Efy testado Preeti Bhakta & Sani Theo

Máquina de venda automática líquida baseada Arduino

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Efy testado Preeti Bhakta & Sani TheoEsta é uma máquina automática de venda automática de líquidos baseada no sistema de identificação por radiofrequência (RFID). Uma quantidade fixa de líquido pode ser dispensada passando uma etiqueta RFID no leitor RFID. Um LCD alfanumérico é usado para exibir a operação e as instruções a serem seguidas pelos usuários durante a distribuição do líquido. Essa máquina pode ser implementada em organizações como hospitais e faculdades (medicina, engenharia etc.) para fornecer serviço 24 horas para clientes sem humanos envolvidos.

A máquina de venda automática tem muitas vantagens e é altamente benéfica de várias maneiras. Alguns exemplos são dados abaixo:

  1. Nos hospitais, pode ser usado como uma máquina de venda automática de leite. Os pacientes podem comprar leite na máquina de venda automática sem ir ao mercado.
  2. Nas organizações educacionais, algumas lojas são abertas por horário fixo. Com esta máquina, você obtém serviço 24 horas.
  3. Em eventos / funções, esta máquina pode ser usada para distribuir sucos de sabores variados.
  4. Nas áreas rurais, esta máquina pode ser usada para dispensar água para uma variedade de finalidades, incluindo plantas para beber e regar, a fim de aumentar a produtividade e a qualidade.

O conceito deste projeto pode ser útil para entusiastas e designers para projetar ainda mais uma máquina mecânica robusta. Este artigo de bricolage descreve a programação e a interface do circuito de acordo com o protótipo de trabalho sem peças de construção mecânica. Os principais componentes necessários neste projeto estão listados na tabela na próxima página. O diagrama de blocos da máquina de venda automática de líquidos baseada em Arduino é mostrado na Fig. 1.

Diagrama de blocos da máquina de venda automática de líquidos baseada em Arduino
Fig. 1: Diagrama de blocos da máquina de venda automática de líquidos baseada em Arduino

Circuito e trabalho

O diagrama do circuito da máquina de venda automática de líquidos baseada em Arduino é mostrado na Fig. 2. Este projeto consiste em sensor de fluxo analógico, etiqueta RFID, leitor RFID, LCD 16 × 2, solenoide, Arduino Uno, um relé de canal único e uma fonte de alimentação de 12V DC .

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Diagrama de circuito da máquina de venda automática de líquidos
Fig. 2: Diagrama do circuito da máquina de venda automática de líquidos

Sensor analógico de fluxo de água

Este sensor mede a vazão de um fluido. Possui duas aberturas – uma para entrada de fluido e outra para saída de fluido.

Ele trabalha com o princípio do efeito Hall. O efeito Hall é utilizado no medidor de vazão usando um pequeno rotor em forma de ventilador / hélice, que é colocado no caminho do fluxo de líquido.

Possui três fios: fio vermelho para tensão de alimentação, fio preto para terra e um fio amarelo para coletar a saída do sensor de efeito Hall. A tensão de alimentação pode ser de 5V a 18V DC.

Leitor RFID

O módulo EM-18 RFID (consulte a Fig. 3) é usado para ler a etiqueta RFID. Decodifica e transmite o sinal para o Arduino através de um protocolo de comunicação serial.

Leitor RFID EM-18
Fig. 3: Leitor RFID EM-18

LCD

Um LCD 16 × 2 (tela de cristal líquido) exibe os dados recebidos da placa Arduino.
Solenóide. Um solenóide de 12V é usado para controlar o fluxo de líquido. Quando o solenóide é energizado, ele abre sua válvula e permite que o fluido flua através do sensor de fluxo; caso contrário, permanece fechado e não permite que o fluido flua através dele. A válvula solenoide usada neste projeto é mostrada na Fig. 4.

Válvula solenóide usada na máquina de venda automática de líquidos
Fig. 4: válvula solenóide

Neste projeto, o Arduino é o cérebro que controla todo o processo. O sensor de fluxo analógico conectado à placa Arduino é mostrado na Fig. 5.

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Sensor de fluxo analógico conectado ao Arduino
Fig. 5: Sensor de fluxo analógico conectado ao Arduino

Quando o líquido flui através do sensor de fluxo, ele empurra as aletas do rotor, fazendo com que ele gire. O eixo do rotor está conectado a um sensor de efeito Hall. É um arranjo de uma bobina que flui de corrente e um ímã conectado ao eixo do rotor; assim, uma tensão / pulso é induzida à medida que esse rotor gira. Neste medidor de vazão, para cada litro de líquido que passa pelo sensor por minuto, ele produz cerca de 4,5 pulsos.

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O pino de saída deste sensor de fluxo está conectado ao pino digital 2 do Arduino. Quando o líquido flui, os pulsos de saída são contados pelo microcontrolador no Arduino.

O número total de pulsos recebidos é convertido em uma unidade específica, como mililitros por segundo ou litro por minuto. Isso ocorre devido à alteração do campo magnético causado pelo ímã conectado ao eixo do rotor. Aqui, a vazão em litros por minuto (L / min.) É calculada usando uma fórmula de conversão simples.

O pino Tx do leitor EM-18 está conectado para receber o pino Rx do Arduino. Quando a etiqueta RFID passa pelo leitor EM-18, envia dados para o Arduino. Se combinar com os dados programados, envia um sinal para a entrada do driver de relé que consiste no transistor BC547 (T1). Esse sinal de entrada faz com que o transistor conduz, o relé RL1 seja energizado, que, por sua vez, conecta a fonte de 12V ao solenóide através do pino NO do relé e o solenóide é energizado. Ao mesmo tempo, a mensagem “Coloque sua panela / jarra / copo” é exibida na primeira linha do LCD1.

A energização do solenóide permite que o líquido flua através do sensor de fluxo. À medida que o líquido começa a fluir através do sensor de fluxo, a quantidade de líquido sendo dispensada é exibida na segunda linha do LCD1.

Quando uma quantidade predefinida (programada no código) de líquido passa pelo sensor de fluxo, o relé é automaticamente desenergizado e o fluxo de líquido para. Ao mesmo tempo, a mensagem “Retire sua panela / jarra / copo” é exibida na primeira linha do LCD1.
Se você deseja a mesma quantidade de líquido novamente, basta passar o cartão RFID novamente no leitor RFID. Você pode repetir isso várias vezes até que a quantidade de líquido no recipiente termine.

Programas

O código do software (liquid_vending.ino) está escrito na linguagem de programação Arduino. O IDE do Arduino é usado para compilar e fazer upload do esboço no microcontrolador ATmega328 da placa Arduino. Cada etiqueta RFID tem um número único. Esse número deve ser incluído no código / esboço do Arduino.

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O código do Arduino usa o arquivo de cabeçalho LiquidCrystal.h para a comunicação LCD e serial para ler os dados do leitor RFID. Duas funções internas são usadas, a saber, Serial.available () para retornar o número da tag RFID que chegou no buffer serial e Serial.readString () para ler uma sequência de números de tag RFID.

Nesse código / esboço, usamos uma variável como “int amount = 1000”. Isso fornece uma quantidade líquida padrão de 1000 mililitros ou um litro por furto de cartão. Apenas mude o valor da quantidade conforme sua exigência.

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Construção e testes

  1. Conecte todos os componentes e módulos conforme o diagrama esquemático.
  2. Conecte uma fonte de alimentação de 12V do adaptador de 12V ou da bateria de 12V ao pino Vin do Arduino, driver de relé e ao pino NO do relé.
  3. Conecte o pino comum do relé ao solenóide, conforme mostrado no diagrama de circuitos.
  4. Verifique a quantidade padrão de líquido no código para distribuição por minuto.
  5. Passe a etiqueta RFID sobre o leitor EM-18. Se corresponder ao código de etiqueta RFID programado, o relé e o solenóide serão energizados, a água da fonte (torneira) fluirá através do sensor de fluxo.
  6. Você obterá todas as informações relevantes no LCD1, como já explicado.

Verifique se há quantidade suficiente de líquido na fonte (torneira ou recipiente de água). Menos quantidade de líquido na fonte significa menos pressão no fluxo de líquido no tubo, resultando em imprecisão na medição do fluxo de líquido.


Sagar Raj é fundador e diretor do Shoolin Labs, Jaipur e Lifegraph Biomedical Instrumentation Pvt Ltd no Incubation Center, IIT Patna. Ele é professor convidado na NIELIT Patna

Mahendra Raisinghani é co-fundadora e diretora do Shoolin Labs, Jaipur e Lifegraph Biomedical Instrumentation Pvt Ltd no Incubation Center, IIT Patna



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