In diesem Projekt handelt es sich, um eine handelsübliche Dekantiermaschine, welche normalerweise das Ausschenken von Wein in Großflaschen benutzt wird. Die Realisierung erfolgte durch die Verwendung eines Schrittmotors sowie des Low-Cost Computers Raspberry Pi, welcher als zentrale Steuerungseinheit dient.

 

Über ein Touch-Display oder ein Smartphone ist es möglich, dem logi.DECANTER zu befehlen, dass er Wein aus der befestigten Magnum-Flasche in ein Glas einschenken soll. Für die Smartphone-Funktion braucht man lediglich einen Twitter-Account, mit dem man @logidecanter „wine“ oder „Wein“ postet.Egal, für welche Variante man sich entscheidet, das Glas Wein kann nach dem Prozess auf jeden Fall genossen werden.

 

Technische Umsetzung

Sensoren

Eine Vielzahl von Sensoren sind in dieser Anwendung installiert, um dem Raspberry Pi die benötigte Information bereitzustellen, um den Schrittmotor zu kontrollieren als auch den Benutzer über den aktuellen Status des Vorgangs zu informieren. In dieser Anwendung gibt es in beinahe allen Fällen zwei verschiedene Typen von Sensoren, um denselben Auftrag auszuführen. Diese Redundanz versichert die Verfügbarkeit der Maschine. Falls einer der Sensoren ausfällt, übernehmen der andere oder die anderen Sensoren den Auftrag.

 

  • Zwei Mikroschalter sind installiert, um nachzuprüfen, ob ein Glas und eine Flasche vorhanden sind.
  • Zwei Lichtschranken sind hinzugefügt, um die Erste und die minimale Position der Maschine festzulegen.
  • Zwei kapazitive Sensoren zeigen den Fluss des Weines an. Einer stellt fest, wann der Wein anfängt zu fließen und der andere informiert den Raspberry Pi, wann der gewünschte Flüssigkeitspegel erreicht ist.
  • Eine Kraftmesszelle wiegt die Flasche ab. Dadurch weiß der Raspberry Pi, ob die Flasche vorhanden ist und wie viel der restliche Flüssigkeitsbestand ist.
  • Dehnungsmessstreifen messen das Gewicht im Glas. Das teilt dem Raspberry Pi mit, wann der gewünschte Flüssigkeitspegel erreicht ist. Diese können auch verwendet werden um festzustellen, ob ein Glas vorhanden ist.
  • Zusätzlich gibt es eine Verbindung, die den Raspberry Pi in Kenntnis setzt, ob die Notbremse aktiviert ist. Seit der Raspberry Pi seine eigene Stromquelle hat, wird diese nicht beeinflusst.

 

Schrittmotor

Für diese Anwendung wurden ein Schrittmotor und eine Treiberverknüpfung gewählt, welche leicht mit dem Raspberry Pi kommunizieren können. Der Treiber benötigt grundsätzlich zwei Signale:

 

  • Ein Signal, um die Richtung des Schrittmotors festzulegen
  • Ein PWM Signal, um den Schrittmotor in Bewegung zu setzen, die Frequenz bestimmt die Geschwindigkeit des Schrittmotors

 

Quick2Wire

Das Analogue Board beinhaltet 8-Bit ADC PCF8591 und kommuniziert über den I2C Bus mit dem Raspberry Pi. Der ADC wird verwendet, um die Informationen des Dehnungsmessstreifens zu analysieren, welche durch einen DMS Konverter als analoges Signal zwischen 0 und 5V an den Raspberry Pi gesendet werden.

Außerdem wird der serielle Anschluss des Raspberry Pi verwendet, um durch die Quick2Wire Schnittstellekarte mit dem Messverstärker der Kraftmesszelle zu kommunizieren. Ein zusätzlicher Konverter des logischen Zustandes von Adafruit ist zwischen der Kraftmesszelle und der Schnittstellenkarte installiert, um das Signal von einem 3.3V Verweis zu einem 5V Verweis und umgekehrt umzuwandeln.

 

PiFace

Das PiFace war anfangs vorgesehen für die Überwachung des Schrittmotors, da es zwei Relais, die eine leichte Handhabung der Verbindung bis zu 20V beinhaltet. Während der Entwicklung des Projektes hat sich herausgestellt, dass die Relais nicht benötigt werden. Trotzdem zeigt sich das PiFace nützlich, um die vorhandenen Sensoren und den Schrittmotor sowie die benötigten GPIOs handzuhaben. Es werden mehr GPIOs benötigt als auf der Schnittstellenkarte verfügbar sind. Das PiFace bietet 8 digitale Eingaben und zusätzlich 8 digitale Ausgaben und kommuniziert mit dem Raspberrya Pi über SPI. Es hat auch Funktionen als Schutz gegen höhere elektrische Spannung für den Raspberry Pi. Ein weiterer Vorteil dieser Karte ist, dass es von einer externen Quelle beliefert werden kann. Somit ist es möglich, Quick2Wire parallel zum PiFace zu verwenden.