Wagoworkownica do ziemniaków

[kubaskubas4 33]

Witam. Przychodzę do was z kolejnym projektem. Wersja powiedzmy już 1.0,  nie udało mi się osiągnąc wszystkiego co chciałem, lecz przynajmniej całość działa w swoim postawowym założeniu.

Projektem tym jest wagoworkownica która będzie mi służyła do odważania ziemniaków podczas ich przebierania z skrzynio-palet.

Główne założenia:

• Ustawiamy wybraną przez nas wagę za pomocą potencjometru
• Włączamy za pierwszym razem taśmę włącznikiem
• Taśma do 90% wagi idzie na 100% prędkości, przy ostatnich 10% zwalnia do połowy, a po osiągnięciu zadanej wagi się zatrzymuje (niespełnione, nie działa zwalnianie przy ostatnich 10%, taśma rusza jedynie przy pustym zbiorniku i zatrzymuję się przy pełnym)
• Gdy taśma się zatrzyma, naciskamy rączkę i siłownik na powietrze otwiera klapkę od spodu zsypując ziemniaki do worka (dodane jest 5 sekund czekania po zamknięciu klapki, ponieważ czasem trzeba klapkę zamknąć i otworzyć aby ziemniaki zleciały dalej gdy się zablokują o siebie.)
• Gdy opróźnimy zbiornik i zamkniemy klapkę, taśma ponownie rusza

Elementy wykorzystane przy projekcie:

• Arduino UNO
• Wyświetlacz TM1638
• Moduł przekaźnika
• Stabilizator 5V L7805
• Potencjoemtr liniowy 10kOhm
• HX711 - wzmacniacz do belki tensometrycznej
• 2 szt Belek tensometrycznych po 20kg każda
• Wyłącznik krańcowy LS-11s
• Przycisk
• Silnik trójfazowy z przekładnią
• Falownik 

Schemat:

(Podłączenie do samego arduino możę wskazywać inne piny niż w kodzie! Reszta połączeń prawidłowa) (Na schemacie między przekaźnikiem a falownikiem jest jeszcze dodatkowy włącznik dzięki czemu możemy wyłączyć ręcznie taśmę, jest on dodany między P24 a NC) (Arduino jest zasilane z portu USB wyciągniętego na bok obudowy i podłączonego do ładowarki sieciowej (patrz zdjęcia na dole strony))

Kod:

Cały kod dla arduino.

WYMAGANE biblioteki HX711 i TM1638plus

float calibration_factor = 53270;

Każdy kalibruje tą linijkę dla swoich belek tensometrycznych. Przykładowy kod kalibracyjny

 

 if(buttons == 1)
  {
    ust = map(analogRead(ustPin), 0, 1000, 1400, 1600);
    if((analogRead(ustPin) >= 0) && ((analogRead(ustPin)  < 50)))
  {
   tm.reset();
    tm.displayText("  14.00");
    delay(100);
}
 else if((analogRead(ustPin) >= 50) && ((analogRead(ustPin)  < 100)))
  {
   tm.reset();
    tm.displayText("  14.10");
    delay(100);
   
   ...

Za pomocą tych linijek mapujemy wartość z potencjometru do wartości 1400- 1600 (14- 16kg), a następnie wyświetlamy na wyświetlaczu. Niestety miałem tutaj problem i albo ciałkowicie nie wyświetlała mi się ta zmapowana wartość na wyświetlaczu lub wyskakiwały jakieś chińskie znaczki, dlatego musiałem rozwiązać to w taki sposób jak w kodzie (dokładność w ustawianiu potencjometrem dałej mamy co do 10g, jednak na wyświetlaczu USTAWIONA waga zmienia się co 100g). Nie można było zmapować wartości do liczb po przecinku więc wybieramy liczbę w zakresie od 1400 do 1600 a następnie jest ona przemnażana.

if(ciezar <= ust*0.01)
      {
        digitalWrite(prze, HIGH);
      }
      else if(ciezar > ust*0.01)
      {
        digitalWrite(prze, LOW);
        delay(1000);
      }

Jeśli w lejku jest mniej niż ustawiona waga, to przekaźnik załącza taśmę, jeśli mamy już pełno to przekaźnik rozłącza taśmę.

else if(digitalRead(otwPin)==LOW)
  {
  tm.reset();
  tm.displayText("OTwArTE");
  Serial.println("otwarte");
  digitalWrite(prze, LOW);
  delay(5000);
  }

Jeśli otworzymy klapkę za pomocą siłownika, taśma zosatje dalej zatrzymana, wyświetla się napis "otwarte" i dodatkowo po zamknięciu klapki ten stan utrzymuje się przez 5 sekund (na przykłąd gdy musiamy zamknąć klapkę i ponownie otworzyć, żeby reszta zmieniaków zleciała, a żeby taśma nie ruszyła znowu i nie dorzuciła więcej ziemniaków).

Kod nie jest może najlepszy, jednak całość spełnia swoje zadanie. Standardowo miało być również sterowanie prędkością taśmy w zależności od wagi za pomocą sygnału PWM i konwerter PWM > 0-10V na układzie LM358. Jednak wtedy arduino musi być połączone z masą falownikiem przez co gdy silnik zwalniał lub przyspieszał to na wyświetlaczu pojawiały się wartości z wagi z kosomosu i całość głupiała. Próbowałem zastosować optoizolator, zmieniałem silnik i prawie każdy element jednak nic to nie dawało i jak narazie z tego zrezygnowałem, ponieważ straciłem na to kilka tygodni.

Oczywiście na ma z boku drugiej, wąskiej taśmy która by dosypywała na koniec po jednym ziemniaku, więc czasem się zdaży ze będzie 99% ustawionej wagi a spadną 4 ziemniaki które były akurat na taśmie i będzie powiedzmy 105% (waga normalnie podawana jest w kilogramach, dla przykładu podaje jednak wartości w procentach poniważ zależy to od ustawionej wagi za pomocą potencjometru) , więc potrzebna jest ręczna ingerencja żeby odłożyć te 3 dodatkowe, lecz nie taka jak przy sypaniu na oko i ręcznym ważeniu kiedy często nasypie się kilkogram czy dwa w jedną lub drugą stronę.

(Chciałęm wstawić jeszcze skonwertowane mp4 do gifa, niestety wyczerpałem limit na załączniki  )

To już wszystko na temat tego projektu, dziękuję wszystkiem za dotrwanie do tego momenu i życzę powodzenia w składaniu być może takiej samej, a nawet lepszej konstrukcji.

Edytowano Listopad 13, 2020 przez kubaskubas4

[Treker 2517]

@kubaskubas4 oryginalny projekt, czegoś takiego jeszcze u nas chyba nie było

[Ogyb 5]

Na zwalnianie dołożyć drugi przekaźnik zwierajacy jakiś rezystor i ustawić tam 50% prędkości na falownik. Przez wejście 0-10V np. Jak ktoś ręcznie sypał ziemniaki do worków... wie co to znaczy;)

[kubaskubas4 33]

@Ogyb Czyli pod COM podłączam 10V z falownika, i powiedzmy pod NC daje prosto do złącza OI (odczyt 0-10V) na falowniku, a na NC dodaje rezystor i tak samo pod OI. A gdzie w takim razie podłączyć masę?

[Polecacz 101]

Szukasz producenta PCB? Sprawdź firmę JLCPCB. Dlaczego warto?
   • Prototypy PCB 2-warstwowe za 2$ (gotowe w 24 godziny)
   • Prototypy PCB 4-warstwowe za 5$
   • Montaż SMT od 7$
   • Produkcja w profesjonalnej fabryce (zobacz film)
Sprawdź też » Jak powstaje PCB? Wycieczka po fabryce

[Ogyb 5]

Jeżeli weźmiesz 2 rezystory. Pierwszy rezystor do +10V falownika a drugi jego koniec do wejścia napięcia sterującego w falowniku. Potem bierzesz rezystor nr 2 i łączysz jego jeden koniec z wejściem napięcia sterującego w falowniku, a drugi koniec z przekaźnikiem. Potem wolny koniec styku przekaźnika do masy falownika.

 

Czyli na zwartym tworzy się dzielnik napięcia i podaje napięcie zgodne z stosunkiem rezystorków na wejście napięcia sterującego. Jeżeli przekaźnik jest rozwarty to na wejściu sterującym będzie 10V gdyż nie będzie podawana masa na dolny rezystor.

Edytowano Listopad 16, 2020 przez Ogyb

[kubaskubas4 33]

@Ogyb Przetestowałem już wage przy przebieraniu dwóch skrzyń, wszystko działa jak należy. To zwalnianie raczej nic nie da poniważ, odważa dobrze jedynie dosypuje czasem zbyt dużo ziemnaików (poprostu są 4 na taśmie i zlecą 4, a potrzeba jednego). Lepszym rozwiązaniem była by druga wąska taśma z boku, tak aby dosypywało pod koniec po jednym ziemniaku, jednak nie mam już tego jak przerobić raczej, a taki efekt jaki jest mi wystarczy.

[Admon 4]

Bardzo dobry przykład jak ułatwić ciężką pracę fizyczną wykorzystując technologię. Super pomysł jako pierwszy krok.

• W tej sytuacji nasuwa się pytanie - jakie jest finalne idealne rozwiązanie ? (IFR - Ideal Final Result), które jest integralnym elementem procesu TRIZ (skrót z rosyjskiego : техника решения инновационных задач) w/g Altszullera.

W/g mnie to jest maszyna pakująca Ishida (Japonia) - składająca się z 16 indywidualnych sekcji ważących ziemniaki umieszczonych na okręgu. W trakcie pakowania realizowana jest funkcja optymalizacji, polegająca na realizacji otwarcia 4-6 sekcji jednocześnie sterowanego przez przez komputer, tak aby uzyskać wagę jednostkowego opakowania zbliżoną do zadanej. Widziałem takie maszyny 20lat temu, pracujące z wydajnością 1 worek na  3-5 sekund.  Zadana waga była 2.2 funty UK (1 kg), a dokładność wynosiła 50g. Maszyna pracowała w zakresie do 20kg opakowania jednostkowego. Identyczne maszyny służą do pakowania produktów sypkich przemysłu spożywczego (np. czipsów).    

Szczegóły można obejrzeć: https://youtu.be/m6wOonjT9KE?t=103

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay