LabInv: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Com o crescimento da tecnologia e da informática, cresce o impulso para a digitalização e simplificação de empregos. No meu projeto, quero ver como simplificar e digitalizar a pesagem de substâncias em um ambiente de laboratório. Em uma configuração normal de laboratório clássico, os dados são coletados em papel, e tem sido assim desde que a ciência existe. No entanto, isso traz problemas, como consumir muito tempo quando se deseja digitalizar os dados, a legibilidade depende inteiramente do gravador, a distração que leva a anotar erroneamente os dados etc.

Meu projeto busca simplificar outra coisa intimamente relacionada à coleta de dados em um ambiente de laboratório: gerenciamento de laboratório.

Algumas substâncias armazenadas podem escoar mais rápido do que outras, cabendo ao último que pesou a substância se reportar ao chefe do departamento ou responsáveis para fazer o pedido e reabastecer. Isso pode facilmente dar errado, devido ao fato de que tendemos a esquecer as coisas quando temos outros itens urgentes em nossa mente.

Portanto, a solução é monitorar as substâncias e os eventos onde estão sendo pesadas. Aqui, irei trabalhar apenas alguns princípios básicos: manter o controle de quanto de uma substância é retirada e quem acessa o armário que contém as substâncias.

Suprimentos

Para este projeto, usei algumas coisas:

• Raspberry Pi 3B +
• Scanner RFID
• Display OLED
• Módulo de leitura de código de barras (2D)
• Trava eletromagnética
• Célula de carga, incluindo uma placa HX711
• Relé (0RZ-SH-205L)
• Baterias suficientes para fazer uma fonte de 12V
• Transistor (BC337)
• Um botão
• Alguns resistores
• Um monte de cabos

Etapa 1: BOM: a lista de materiais

Etapa 2: Configurando o Raspberry Pi 3B +

Certifique-se de adquirir programas como o putty para facilitar o acesso ao Pi via distância remota. Monte uma imagem no Pi que tenha Raspbarian e tenha um vestido APIPA consistente.

Certifique-se de instalar vários programas no Pi, como MySQL, Python e pip.

Etapa 3: conectando seus componentes

Todos os componentes são acoplados conforme representado nas figuras.

As seguintes interfaces foram usadas:

• Comunicação serial para o leitor de código de barras
• I2C para o display OLED e o RFID
• Linha digital para o HX711

Etapa 4: Criação de um banco de dados adequado

Meu projeto pode ser visto como 2 coisas distintas: o armário e a balança. Como tal, meu banco de dados também é composto por 2 entidades: um modelo de banco de dados para a balança e o armário.

Estes não são nada sofisticados, mas ambos existem em 2 tabelas. Ambos contendo uma tabela para o histórico, um contendo uma tabela para informações sobre a substância e o outro contendo uma tabela para o pessoal.

Etapa 5: fazendo um back-end funcional

Toda a codificação foi feita em Python 3.5

Possui as seguintes dependências:

• flask, flask_cors e flask_socketio
• gevent e geventwebsocket
• RPi

• Construídas em:

  • enfiar
  • Tempo

• Local:

  • SimpleMFRC522
  • HX711
  • Leitor de códigos de barra
  • OLED
  • Base de dados
  • Botão

O código pode ser encontrado aqui.

Etapa 6: projetar o front end

Um site simples deve bastar para não só exibir os dados coletados do armário e da pesagem. Mas também deve haver uma página que nos apresenta os dados em tempo real do scanner e da balança.

Tudo isso projetado para ser móvel em primeiro lugar, mantê-lo simples e limpo.

O referido código também pode ser encontrado aqui.

Etapa 7: Construindo o Site

O site foi codificado em HTML e CSS, tendo (na maior parte) boas práticas, como a notação BEM, em mente. O editor usado foi o VS Code, para uma inicialização rápida e fácil dos servidores (graças aos plug-ins), limpar e ordenar o código e sugerir rapidamente o que você pode estar digitando com menus suspensos. O site (código encontrado aqui) é simplista e nada sofisticado, mas servirá, especialmente para a próxima etapa.

Etapa 8: Implentando a Funcionalidade

Com a base (o site) agora estabelecida, podemos começar a implementar a funcionalidade necessária para representar os dados no site.

Isso é feito com Javascript, uma linguagem fácil de aprender que anda de mãos dadas com HTML e CSS. O editor em questão é mais uma vez o VS Code. O código também foi estruturado de forma que a leitura seja fácil e amigável, tudo graças às regiões.

Com isso o site consegue se comunicar com o banco de dados do raspberry pi e visualizar os dados para o usuário.

Novamente, o mesmo link pode ser usado para localizar o código JS.

Etapa 9: Realizando um Invólucro

Um pequeno baú de madeira é usado para emular um armário, colocando a fechadura eletromagnética dentro. É grosseiro, mas pode-se usar fita adesiva para unir os dois componentes. Além disso, um orifício é feito para os cabos.

O invólucro do pi, para onde irá o equilíbrio, é outra questão totalmente diferente. Colocado em uma caixa de plástico alongada, usada para armazenamento, o pi e seus fios são protegidos da maioria das manipulações físicas. Furo foi feito para o transporte de dados através de cabos.

O equilíbrio em si é complicado, recomendo comprar uma célula de carga pré-construída, porque tenho dificuldade em montar o resultado desejado, para dizer o mínimo. Eu mesmo usei uma combinação de madeira de perfuração, com as medidas corretas, uso de parafusos, que tinham as mesmas medidas da cabeça de perfuração, e fita adesiva, a mais resistente das fitas. O resultado é uma balança resistente o suficiente para pesar menos de 500g (descobri isso da maneira mais difícil).

Com tudo conectado, o produto final deve estar pronto.