienots ar HDMI displeju. Varat arī izmantot Raspberry Pi bez galvas un saskarni ar sistēmu, izmantojot SSH. Vecākas Raspberry Pi versijas var darboties arī tad, ja tās spēj palaist Python 3. Šajā projektā izmantotā Neopixel bibliotēka netiek atbalstīta Python 2.

Gaismas diodēm es izvēlējos 30LED/m, WS2812b, LED sloksni bez īpaša iemesla. Citas LED sloksnes arī darbosies, ja tās atbalsta Neopixel bibliotēka.

Kas attiecas uz vadiem, tiek izmantoti trīs USB-C kabeļi, lai nodrošinātu strāvas padevi Raspberry Pi, displejam un gaismas diodēm. Displeja un Raspberry Pi savienošanai tiek izmantots HDMI kabelis.

Fotoattēlā redzamais Arduino Uno un USB kabelis nav obligāti. Jūs varētu nosūtīt datus uz Arduino, izmantojot sēriju, un izmantot to kā LED kontrolieri. Vienkāršības labad es izvēlējos neizmantot Arduino šajā projektā.

Laba projektēšanas prakse būtu LED datu līnijā iekļaut līmeņa pārslēdzēju, jo Raspberry Pi GPIO ir tikai 3 V3. Man līdz šim nav bijušas nekādas problēmas, bet, ja būs, es ieviesīšu kaut ko līdzīgu "74AHCT125 četru līmeņu pārslēdzējam".

Šeit ir rokasgrāmata par Neopixel lietošanu kopā ar Python un Raspberry Pi.

6. darbība: programmatūras pārskats

Kamēr visas detaļas tika drukātas 3D formātā, es strādāju pie programmatūras, kas kontrolē visu sistēmu.

Programmatūra ir uzrakstīta Python 3 un ir paredzēta darbībai kā konsoles lietojumprogramma Raspberry Pi. Programmatūras funkcionalitāti var iedalīt šādās daļās:

• Lasīt lietotāja ievadi
• Lasīt no faila / rakstīt failā
• Izvadiet rezultātus konsolei un gaismas diodēm

Tālāk sniegšu vienkāršotu katra soļa aprakstu.

Lasīt lietotāja ievadi

Kad tiek saņemta lietotāja ievade, lietotāju pieprasījuma noteikšanai tiek izmantota virkne regulārās izteiksmes. Lietotājam ir pieejamas šādas funkcijas:

Funkcija	Zvana piemērs
Uzskaitiet visas sastāvdaļas:	visas
Meklēt komponentu pēc ID:	ID22
Meklēt komponentu pēc parametriem:	R, 22, SMD
Mainiet sastāvdaļas daudzumu:	ID35+10
Pievienojiet jaunu komponentu:	PI89: PI90, 100 gab., C, 470u, SMD: pievienot
Esoša komponenta noņemšana:	ID10: rm
Sintakses palīdzība:	palīdzēt

Lasīt no faila / rakstīt failā

Komponenta dati tiek glabāti.txt failā. Atkarībā no ievades programmatūra vai nu meklē failus failā, vai arī failam ieraksta jaunus datus. Jauni dati tiek ierakstīti, noņemot, pievienojot vai modificējot komponentus.

Izvadiet rezultātus

Programmatūra izvada darbības rezultātus konsolē. Ja tiek veikta meklēšana, tā vienlaikus ģenerē un izvada LED datus.

7. darbība. Datu struktūra

Komponenta datiem.txt failā ir noteikta struktūra. Katra faila rinda satur informāciju par atsevišķu komponentu, kas tiek saglabāts sistēmā. Katrs komponents sastāv no vairākiem parametriem, kas ir atdalīti ar komatu.

Daži parametri ir obligāti, un programmatūra tos izmanto, lai izsekotu detaļu atrašanās vietai un LED krāsām. Tāpēc tiem ir jāievēro noteikts formāts.

Obligātie parametri un to formāti ir:

• ID (formātā IDX, kur X ir viens vai vairāki cipari)

  ID darbojas kā unikāls katra komponenta identifikators. To izmanto, meklējot un dzēšot komponentus

• PI (formātā PIX: X, kur X ir viens vai vairāki cipari)

  PI apraksta, kuras gaismas diodes atbilst kādam komponentam

• Daudzums (Xpcs formātā, kur X ir viens vai vairāki cipari)

  Daudzumu izmanto, lai noteiktu LED krāsu katram komponentam

Citi parametri ir vienkārši domāti lietotājam. Programmatūrai nav jāsadarbojas ar tām, tāpēc to formāts nav obligāts.

8. solis: montāža - elektronika

Montāžu var sadalīt divās daļās, pirmā daļa ir displeja roka un elektronika.

Es saliku 3D drukātās detaļas, izmantojot nepieciešamās skrūves un uzgriežņus. Pēc tam es pievienoju 3D drukāto roku pie HDMI displeja, izmantojot 4 mm skrūves. Raspberry Pi tika pievienots ērtā vietā, un elektroinstalācija tika pievienota saskaņā ar diagrammu sadaļā "5. darbība: Elektronika".

Tika mēģināts vadīt vadu, vadot to ap displeja kronšteinu. Es izmantoju kabeļu saites, lai vadītu barošanas un datu kabeļus gar displeja sviru, lai izveidotu savienojumu ar pārējo uzglabāšanas sistēmu.

9. solis: montāža - uzglabāšanas sistēma

Montāžas otrā daļa ir pati uzglabāšanas sistēma.

Izmantojot komplektā iekļautos skrūvju caurumus, es pievienoju visus atsevišķos atvilktņu komplektus uz krāsota saplākšņa gabala, kas darbojas kā aizmugures dēlis.

Pēc tam es pievienoju LED sloksnes katrā rindā un savienoju visas rindas vienā LED sloksnē. Katras LED sloksnes rindas un virziena konfigurācijai nav nozīmes, jo to var pārkonfigurēt programmatūrā.

Lai pabeigtu montāžu, es piestiprināju displeja sviru ar elektroniku saplākšņa paneļa sānos.

Es sakārtoju visas sastāvdaļas jaunajā mājā un pievienoju.txt failu datu bāzei.

10. solis: secinājums

Projekts ir pabeigts, un es esmu patiesi gandarīts par to, kā tas izvērtās!

Man ir bijis laiks izmantot savu jauno uzglabāšanas sistēmu tikai dažas dienas, un tā darbojas lieliski. Es priecājos redzēt, kā šī sistēma nākotnē mainīs manu darbplūsmu, jo tas bija visa šī projekta mērķis.

Es ceru, ka jums patika šis projekts, un, ja jums ir kādas domas, komentāri vai jautājumi, lūdzu, atstājiet tos zemāk.