Mein neues Projekt: Die kleine Mischerei

Hallo,

nachdem mein 3D Drucker jetzt endlich einigermaßen vernünftig druckt habe ich jetzt Zeit für mein nächstes Projekt.:)

Beruflich erstelle ich industrielle Programme für Mischfutterwerke. Da jetzt von Siemens eine neue Steuerung auf dem Markt gekommen ist möchte ich ein komplett neues Programm dafür schreiben. Damit ich meine Module für meinem Programm besser entwickeln kann möchte ich mir gerne eine kleine Mischerei zusammenbauen.

Mit dem mechanischen Aufbau bin ich schon gestartet. Momentan habe ich einen Schieber, eine Schnecke, eine Waage und einen Farb-Sortierer entwickelt.

Als Material zum Dosieren benutze ich 6mm Softair Kugeln. Smarties oder M&Ms sollen nachher auch dosiert werden können :-)

Als erstes habe ich den Schieber entwickelt. Dies war gar nicht so einfach und ich brauchte ein paar Versuche bis dieser gut funktionierte.

Anhang 31923


https://www.youtube.com/watch?v=0EHYt66hNAA

Die Schecke war da schon einfacher. Und läuft eigentlich ganz gut.

https://www.youtube.com/watch?v=Yw2nN8QReCg

Ich kann auch schon ein paar Gramm dosieren :rolleyes: Momentan läuft das Programm auf einen Arduino.
Bei der Waage habe ich eine 1kg Wiegezelle verwendet welche ich über ein HX711 auswerte.

https://www.youtube.com/watch?v=HLBPGdUpEUY

Momentan arbeite ich noch an den Farb-Sortierer. Dieser soll nachher die zusammgemischen Kugeln oder die Smarties / M&Ms sortieren.
Die Farbe wird über ein TCS34725 Sensor erkannt.
Momentan macht der Antrieb der Scheibe noch Probleme... Aber die ersten Tests sehen ganz zuversichtlich aus.

https://www.youtube.com/watch?v=GhXdmScTsW4

Hallo Staind,

super Projekt. Hast Du sehr schön gelöst. Lass uns daran teilhaben.

Hallo hans99,

Vielen Dank. Ich werde versuchen den Fortschritt des Projektes hier zu posten.

Ich hätte da mal die Frage:

Welche Methode ist eurer Meinung nach die Beste um 12V runter auf 5V zu transformieren? Das 5V Potential würde ich dann schon gerne mit bis zu 1.5A Dauerstrom belasten.

Gruß André

Das Projekt gefällt mir auch sehr gut. Werde es weiter verfolgen.

Zum Thema Versorgung würde ich einen Step-Down Wandler nehmen. Wenn du einen analogen Regler nimmst verheizt du bis zu 10,5W ((12V - 5V) x 1,5A).
Wenn du irgendwelche analogen Dinge hast (OPs, ADCs, DACs,...) kannst du es aufteilen. Die Versorgung des digitalen Teiles über Step-Down und die analogen Teile mit analogen Regler wie z.b. 7805.

MfG Hannes

Ja wollte mehrere Strommessungen einbauen, mal schauen wie ich das realisiere. Wollte da ein Shunt einsetzen.


Es gibt auch wieder ein kleines Update. Momentan bin ich dabei ein Elevator zu konstruieren.


Hier die ersten Bilder und Tests.

https://www.youtube.com/watch?v=F3f44ORi3-Y

Hier die ersten Tests mit Kugeln.
Achtung es wird scharf geschossen :cool:

https://www.youtube.com/watch?v=-ATnttD6c9M

Und hier mit M&Ms

https://www.youtube.com/watch?v=snHCBP4mbX8

So der Elevator ist so gut wie fertig. War schon ein wenig Arbeit aber jetzt funktioniert er eigentlich ganz gut.
Vielleicht schaffe ich es morgen ein Video zu machen.

Hier schon mal 2 Bilder:


Anhang 32001 Anhang 32002

Gruß André

Hallo,
ein Super Projekt was du das machst, toll!

Ich habe eine frage, ich nöchte kleine Eistropfen ähnlich Crusheis dosieren, hier gefiel mir deine Schnecke, gibt es diese so zu Kaufen oder hast du die selbst gebaut?
Dekst du das würde mit eif funktionieren?

LG
Norbert

Hallo Norbert,

mich freut es das dir mein Projekt gefällt.
Ich habe mein Postfach auch wieder geleert :-).
Die Schnecke habe ich selbst konstruiert und nachher mit ein 3D Drucker gedruckt. So gibt es sie also nicht zu kaufen.
Also ich denke schon das die Schnecke kleine Eistropfen dosieren kann. Nur ich weiß nicht was passiert wenn das Eis länger in der Schnecke liegt. Es würde ja dann schmelzen und das Wasser läuft aus allen Ritzen her raus.
Also Smarties bzw. M&Ms kann die Schnecke ohne Probleme dosieren.

In letzter Zeit wurde es ein wenig ruhig um die Mühle :( das soll sich aber jetzt ändern.

Ich bin gerade dabei das Gestell aufzubauen. Es sieht eigentlich schon ganz gut aus.
In den nächsten Tagen muss mein Drucker ein wenig arbeiten. Habe jetzt die Dosierung fertig konstruiert.

Hier mal ein paar Bilder dazu:

Anhang 32136 Anhang 32137

Anhang 32138

Habe das Video vom Elevator nicht vergessen. Ich muss allerdings noch eine Kleinigkeit ändern.

Kleines Update:

Der Schieber wurde ein wenig umkonstuiert. Die Endlagen sind jetzt nicht mehr vorne und hinten sondern seitlich.
Ansonsten ist der Drucker gerade kräftig am Drucken.

Anhang 32171

Anhang 32172

Leider wird es bis Weihnachten hier ein wenig ruhiger. Ich muss beruflich verreisen...

Leider gibt es noch nicht viel neues, aber der Aufbau läuft ;).
Musste mich ein wenig um mein 3D Drucker kümmern, aber jetzt geht es mit der Mischerei weiter.
Hier einmal ein paar Bilder vom aktuellen Stand.

Anhang 32359 Anhang 32360
Anhang 32361 Anhang 32362

Es hat zwar ein wenig gedauert aber hier ist jetzt das Video vom Elevator :-)

https://www.youtube.com/watch?v=3HOWSBaLwyE

Der große Elevator ist nun endlich fertig. So einfach wie ich mir das vorgestellt habe war es jetzt nicht.
Der Elevator hat auch schon in mein Modell Platz gefunden. Als nächstes werden die Übergänge fertig gestellt.

Anhang 32365

Hallo Staind,
sehr schön.

Die Ansteuerung der einzelnen Behälter ist aber eine Herausforderung.

P.S.Hast Du auch einen Namen?

Ja klar, mein Name ist André.


Ja das wird eine Herausforderung, aber es muss ja nicht alles sofort laufen. Ich werde erst mal mit einem Behälter anfangen.


Hier noch ein kleines Video vom Elevatoreinlauf. Ein kleiner Belastungstest :-)


http://www.youtube.com/watch?v=Wg4l52pTyj0

Wieder ein kleines Update

Der Übergang ist zwar noch nicht fertig... aber die große Schnecke musste ich trotzdem schon testen :-)

https://www.youtube.com/watch?v=ptsT6tupbYk

Der Übergang/ Schneckenaustrag ist jetzt fertig gestellt. Ich habe da eine Schanzklappe/Überlaufklappe mit eingebaut.
Diese soll beim Stau die Schnecke abschalten.

Anhang 32378

Anhang 32379

Dazu noch ein kleines Video.
(Die Schneckenwelle wird noch verlängert, dann fallen auch keine Kugeln mehr beim Überlauf durch das kleine Loch )

https://www.youtube.com/watch?v=64w4cXR4jnI

Als nächstes wird eine 6 Wege Stellweiche konstruiert. Diese soll zwischen dem Elevator und den 6 Zellen verbaut werden.
Später soll diese dann hinter den Farbsortierer verbaut werden.

Es geht vorran :-)

Die Dosierschnecken haben ein Lager am Austrag bekommen... Ich finde die sehen jetzt ein wenig gefährlich aus :p

Anhang 32397

Und das Hautgestell ist nun fertig...

Anhang 32398

Die 6 Wege Stellweiche muss noch ein wenig warten...
Dafür habe ich jetzt die Silodeckel fertig. Zur Füllstandserfassung habe ich noch ein Ultraschallsensor verbaut.

Anhang 32403

Hier das ganze mal in Aktion mit ein Testprogramm. Den Messwert muss ich noch durch ein Filter packen damit er nicht so schwankt.
Aber es funktioniert eigentlich ganz gut.

Jetzt habe ich aber ein anderes Problem. Durch die Reibung der Kugeln am Plexiglas lädt sich dieses statisch auf... hat jemand eine Idee wie ich das lösen kann.
Momentan stört es nicht. Man sieht es am Ende des Videos ganz gut wie die Kugeln im neuen Silo von Zauberhand Schweben :-)

https://www.youtube.com/watch?v=K_HKSPd5GhI

Ich weiß nicht ob es hilft bzw wie lange es hält. Aber ich habe einen Antistatikspray zu hause. Habe das einmal für Kabel-/Brüstungskanäle in der Werkstatt gekauft. Dort funktioniert es relativ gut.

MfG Hannes

Es ist schon wieder ein wenig her... aber es geht voran.

Vielleicht werde ich das mit dem Antistatikspray mal ausprobieren. Ich habe aber die Befürchtung das dadurch das Plexiglas "verschmiert" und nicht mehr so schön klar ist.
Ich werde das Problem erst einmal aussitzen und hoffen das dadurch keine größeren Probleme entstehen. Ok die Kugeln schweben in der Luft aber damit kann ich leben.
Unschön wäre das meine Elektronik durch eine Entladung schaden nimmt.
Habe mein Drucker jetzt wieder ein wenig umgebaut so das er jetzt 2 Extruder besitzt :-)
Jetzt kann ich in 2 verschiedenen Farben, mit Stützmaterial oder was noch am Interessantesten ist Materialien mixen.
Letztes brauche ich jetzt nämlich. Die 6 Wege Stellweiche muss noch ein wenig warten und der Trogkettenförderer (TKF) wird vorgezogen.

Den Riemen mit den Mitnehmern sowie die Umlenkrolle habe ich soweit fertig.
Momentan sitze ich an den Spannelement.

Hier ein paar Bilder:

Anhang 32435

Anhang 32436

Nach fast ein Jahr gibt es jetzt wieder mal ein Update.
Es hat sich eigentlich viel geändert auch wenn man es auf dem ersten Blick nicht sieht.

- der Trogkettenförderer ist jetzt zu 90% fertig
- die Schneckengewinde wurden noch einmal überarbeitet
- die Schieber wurden noch einmal komplett überarbeitet
- die ersten Kabelwege sind montiert
- das erste Layout der Steuerungsplatine zum Steuern von 8 Schiebern einer Waage und 2 Füllstandsensoren ist fertig
- die Schnecken haben jetzt noch Absperrschieber bekommen
- am Farbsortierer wurde auch schon weiter gearbeitet. Dieser besitzt jetzt ein kleinen Schrittmotor.

Die nächsten Schritte:
- der Trogkettenförderer fertigstellen
- die Schnecken werden noch einmal überarbeitet
- Kabelweg fertigstellen
- die Steuerungsplatine wird noch einmal umgestalten
- den Farbsortierer fertigstellen
- und natürlich die Software



Wenn alles klappt kann man die Mischerei auf der nächsten Maker Faire in Hannover ( 15/16 September 2018 ) anschauen.
Ich hoffe das ich bis dahin die Punkte größtenteils abgearbeitet habe.

Zum Schluss noch ein kurzes Video

https://www.youtube.com/watch?v=CjN7UhdMPOo

So das war es auch schon. Ich wünsche euch einen guten Rutsch ins neue Jahr !

Hallo Staind,

schaut super aus.

Wenn ich sehe wieviel "hobby" Du Dir antust, wird mir schlecht.

Aber Trotzdem noch viel Spass.

Auch ich wünsche Dir und den Forummembern einen guten Rutsch und viel Erfolg im neuen Jahr.

Hallo Hans,

sagen wir es mal so, für mich ist es jetzt ein Hobby geworden.
Ich finde das Thema richtig spannend. Würde ich das nur für meinen Beruf machen, dann hätte ich schon lange aufgegeben.
Ich saß schon oft davor und wollte das Ding komplett aus dem Fenster schmeißen :).
Aber ich denke das kennt wohl jeder.

Mein Farbsortierer ist so gut wie fertig :-)

Die Programmierung muss noch optimiert werden, aber es läuft eigentlich ganz gut.

https://youtu.be/rEdMerCqA44

Ein paar Infos zu den Bauteilen:
Schrittmotor: Nema 11
Schrittmotor Treiber: DRV8825
Farbsensor: TCS34725
Lichtschranke: TCST2103
Servos: Graupner 488BBMG

Hallo Staind,
ich finde die "Die kleine Mischerei" einfach klasse. Jede weitere Beschreibung empfünde ich als Einschränkung :-)

Gruß
Searcher

Wow, unfassbares Projekt! :)
Das läuft doch schon ziemlich "rund"! Hast du mittlerweile die Programmierung noch weiter optimiert?

Viel Erfolg weiterhin,
Martin

Hallo Searcher und Martin,

es freut mich dass euch mein Projekt gefällt.
Mit der Programmierung bin ich noch nicht viel weiter. Bin noch am gestalten der Strukturen und Klassen.
Momentan designe ich eine neue Platine zur Ansteuerung der Motoren. Diese wird ein wenig kleiner sein als meine erste Version.
Diese kann ich dann günstiger professionell ätzen lassen.

Hier einmal der prinzipieller Aufbau meiner Steuerung:

Anhang 33309
Ich möchte die Elektronik eigentlich so aufbauen das ich diese problemlos erweitern kann.
Denn ich denke wenn das ganze erst einmal läuft wird diese schnell wachsen. :-) Habe da schon viele Ideen im Kopf.
Naja bis dahin ist noch einiges zu tun.

In letzter Zeit war ich leider beruflich unterwegs. Deswegen kam ich mit meiner Mischerei nicht viel weiter.
Aber seit 4 Tagen läuft mein 3D Drucker wieder 24 Stunden am Tag :-)

Ich werde jetzt alle Behälter neu Drucken. Diese bekommen noch ein paar Füllstandssensoren.
Des Weiteren bekommt mein Gestell einen Rahmen. In diesen werden WS2812 LEDs verbaut.

Kann es kaum erwarten bis der Rahmen komplett fertig ist.


Bild hier  

Bild hier  



Leider dauert es diesen zu drucken... Ich glaube ich werde mein Drucker erweitern und eine zweite ebene zum Drucken einbauen :-)

Ich werde nächste Woche wahrscheinlich die Anmeldung zur Maker Faire Hannover abschicken. Ich hoffe bis dahin bekomme ich die Mischerei einigermaßen fertig... zumindest soweit das ein wenig Material hin und her gefahren werden kann.

Mal wieder ein kleines Update :).
Die Maker Faire Anmeldung wurde bestätigt. Also wenn jetzt nichts mehr schief geht könnt ihr euch die Mischerei in Hannover anschauen.

An der Mischerei selbst hat sich auch viel getan. Der beleuchtete Rahmen ist fertig und eigentlich wurde fast alles nochmal optimiert und neu gedruckt.
Momentan bin ich dabei die Motoren und Sensoren zu verkabeln. Da hat sich so einiges angehäuft.

Ab nächste Woche kümmere ich mich dann um die Ansteuerung. Ich denke so richtig Mischen wird die Anlage zur Maker Faire noch nicht... aber das Material Umfahren sollte schon drin sein.
Hier noch ein paar aktuelle Bilder:
Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  


Bild hier  


Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Die Verkabelung läuft ganz gut. Die Endverbraucher sind alle angeschlossen. Jetzt fehlt nur noch die Verbindung zur Steuerung.
Am Wochenende habe ich es geschafft die zweite Platine zu ätzen und zu testen. An der Platine werden die 12V, die 5V sowie Masse eingespeist. Gemessen wird der Stromverbrauch von der 12V und der 5V Einspeisung sowie die 12V Spannung. Des weiteren werden an der Platine die LED Stripes, ein Taster und weitere Steuer-Platinen angeschlossen.

Mit der Programmierung bin ich jetzt auch angefangen. Das Programm vom Mikrocontroller läuft jetzt in ein festen 10ms Zyklus. Ich hoffe damit komme ich aus. Momentan bin ich bei der I2C Schittstelle.
Daten habe ich bereits hin und her geschickt. Momentan tüftle ich noch ein vernünftiges Protokoll aus.
Kennt einer vielleicht gute Literatur über die Protokoll Programmierung? Also wie man die am Besten aufbaut...

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  


Bild hier  

Ich kann dir was die Protokolle angeht nicht wirklich weiterhelfen.
Aber ich wollte doch mal ein dickes Lob aussprechen. Es sieht toll aus! Sehr ordentlich designt, und auch die Platinen sind sehr gut geworden.

Ich bin mal auf das Endergebnis gespannt.

Ist das Projekt eigentlich auch noch auf einer anderen Seite veröffentlicht oder bekommst du sonst noch an anderer Stelle Feedback?

verstehe ich richtig, dass du die Kommunikation zwischen beiden Nanos über I2C machen willst?
i2c ist dafür IMO nicht so gut geeignet wie UART, wenn es nur um 2 Teilnehmer geht, zum Einen wegen der Geschwindigkeit (UART ist schneller) und zum anderen wegen des Puffers (i2c:32bytes, UART:64bytes). Außerdem könntest du bei UART asynchron senden und empfangen, wenngleich ich es denoch nur per Handshake abwechselnd machen würde. Allerdings wäre bei UART noch dein i2c für angeschlossene Sensoren frei und würde hier nichts stören.

Vorteil allerdings bei i2c: es können mehrere Slaves angesprochen werden.

Aber das System wäre ähnlich:

du definierst dir einen Sende- und einen Empfangsarray, wo an bestimmten fest definierten Stellen bestimmte Datenbytes stehen.
Byte[0]: Start-Flag, z.B 0xff
(edit: ) ggf. letztes Byte: Ende-Flag, z.B. 0xfe
Byte[1]: Summe über alle Bytes vom Byte[2] bis zum letzten, davon nur das LSB, also (uint8_t)Summe oder Summe&0xff .
optional ein ack-Byte, ob die letzte Nachricht korrekt empfangen wurde (z.B. im Byte[2] 0xaa=OK, 0xee=ERROR; das nutze ich allerdings bei mir nicht mehr.)
Im Rest stehen dann die tatsächlich interessanten Daten-Bytes

Der Empfänger überprüft zunächst das Byte[0] aufs Start-Flag,
ggf auch das letzte Byte aufs Ende-Flag,
und dann die Checksum in Byte[1] über den Rest;
wenn alles ok, werden die Daten verwertet, ansonsten ignoriert.
Dann gibt er ein Antwort-Array zurück, analog aufgebaut (aktiv senden per UART oder für den Master bereitstellen per i2c).

Wenn du den Code für UART möchtest, kann ich ihn dir geben, für i2c könnte ich ihn u.U. auch noch haben.

(C++ Arduino zu Arduino oder Raspi C zu Arduino C++)

@pertertn

Vielen Dank für dein Lob. Es ist schön etwas positives zu hören. Auf das Endergebnis bin ich auch gespannt. Aber das wird wohl noch ein paar Jahre auf sich warten müssen. Ich habe noch einiges in Planung (Mischer, Presse, Fertigsilozellen, LKW-Beladung, Chaotisches Lager...) es gibt dort ja keine Grenzen. Aber wenn dieses Teilstück fertig ist geht es erst einmal richtig an der Software schreiben, nicht nur auf Arduino Basis sondern auch auf den Rechner in C# (Visualisierung).
Auf einer anderen Seite ist dieses Projekt noch nicht zu sehen also nur hier und die Videos auf Youtube. Wie bereits schon erwähnt bin ich aber auch im September das erste mal auf der Maker Faire Hannover. Dort kann man sich die Mischerei anschauen (https://maker-faire.de/maker/3d-prin...inted-rc-tank/).

@HaWe
Ja genau die Kommunikation zwischen der Hauptplatine und der Peripherie wird über den I2C Bus laufen. Als Hauptplatine wird nach aktuellen Stand ein Wemos D1 herhalten. Auf den Fotos sind bis jetzt zwar nur 2 Platinen zu sehen, aber es werden nachher mit den Wemos als Master mindestens 7 Platinen geben. Dort werden aber Hauptsächlich nur E/A und Sensorwerte übertragen. Im Wemos wird dann nachher das Hauptprogramm laufen. Er kommuniziert dann auch später mit den Pc.
Die Nachteile des I2C Busses habe ich schon kennengelernt. 32 Bytes zu übertragen dauert in Fast-Mode ca. 1,19ms. Darum muss ich die Übertragung so schlank wie möglich halten.
Hatte vor als Startbyte ein Kommando zu schicken, welches dann schon die Anzahl der Bytes und die Typen definiert. Und das letzte Byte ist dann die Checksumme (alle Bytes addieren und dann durch die Anzahl der Empfangenden Bytes -1 dividieren).

Beispiel:
Byte
1) 3 Kommando 3
2) 34 Datenbyte 1
3) 12 Datenbyte 2
4) 36 Datenbyte 3
5) 237 Datenbyte 4
6) 111 Datenbyte 5
7) 3 Datenbyte 6
8) 62 Checksumme (3+34+12+36+237+11+3)/(8-1)

Dann kommt vom Slave noch eine Antwort ob er das richtig Empfangen hat.

Soo komme jetzt endlich mal dazu die Bilder von der Maker Faire Hannover auf dem PC zu laden.

Die Tage vor der Maker Fair waren schon noch sehr stressig.
Für das Programm hatte ich leider nur 3 Tage und es lief dann auch erst Freitag Nachts um 0:30 Uhr aber ich denke den Besuchern hat es gefallen :-)
Zum Teil ist es noch ein wenig provisorisch aber die Kugeln wurden schön im Kreis gefördert.

Hier ein paar Bilder von den aktuellen Stand.
Man sieht die Rohrwege und die Verkabelung sind fertig, es sind mehr Platinen dazu gekommen, aber es fehlen auch noch ein paar für die Sensoren

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Mein Stand von der Messe.

Bild hier  

Bild hier  

Momentan arbeite ich wieder an mein 3D Drucker... Ich denke mit der Mischerei geht es um Weihnachten weiter.

ist ja irre - sieht aus wie frisch aus einer Industrieproduktion... :shock: 8)

Hallo,
toller Beitrag.
Ich war mal dran so was als Fütterung für mein Aquarium zubauen. Hätte ich damals deinen Beitrag gesehen wären paar tolle Ideen dabei herausgekommen.
Leider habe ich das Aquarium nicht mehr.