Detector de nivel de máquina de coque - ¡Ahora con voz !: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

¡Este proyecto es una remezcla de mi detector de nivel de latas de máquina de coque, (https://www.instructables.com/id/Coke-Machine-Can-Level-Detector/) con nuevos sensores y la adición de sonido hablado!

Después de que hice mi primer detector de nivel, agregué un zumbador piezoeléctrico para brindar retroalimentación audible para las personas con discapacidad visual. Funcionó, pero fue un poco, meh … ¿Qué significaba cada sonido en particular? Necesitaba una explicación, por lo que no era una solución demasiado práctica. Lo dejé y me fui a hacer otras cosas.

Recientemente, hice algunos Portal Turrets que usaban el reproductor de MP3 DFPlayer Mini (o MP3-TF-16P). Ese proyecto funcionó bastante bien, y cuando un día saqué una bebida de mi máquina de Coca-Cola, me di cuenta de que podía usar el chip DFPlayer con un altavoz y finalmente obtener la solución que originalmente quería para ayudar a las personas con discapacidad visual. Haría lo que hizo originalmente, ¡pero ahora HABLARÍA el nivel en la máquina también!

También quería usar los sensores VL53LOX para cambiar las cosas. Sabía que usaban el bus I2C y todos usaban la misma dirección, por lo que fue un desafío adicional usar 2 de ellos, junto con la pantalla LCD en el mismo bus.

Así que ahora, esta versión proporciona la misma pantalla gráfica al acercarse a la máquina, pero cuando se acerque un poco más, ¡también le dirá cuántas latas quedan! Lo configuré de esta manera con una distancia de conversación relativamente corta para evitar viajes molestos cuando estoy trabajando cerca de la máquina.

En mi opinión, esta es una plataforma barata para proporcionar información audible de varios sensores. Hay mucho más espacio en la caja y en el Nano para otras entradas sensoriales. ¡Ahora solo es cuestión de crear otras aplicaciones!

Paso 1: Piezas impresas

El diseño físico de la caja es prácticamente el mismo que el diseño anterior, pero tuve que mover las cosas para incluir el chip DFPlayer y el altavoz de 4 cm como se usó en el proyecto Turret.

Los componentes están impresos de la misma manera que en mi versión anterior, con la placa frontal roja / blanca impresa utilizando el sitio web de impresión multicolor de Prusa: (https://www.prusaprinters.org/color-print/). Todavía no sé si esta inclusión de gcode funcionará en otras impresoras sin los complementos multicolores, ¡pero me gusta el resultado!

Las dimensiones son las mismas que las de la construcción anterior, lo que significa que puede intercambiar las partes impresas (placa frontal y soporte del sensor) y usar las combinaciones de sensores que desee: HC-SR04 o VL53LOX. ¡La diferencia se reducirá al código!

La parte superior e inferior que se muestran aquí funcionan juntas, por lo que no son intercambiables con el diseño anterior.

Paso 2: Electrónica

Aquí hay una lista de las partes internas de esta compilación:

• Arduino Nano
• Kuman OLED IIC amarillo azul de 0,96 pulgadas y 4 pines (SSD 1306 o similar).
• VL53LOX (cantidad: 2 para esta versión)
• Conector genérico de montaje en panel de toma de CC de 5,5 mm x 2,1 mm (ver imagen)
• Altavoz de 4 cm, 4 ohmios, 3 vatios (n.o de pieza CLT1026 o EK1794 en Amazon)
• Mini reproductor MP3 DFPlayer (o MP3-TF-16P)
• Un poco de cableado

El conector de enchufe 2.1 es opcional, ya que la unidad está cableada de manera que se pueda alimentar a través del Nano.

Dado el consumo de energía del altavoz y otros componentes, ahora se necesita una buena fuente de alimentación en comparación con el diseño anterior.

Paso 3: cableado

La mayoría de las conexiones se sueldan juntas directamente con alambre. Las áreas que requieren múltiples conexiones son las fuentes de alimentación de 5 V y las conexiones GND a sensores y dispositivos del Nano. Lo mismo se aplica para el bus I2C a los sensores y la pantalla LCD. Los soldé y utilicé una envoltura retráctil para mantenerlo algo ordenado y evitar cortocircuitos.

Me gusta precablear los componentes individuales y luego hacer las conexiones entre ellos y el Nano. Al final, hice algunas de las conexiones usando conectores enchufables, como en la pantalla LCD. Significa que puedo reemplazarlos fácilmente si se queman, pero dado que la pantalla solo se enciende cuando hay alguien al frente, debería tardar mucho tiempo.

Paso 4: Ensamblaje mecánico

Este dispositivo está diseñado para ensamblarse sin sujetadores. Las pequeñas puntas o alfileres de la cubierta superior son delicadas y pueden romperse. Lo diseñé de esta manera para que pueda perforarlos y usar tornillos de 2 mm o similares si lo desea. Solo agrego la cubierta una vez que finalmente he terminado y no he tenido que recurrir a tornillos (a pesar de que he roto algunos pasadores de ubicación) ya que los ganchos de bloqueo hacen su trabajo.

La cubierta superior con ganchos está diseñada de modo que apriete un poco los lados inferiores donde los ganchos se enganchan con la placa inferior para desengancharlos y quitar la cubierta. Para hacer esto más fácil, puede perforar un poco los orificios donde entran los pasadores. Eso facilitaría el montaje / desmontaje.

El nano y el DFPlayer encajarán en su ubicación con bastante facilidad. Se empuja el conector de alimentación y la tuerca lo bloquea en su lugar. El altavoz simplemente se desliza en la base impresa. El VL53LOX se ajusta a presión en la cubierta y el soporte del sensor separado. Una vez que están presionados, no se mueven. (¡No olvide en qué dirección debe apuntar el sensor y no olvide quitar la pequeña película de plástico del sensor antes de instalarlo!) Lo mismo ocurre con la pantalla LCD, pero es posible que necesite algunos arreglos si las dimensiones de la PCB del proveedor son un poco diferentes a los que yo uso. (He probado algunos que tienen dimensiones ligeramente diferentes). Podría agregar una versión que use 2 tornillos y una correa como lo hice con mi controlador de torreta maestro.

Paso 5: Código

El código comenzó desde mi primera compilación, pero luego se cambió. Utilizo las mismas bibliotecas para la pantalla LCD, pero necesitaba incorporar las bibliotecas VL53LOX y DFPlayer. Originalmente probé la biblioteca Adafruit para los sensores VL53LOX, ¡pero consumieron TODA la memoria en el Nano antes de que pudiera terminar mi código! Tuve que abandonar esa biblioteca e ir con algo que consumiera menos memoria. Las bibliotecas resultantes utilizadas son mucho más sencillas y dejan espacio para más sensores. Un resultado mucho mejor.

Traté de dividir y comentar el código donde tiene sentido, así que espero que sea bastante evidente en cuanto a lo que está sucediendo allí. Como de costumbre, este proyecto requirió un poco de investigación para descubrir cómo hacer que las bibliotecas hicieran lo que yo quería. Cuando busco respuestas, encuentro que los resultados de la búsqueda son principalmente los problemas que tienen las personas y no ejemplos de soluciones a sus problemas. Esperamos que estos ejemplos le resulten útiles. He incluido algunos como comentarios en el código.

Los sonidos que utilizo se adjuntan como un archivo zip. Son solo grabaciones mías diciendo "Tienes …" [número de latas] "restantes". Los archivos se utilizan de la misma manera que mis proyectos anteriores, con los archivos guardados como 0001.mp3, 0002.mp3, etc. En este caso, 0001 es solo una lectura del número "uno" que corresponde al número leído en voz alta.

Comencé a buscar archivos de sonido de buena calidad de alguien que leyera del 1 al 30, pero los buenos que encontré estaban detrás de muros de pago y demás, así que tomé un micrófono viejo, lo enchufé y me grabé contando. Luego los corté y los guardé como mp3 usando Audacity. Bastante sencillo de hacer una solución simple. ¡La diversión está en incorporar otras grabaciones o sonidos! ¡Diviértete aquí!

Paso 6: Pensamientos finales

Este fue un rediseño bastante rápido, ya que surgió de la parte posterior del proyecto Portal Turret, y mantuve mucho del diseño original. Aunque originalmente se hizo para controlar mi suministro de bebidas, espero que esta caja simple se pueda usar para otros propósitos donde se necesita información sensorial, ya sea mostrada o hablada.

¡Avíseme si se le ocurren otros usos para esta plataforma simple!