Sistem Penyimpanan Komponen: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Sistem Penyimpanan Komponen Utama adalah solusi unik untuk mengatur dan menyimpan komponen elektronik. Perangkat lunak kustom memungkinkan untuk katalogisasi komponen dengan fungsi pencarian built-in untuk mendapatkan akses cepat ke komponen tertentu. LED di atas setiap laci digunakan untuk menunjukkan lokasi dan status individu, atau kelompok, komponen.

Perlengkapan

Terima kasih kepada DFRobot karena telah menyediakan bagian-bagian berikut untuk proyek ini!

2 x 5V @ 3A Catu Daya USB

Tersedia di sini (tautan afiliasi):

1 x Raspberry Pi 4 Model B

Tersedia di sini (tautan afiliasi):

1x8,9" 1920x1200 IPS Layar Sentuh

Tersedia di sini (tautan afiliasi):

1 x WS2812b LED-Strip, 30LED/m

Tersedia di eBay

Semua file untuk proyek ini dapat ditemukan di GitHub saya:

Langkah 1: Ide

Latar belakang

Saya selalu kesulitan mengatur dan menyimpan komponen saya. Foto di atas menunjukkan keadaan solusi penyimpanan komponen saya saat ini. Meskipun memiliki komponen di beberapa kotak di seluruh bengkel mungkin berhasil untuk beberapa, itu selalu menjadi inefisiensi dalam alur kerja saya sendiri. Jadi, saya datang dengan sebuah proyek untuk memecahkan masalah ini.

Ide

Idenya adalah untuk menyimpan semua komponen dalam sistem penyimpanan yang sama. Sistem penyimpanan akan terdiri dari banyak laci dan setiap laci akan memiliki LED yang dipasang di atasnya.

Pengguna akan menggunakan perangkat lunak khusus untuk berinteraksi dengan sistem penyimpanan. Saat pengguna melakukan pencarian komponen, sistem menampilkan hasil pencarian teratas di layar. Pada saat yang sama, LED yang sesuai dengan pencarian menyala, yang menunjukkan lokasi komponen di dalam sistem penyimpanan.

Selain menampilkan lokasi, warna LED akan menunjukkan status (yaitu kuantitas) dari setiap komponen juga.

Persyaratan

Idenya dipecah menjadi persyaratan berikut yang ingin dipenuhi oleh proyek ini:

Buat sistem penyimpanan dan pengambilan sederhana untuk komponen berukuran kecil dan menengah

Buat antarmuka perangkat lunak untuk membuat katalog dan mencari melalui komponen

Gunakan LED RGB untuk menunjukkan lokasi dan status setiap komponen

Langkah 2: Desain - Sistem Penyimpanan

Saya mulai dengan pemodelan 3D sistem penyimpanan itu sendiri.

Saya merancang sistem penyimpanan dalam bentuk matriks laci cetak 3D dalam berbagai ukuran. Laci diposisikan dalam kotak 35×12 dengan total 310 laci. Itu cukup ruang untuk menyimpan semua komponen saya saat ini dan meninggalkan ruang untuk ekspansi di masa mendatang.

Jarak antar laci dalam arah vertikal dirancang untuk mengakomodasi strip LED selebar 10mm di atas setiap baris laci. Jarak dalam arah horizontal dirancang untuk menyamai jarak LED pada strip LED. Saya pikir menggunakan strip LED 30LED/meter akan menghasilkan ukuran yang memadai untuk setiap laci.

Semua laci dan dudukan laci dirancang untuk dicetak secara terpisah dan dirakit menjadi konfigurasi yang diinginkan. Laci tersedia dalam berbagai ukuran dan konfigurasi laci apa pun akan berfungsi dengan perangkat lunak setelah beberapa perubahan kode.

Untuk meminimalkan konsumsi filamen dan waktu pencetakan, ketebalan dinding pada semua bagian yang dicetak 3D telah dijaga agar tetap minimum. Setelah dirakit, unit penyimpanan keseluruhan cukup kokoh untuk menampung sebagian besar komponen ringan dan menengah.

Langkah 3: Desain - Tampilan Lengan

Karena sistem penyimpanan memerlukan layar HDMI untuk antarmuka pengguna, saya memutuskan untuk merancang lengan yang dapat disesuaikan untuk memasang layar dan elektronik.

Semua bagian lengan tampilan dirancang untuk dicetak 3D dan dirakit dengan baut dan mur M8. Lengan layar dirancang untuk menahan layar HDMI, Raspberry Pi, dan semua kabel.

Bagian dari lengan tampilan didasarkan pada desain dari Thingiverse ini.

Langkah 4: Pencetakan & Lukisan 3D

Setelah pemodelan 3D semua bagian, saatnya untuk mulai mencetak ratusan laci.

Saya menggunakan Prusa MK2S saya untuk semua bagian cetak 3D dari proyek ini. Saya menggunakan filamen PLA dengan tinggi lapisan 0.2mm dan pengisi 0%.

Bahan penopang hanya diperlukan pada dudukan laci berukuran sedang dan dudukan laci berukuran besar. Saya menentukan toleransi sempurna antara laci dan pemegang laci menjadi 0,2 mm. Jarak tempuh Anda mungkin sangat tergantung pada printer 3D Anda.

Setelah mencetak semua bagian yang terpisah, saya menggunakan lem super untuk merakit semua dudukan laci ke dalam kisi 35×12.

Saya tidak memiliki cukup filamen dengan warna yang sama, jadi saya memutuskan untuk menambahkan lapisan cat hitam untuk memberikan tampilan yang rata pada sistem penyimpanan.

Sebagai referensi, seluruh sistem penyimpanan 35×12 saya dengan 310 laci membutuhkan sekitar 5kg filamen untuk dicetak.

Langkah 5: Elektronik

Sedangkan untuk elektronik, pilihan perangkat kerasnya cukup mudah.

Saya memilih Raspberry Pi 4 Model B yang terhubung ke layar HDMI sebagai antarmuka pengguna. Anda juga dapat menggunakan Raspberry Pi tanpa kepala dan antarmuka dengan sistem melalui SSH. Versi Raspberry Pi yang lebih lama juga dapat berfungsi jika dapat menjalankan Python 3. Pustaka Neopixel yang digunakan dalam proyek ini tidak didukung pada Python 2.

Untuk LED, saya memilih strip LED 30LED/m, WS2812b, tanpa alasan khusus. Strip LED lainnya juga akan berfungsi jika didukung oleh perpustakaan Neopixel.

Untuk pengkabelan, tiga kabel USB-C digunakan untuk menyediakan daya ke Raspberry Pi, layar, dan LED. Kabel HDMI digunakan untuk menghubungkan layar dan Raspberry Pi.

Kabel Arduino Uno dan USB yang ditunjukkan pada foto adalah opsional. Anda dapat mengirim data ke Arduino melalui Serial dan menggunakannya sebagai pengontrol LED. Untuk kesederhanaan, saya memilih untuk tidak menggunakan Arduino dalam proyek ini.

Praktik desain yang baik adalah memasukkan pemindah level pada jalur data untuk LED karena Raspberry Pi GPIO hanya 3V3. Saya tidak memiliki masalah sejauh ini tetapi jika saya melakukannya, saya akan menerapkan sesuatu seperti "74AHCT125 Quad Level-Shifter".

Panduan menggunakan Neopixel dengan Python dan Raspberry Pi ada di sini.

Langkah 6: Ikhtisar Perangkat Lunak

Sementara semua bagian sedang dicetak 3D, saya mengerjakan perangkat lunak yang mengontrol seluruh sistem.

Perangkat lunak ini ditulis dalam Python 3 dan dimaksudkan untuk dijalankan sebagai aplikasi konsol di Raspberry Pi. Fungsionalitas perangkat lunak dapat dipecah menjadi bagian-bagian berikut:

• Baca masukan pengguna
• Baca dari file / tulis ke file
• Keluarkan hasilnya ke konsol dan LED

Saya akan memberikan deskripsi sederhana dari setiap langkah di bawah ini.

Baca masukan pengguna

Ketika input pengguna diterima, serangkaian ekspresi Regex digunakan untuk menentukan permintaan pengguna. Pengguna memiliki fungsi berikut untuk dipilih:

Fungsi	Contoh Panggilan
Daftar semua komponen:	semua
Cari komponen menurut ID:	ID22
Cari komponen berdasarkan parameter:	R, 22, SMD
Mengubah jumlah komponen:	ID35+10
Tambahkan komponen baru:	PI89:PI90, 100pcs, C, 470u, SMD:tambah
Hapus komponen yang ada:	ID10:rm
Bantuan sintaks:	Tolong

Baca dari file / tulis ke file

Data komponen disimpan dalam file.txt. Bergantung pada input, perangkat lunak mencari data dalam file atau menulis data baru ke file. Data baru ditulis saat menghapus, menambah atau memodifikasi komponen.

Keluarkan hasilnya

Perangkat lunak mengeluarkan hasil dari operasi ke konsol. Jika pencarian telah dilakukan, itu juga menghasilkan dan mengeluarkan data LED pada saat yang sama.

Langkah 7: Struktur Data

Data komponen dalam file.txt mengikuti struktur tertentu. Setiap baris file berisi informasi tentang satu komponen yang disimpan di dalam sistem. Setiap komponen terdiri dari beberapa parameter yang dipisahkan dengan koma.

Beberapa parameter bersifat wajib dan digunakan oleh perangkat lunak untuk melacak lokasi komponen dan warna LED. Oleh karena itu, mereka harus mengikuti format tertentu.

Parameter wajib dan formatnya adalah:

• ID (dalam format IDX di mana X adalah satu atau lebih digit)

  ID bertindak sebagai pengidentifikasi unik untuk setiap komponen. Ini digunakan saat mencari dan menghapus komponen

• PI (dalam format PIX:X di mana X adalah satu atau lebih digit)

  PI menjelaskan LED mana yang sesuai dengan komponen mana

• Kuantitas (dalam format Xpcs di mana X adalah satu atau lebih digit)

  Kuantitas digunakan untuk menentukan warna LED untuk setiap komponen

Parameter lain hanya dimaksudkan untuk pengguna. Perangkat lunak tidak perlu berinteraksi dengan itu dan oleh karena itu formatnya opsional.

Langkah 8: Perakitan - Elektronik

Perakitan dapat dibagi menjadi dua bagian, bagian pertama adalah lengan display dan elektronik.

Saya merakit bagian-bagian yang dicetak 3D menggunakan baut dan mur yang diperlukan. Saya kemudian memasang lengan cetak 3D ke layar HDMI menggunakan sekrup 4mm. Raspberry Pi dipasang di lokasi yang nyaman dan kabel terhubung sesuai dengan diagram di "Langkah 5: Elektronik".

Upaya telah dilakukan untuk mengatur kabel dengan melilitkannya di sekitar braket tampilan. Saya menggunakan pengikat kabel untuk memandu kabel daya dan data di sepanjang lengan layar untuk menyambungkan ke sistem penyimpanan lainnya.

Langkah 9: Perakitan - Sistem Penyimpanan

Bagian kedua dari perakitan adalah sistem penyimpanan itu sendiri.

Dengan menggunakan lubang sekrup yang disertakan, saya memasang semua rakitan laci terpisah ke sepotong kayu lapis yang dicat yang berfungsi sebagai papan belakang.

Setelah itu, saya memasang strip LED di setiap baris dan menghubungkan semua baris menjadi satu strip LED. Konfigurasi setiap baris dan arah strip LED tidak menjadi masalah karena dapat dikonfigurasi ulang dalam perangkat lunak.

Untuk menyelesaikan perakitan, saya memasang lengan display dengan elektronik di sisi papan kayu lapis.

Saya mengurutkan semua komponen ke dalam rumah baru mereka dan menambahkannya ke database file.txt.

Langkah 10: Kesimpulan

Proyek ini sekarang selesai dan saya sangat senang dengan hasilnya!

Saya hanya punya waktu untuk menggunakan sistem penyimpanan baru saya selama beberapa hari dan telah bekerja dengan baik. Saya senang melihat bagaimana sistem ini mengubah alur kerja saya di masa depan karena itulah tujuan dari keseluruhan proyek ini.

Saya harap Anda menikmati proyek ini dan jika Anda memiliki pemikiran, komentar, atau pertanyaan, silakan tinggalkan di bawah.