سیستم ذخیره سازی قطعات: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

سیستم ذخیره سازی قطعات نهایی یک راه حل منحصر به فرد برای سازماندهی و ذخیره قطعات الکترونیکی است. نرم افزار سفارشی اجازه می دهد تا فهرست اجزای با عملکرد جستجوی داخلی را برای دسترسی سریع به اجزای خاص فراهم کند. LED های بالای هر کشو برای نشان دادن موقعیت و وضعیت تک تک یا گروهی از اجزا استفاده می شود.

تدارکات

از DFRobot برای ارائه بخشهای زیر برای این پروژه متشکریم!

منبع تغذیه USB 2 x 5V @ 3A

در اینجا موجود است (پیوند وابسته):

1 عدد Raspberry Pi 4 مدل B

در اینجا موجود است (پیوند وابسته):

1 x 8.9 اینچ صفحه نمایش لمسی IPS 1920x1200

در اینجا موجود است (پیوند وابسته):

1 x WS2812b LED-Strip ، 30LED/متر

در وب موجود است

همه فایلهای این پروژه را می توانید در GitHub من پیدا کنید:

مرحله 1: ایده

زمینه

من همیشه در سازماندهی و ذخیره اجزای خود مشکل داشتم. عکس بالا وضعیت محلول ذخیره سازی اجزای فعلی من را نشان می دهد. در حالی که داشتن قطعات در چندین جعبه در سراسر کارگاه ممکن است برای برخی کار کند ، اما همیشه در گردش کار من ناکارآمد بوده است. بنابراین ، من یک پروژه برای حل این مشکل ارائه کردم.

ایده

ایده این بود که همه اجزا را در یک سیستم ذخیره سازی یکسان ذخیره کنیم. سیستم ذخیره سازی از کشوهای زیادی تشکیل شده و در هر کشو یک LED روی آن نصب شده است.

کاربر از یک نرم افزار سفارشی برای تعامل با سیستم ذخیره سازی استفاده می کند. هنگامی که کاربر یک جستجوی اجزا را انجام می دهد ، سیستم نتایج جستجوی برتر را روی صفحه نمایش می دهد. در همان زمان ، LED های مربوط به جستجو روشن می شوند ، بنابراین محل قطعه را در سیستم ذخیره سازی نشان می دهد.

علاوه بر نمایش مکان ، رنگ LED ها وضعیت (یعنی مقدار) هر جزء را نیز نشان می دهد.

نیازمندی ها

این ایده به الزامات زیر تقسیم شده است که هدف این پروژه برآوردن آنهاست:

یک سیستم ذخیره سازی و بازیابی ساده برای اجزای کوچک و متوسط ایجاد کنید

ایجاد یک رابط نرم افزاری برای فهرست نویسی و جستجوی اجزاء

از LED های RGB برای نشان دادن موقعیت و وضعیت هر جزء استفاده کنید

مرحله 2: طراحی - سیستم ذخیره سازی

من با مدل سازی سه بعدی سیستم ذخیره سازی خود شروع کردم.

من سیستم ذخیره سازی را در قالب ماتریسی از کشوهای چاپ سه بعدی در اندازه های مختلف طراحی کردم. کشوها در یک شبکه 12 35 35 و در مجموع 310 کشو قرار گرفته اند. این فضای کافی برای ذخیره همه اجزای فعلی من و فضا برای گسترش آینده است.

فاصله بین کشوها در جهت عمودی طوری طراحی شده است که یک نوار LED با عرض 10 میلی متر بالای هر ردیف کشو را در خود جای دهد. فاصله در جهت افقی طوری طراحی شده است که با فاصله LED در نوار LED برابر باشد. من تصور کردم که استفاده از نوار LED 30LED/متر اندازه هر کشو را مناسب می کند.

همه کشوها و جا کشوها طوری طراحی شده اند که جداگانه چاپ شده و در تنظیمات دلخواه جمع شوند. کشوها در اندازه های مختلف موجود هستند و هرگونه پیکربندی کشوها پس از تغییرات کد با نرم افزار کار می کند.

برای به حداقل رساندن مصرف فیلامنت و زمان چاپ ، ضخامت دیواره در تمام قطعات چاپ شده سه بعدی به حداقل رسیده است. پس از مونتاژ ، کل واحد ذخیره سازی به اندازه کافی محکم است تا اکثر اجزای سبک وزن و متوسط را در خود جای دهد.

مرحله 3: طراحی - نمایش بازو

از آنجا که سیستم ذخیره سازی برای رابط کاربری به یک صفحه نمایش HDMI نیاز دارد ، تصمیم گرفتم یک بازوی قابل تنظیم برای نصب صفحه نمایش و وسایل الکترونیکی روی آن طراحی کنم.

تمام قسمتهای بازوی صفحه نمایش به گونه ای طراحی شده اند که با چاپ سه بعدی ساخته شده و با پیچ و مهره M8 مونتاژ شده اند. بازوی صفحه نمایش برای نگه داشتن صفحه نمایش HDMI ، رزبری پای و تمام سیم کشی طراحی شده است.

قسمت هایی از بازوی صفحه نمایش بر اساس این طرح از Thingiverse طراحی شده است.

مرحله 4: چاپ و نقاشی سه بعدی

پس از مدل سازی سه بعدی تمام قسمت ها ، نوبت به چاپ صدها کشو رسید.

من از Prusa MK2S خود برای تمام قطعات چاپ شده سه بعدی این پروژه استفاده کردم. من از فیلامنت PLA با ارتفاع لایه 0.2 میلی متر و پر کردن 0٪ استفاده کردم.

مواد نگهدارنده فقط روی نگهدارنده کشوی متوسط و جا کشوی بزرگ مورد نیاز بود. من تحمل کامل بین کشوها و نگهدارنده های کشو را 0.2 میلی متر تعیین کردم. مسافت پیموده شده شما بستگی به چاپگر سه بعدی شما دارد.

پس از چاپ تمام قطعات جداگانه ، از چسب فوق العاده برای جمع آوری همه جا کشوها در شبکه 12 35 35 استفاده کردم.

من رشته کافی به همان رنگ نداشتم ، بنابراین تصمیم گرفتم یک لایه رنگ سیاه اضافه کنم تا ظاهر ذخیره سازی یکدست شود.

به عنوان مرجع ، کل سیستم ذخیره سازی 35 × 12 با 310 کشو برای چاپ به حدود 5 کیلوگرم رشته نیاز داشت.

مرحله 5: الکترونیک

در مورد لوازم الکترونیکی ، انتخاب سخت افزار نسبتاً ساده بود.

من یک Raspberry Pi 4 Model B متصل به یک صفحه نمایش HDMI را به عنوان رابط کاربری انتخاب کردم. همچنین می توانید از رزبری پای بدون سر استفاده کنید و از طریق SSH با سیستم ارتباط برقرار کنید. نسخه های قدیمی Raspberry Pi نیز اگر بتوانند پایتون 3 را اجرا کنند ممکن است کار کنند. کتابخانه Neopixel مورد استفاده در این پروژه در Python 2 پشتیبانی نمی شود.

برای LED ها ، من بدون هیچ دلیل خاصی نوار LED 30LED/m ، WS2812b را انتخاب کردم. سایر نوارهای LED نیز در صورت پشتیبانی از کتابخانه Neopixel کار خواهند کرد.

در مورد سیم کشی ، سه کابل USB-C برای تأمین برق رزبری پای ، صفحه نمایش و LED ها استفاده می شود. برای اتصال صفحه نمایش و رزبری پای از کابل HDMI استفاده می شود.

آردوینو Uno و کابل USB نشان داده شده در عکس اختیاری است. می توانید داده ها را از طریق Serial به Arduino ارسال کنید و از آنها به عنوان کنترل کننده LED استفاده کنید. برای سادگی ، من از آردوینو در این پروژه استفاده نکردم.

یک روش طراحی خوب شامل تغییر سطح در خط داده برای LED ها می شود زیرا رزبری پای GPIO فقط 3V3 است. من تا به حال هیچ مشکلی نداشته ام اما اگر چنین کنم ، چیزی شبیه به "74AHCT125 Quad Level-Shifter" را پیاده سازی می کنم.

راهنمای استفاده از Neopixel با Python و Raspberry Pi در اینجا وجود دارد.

مرحله 6: مرور کلی نرم افزار

در حالی که همه قطعات به صورت سه بعدی چاپ می شدند ، من روی نرم افزاری کار کردم که کل سیستم را کنترل می کند.

این نرم افزار در پایتون 3 نوشته شده است و به عنوان یک برنامه کنسول بر روی رزبری پای اجرا می شود. عملکرد نرم افزار را می توان به قسمت های زیر تقسیم کرد:

• ورودی کاربر را بخوانید
• از فایل بخوانید / به فایل بنویسید
• نتایج را به کنسول و LED ها منتقل کنید

در زیر توضیح ساده ای از هر مرحله ارائه خواهم کرد.

ورودی کاربر را بخوانید

هنگامی که ورودی کاربر دریافت می شود ، از یک سری عبارات Regex برای تعیین درخواست کاربران استفاده می شود. کاربر توابع زیر را برای انتخاب دارد:

عملکرد	مثال تماس
لیست تمام اجزاء:	همه
جستجوی یک جزء با شناسه:	شناسه 22
جستجوی یک جزء بر اساس پارامترها:	R ، 22 ، SMD
تغییر مقدار یک جزء:	ID35+10
یک جزء جدید اضافه کنید:	PI89: PI90 ، 100 عدد ، C ، 470u ، SMD: اضافه کنید
حذف یک جزء موجود:	ID10: rm
راهنمای نحو:	کمک

از فایل بخوانید / به فایل بنویسید

داده های کامپوننت در یک فایل.txt ذخیره می شود. بسته به ورودی ، نرم افزار یا داده های موجود در فایل را جستجو می کند یا داده های جدیدی را در پرونده می نویسد. هنگام حذف ، افزودن یا اصلاح قطعات ، داده های جدید نوشته می شود.

خروجی نتایج

این نرم افزار نتایج عملیات را به کنسول منتقل می کند. اگر جستجو انجام شده باشد ، داده های LED را نیز به طور همزمان تولید و خروجی می کند.

مرحله 7: ساختار داده

داده های کامپوننت موجود در فایل.txt از ساختار خاصی پیروی می کند. هر ردیف فایل حاوی اطلاعاتی در مورد یک جزء واحد است که در سیستم ذخیره شده است. هر جزء از چندین پارامتر تشکیل شده است که با کاما از یکدیگر جدا شده اند.

برخی از پارامترها اجباری هستند و توسط نرم افزار برای پیگیری مکان اجزا و رنگ LED استفاده می شوند. بنابراین آنها باید از قالب خاصی پیروی کنند.

پارامترهای اجباری و قالب های آنها عبارتند از:

• شناسه (در قالب IDX که X یک یا چند رقم است)

  شناسه به عنوان یک شناسه منحصر به فرد برای هر جزء عمل می کند. هنگام جستجو و حذف اجزاء استفاده می شود

• PI (در قالب PIX: X که X یک یا چند رقم است)

  PI توضیح می دهد که کدام LED ها با کدام جزء مطابقت دارند

• مقدار (در قالب Xpcs که X یک یا چند رقم است)

  مقدار برای تعیین رنگ LED برای هر جزء استفاده می شود

پارامترهای دیگر به سادگی برای کاربر در نظر گرفته شده است. نرم افزار نیازی به تعامل با آن ها ندارد و بنابراین قالب آنها اختیاری است.

مرحله 8: مونتاژ - الکترونیک

مجموعه را می توان به دو قسمت تقسیم کرد ، قسمت اول بازوی صفحه نمایش و وسایل الکترونیکی است.

من قطعات چاپ شده سه بعدی را با استفاده از پیچ و مهره مورد نیاز مونتاژ کردم. سپس بازوی چاپ سه بعدی را با استفاده از پیچ های 4 میلی متری به صفحه نمایش HDMI وصل کردم. رزبری پای در یک مکان مناسب متصل شد و سیم کشی مطابق نمودار "مرحله 5: الکترونیک" متصل شد.

سعی شد کابل سیم کشی را با پیچاندن دور براکت صفحه نمایش مدیریت کند. من از کابل های کابل برای هدایت کابل های برق و داده در امتداد بازوی صفحه نمایش برای اتصال به بقیه سیستم ذخیره سازی استفاده کردم.

مرحله 9: مونتاژ - سیستم ذخیره سازی

قسمت دوم مجموعه ، خود سیستم ذخیره سازی است.

با استفاده از سوراخ های پیچ موجود ، همه مجموعه کشوهای جداگانه را روی تکه ای از تخته سه لا رنگ آمیزی شده که به عنوان تخته پشتی عمل می کند ، وصل کردم.

پس از آن ، نوارهای LED را روی هر ردیف وصل کردم و همه ردیف ها را به یکدیگر در یک نوار LED متصل کردم. پیکربندی هر ردیف و جهت نوار LED مهم نیست زیرا می توان آن را در نرم افزار پیکربندی کرد.

برای اتمام مونتاژ ، بازوی صفحه نمایش را با قطعات الکترونیکی در قسمت پشتی تخته سه لا متصل کردم.

همه اجزا را در خانه جدید آنها مرتب کردم و به پایگاه داده فایل.txt اضافه کردم.

مرحله 10: جمع بندی

پروژه در حال حاضر به پایان رسیده است و من واقعاً از نحوه انجام آن راضی هستم!

من فقط چند روز وقت داشتم از سیستم ذخیره سازی جدیدم استفاده کنم و بسیار عالی کار می کرد. من بسیار هیجان زده هستم که ببینم چگونه این سیستم گردش کار من را در آینده تغییر می دهد ، زیرا این هدف این پروژه بود.

امیدوارم از این پروژه لذت برده باشید و اگر نظری ، نظری یا س questionsالی دارید ، لطفاً آنها را در زیر بگذارید.