ترازوی دیجیتال آشپزخانه با ESP32 و لودسل

برای شروع، بدنه این ترازوی دیجیتال دست‌ساز رو با نرم‌افزار Fusion 360 طراحی کردم. می‌تونی طراحی رو مستقیم تو مرورگرت ببینی و در صورت نیاز دانلودش کنی تا داخل Fusion 360 هر تغییری که دوست داری روش اعمال کنی. خیالت راحت باشه، طراحی کاملا قابل شخصی‌سازیه. برای پرینت سه‌بعدی می‌تونی فایل‌های STL زیر رو مستقیم دانلود کنی:

1. یک عدد Base.stl (بدنه اصلی)
2. یک عدد Pan.stl (سینی وزن‌کشی)
3. یک عدد Bottom Cover.stl (درپوش زیرین)

برای پرینت قطعات این پروژه، از یک سرویس پرینت سه‌بعدی حرفه‌ای استفاده کردم که به دقت بالا، تنوع متریال زیاد و قیمت مناسب شناخته شده. این سرویس‌ها معمولا از تکنولوژی‌های صنعتی مثل SLA، SLS، MJF و FDM بهره می‌برن که نتیجه‌اش قطعاتی صاف، دقیق و بادوامه؛ چه برای نمونه اولیه چه برای محصول نهایی.

یکی از نکات مثبت این نوع سرویس‌ها، زمان تحویل سریع و ارسال مطمئنه که باعث میشه به‌راحتی و سریع به قطعات باکیفیت دسترسی داشته باشی؛ چه یک علاقه‌مند باشی چه یک حرفه‌ای. در کل، این‌جور پلتفرم‌ها راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه و قابل‌اعتماد برای هر پروژه‌ای هستن که نیاز به پرینت سه‌بعدی داره. Use this link to get a huge discount on your order.

اول نمایشگر 1602 رو داخل شیار مخصوصش قرار بده. موقع جاگذاری کمی دقت کن و با یه فشار ملایم اون رو محکم سرجاش بشون. حالا چهار تا سیم رو به نمایشگر وصل کن؛ من برای نتیجه بهتر از سیم سیلیکونی سایز 26 استفاده کردم.

1. سیم قرمز (VCC)
2. سیم مشکی (GND)
3. سیم زرد (SCL)
4. سیم سبز (SDA)

+3

حالا وقت نصب لودسل روی بدنه‌ست. اول با دو تا پیچ M3 اون رو روی قسمت پایینی بدنه محکم کن؛ برای پیچ کردن پیچ‌های M3 از یه آچار آلن استفاده کن. بعد سینی رو روی لودسل بذار و با دو پیچ M3 دیگه محکمش کن.

مطمئن شو همه پیچ‌ها کاملا محکم بسته شدن. همچنین دقت کن لودسل رو با جهت و زاویه درست نصب کرده باشی؛ روی خود لودسل یه برچسب هست که جهت درست نصبش رو نشون می‌ده.

حالا کلیدها رو تو جای خودشون قرار بده. دو نوع کلید داریم؛ یک کلید روشن/خاموش و دو تا کلید فشاری. هر کدوم رو یکی‌یکی سرجای خودش بذار. برای محکم کردنشون تو شیارها، از یه مقدار کم چسب فوری استفاده کن.

برای کنترل این پروژه به یک میکروکنترلر نیاز داری که مثل مغز کل سیستم عمل می‌کنه. می‌تونی از آردوینو نانو هم استفاده کنی، اما من از برد DFRobot Firebettle 2 مبتنی بر ESP32C6 استفاده کردم چون هم سریع‌تر از آردوینو نانوعه، هم یه چیپ شارژ باتری لیتیومی روی خودش داره. یعنی دیگه لازم نیست ماژول شارژ جداگانه‌ای اضافه کنی. همین ویژگی باعث میشه این برد گزینه‌ای عالی برای این پروژه دست‌ساز باشه.

+1

حالا وقت اتصال همه قطعات به همدیگه‌ست. سعی می‌کنم همه‌چیز رو به‌صورت متنی و واضح توضیح بدم تا به‌راحتی بتونی دنبالش کنی. اتصال لودسل به ماژول HX711:

1. سیم قرمز لودسل ← پایه E+ ماژول HX711
2. سیم مشکی لودسل ← پایه E- ماژول HX711
3. سیم سبز لودسل ← پایه A- ماژول HX711
4. سیم سفید لودسل ← پایه A+ ماژول HX711

اتصال ماژول HX711 به برد Firebettle 2 ESP32C6:

1. پایه VCC ماژول HX711 ← پایه VCC یا 3.3 ولت برد
2. پایه GND ماژول HX711 ← پایه GND برد
3. پایه DT ماژول HX711 ← پایه GPIO2 برد
4. پایه SCK ماژول HX711 ← پایه GPIO3 برد

اتصال نمایشگر 1602 به برد Firebettle 2 ESP32C6:

1. پایه VCC نمایشگر ← پایه VCC یا 3.3 ولت برد
2. پایه GND نمایشگر ← پایه GND برد
3. پایه SCL نمایشگر ← پایه GPIO7 برد
4. پایه SDA نمایشگر ← پایه GPIO6 برد

اتصال کلیدهای فشاری به برد Firebettle 2 ESP32C6:

1. اتصال کلید اول که برای کالیبراسیونه:
2. یک سر کلید ← پایه GPIO4 برد
3. سر دیگر کلید ← پایه GND برد
4. اتصال کلید دوم که برای عملکرد صفر کردن (تر)ه:
5. یک سر کلید ← پایه GPIO5 برد
6. سر دیگر کلید ← پایه GND برد

اتصال باتری به میکروکنترلر خیلی ساده‌ست؛ کافیه باتری رو مطابق علامت مثبت و منفی که روی برد مشخص شده وصل کنی. اتصال کلید روشن/خاموش هم به همین سادگیه؛ فقط کافیه اون رو بین خروجی برق قرار بدی و تمام.

دیگه چیز زیادی برای مونتاژ نمونده. چون جای مشخصی برای ماژول HX711، میکروکنترلر و باتری لیتیومی طراحی نشده، بهترین راه‌حل استفاده از چسب دورو هست. کافیه یه تیکه کوچیک چسب دورو روی پنل زیرین بذاری و هر دو قطعه رو محکم روش بچسبونی. این کار بدون هیچ دردسری همه‌چیز رو سرجاش نگه می‌داره.

حالا که همه‌چیز سرجای خودشه، وقت مرحله آخره. پنل پشتی رو با دقت تراز کن و با پیچ محکمش کن. مطمئن شو همه‌چیز درست جفت‌وجور شده و پیچ‌ها رو بیش‌ازحد سفت نکن.

بعد از تموم شدن، یه بار همه‌چیز رو چک کن که محکم باشه. می‌تونی از پدهای لاستیکی هم استفاده کنی تا هم ظاهر بهتری بگیره هم عمرش طولانی‌تر بشه.

برای این پروژه یه کد کامل نوشتم که مراحل آپلودش رو در ادامه توضیح می‌دم.

1. نصب آخرین نسخه Arduino IDE: آخرین نسخه نرم‌افزار Arduino IDE رو از سایت رسمیش دانلود و نصب کن.
2. افزودن برد ESP: نرم‌افزار Arduino IDE رو باز کن و برو به File > Preferences. در قسمت Additional Board Manager URLs، آدرس برد ESP32 رو اضافه کن:

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

حالا برو به مسیر Tools > Board > Boards Manager، دنبال ESP32 بگرد و نصبش کن.

1. نصب کتابخانه‌های موردنیاز: قبل از آپلود کد، کتابخانه‌های لازم رو نصب کن. برو به Sketch > Include Library > Manage Libraries و این دو کتابخانه رو جستجو و نصب کن:
2. کتابخانه Liquid Crystal I2C
3. کتابخانه HX711
4. آپلود کد: فایل کد اصلی رو تو Arduino IDE باز کن، برد و پورت درست رو از منوی Tools انتخاب کن، دکمه Upload رو بزن و صبر کن تا فرآیند آپلود تموم بشه. بعد از چند ثانیه پیام اتمام آپلود رو می‌بینی.

تو کدی که نوشتم، فرآیند کالیبراسیون خودکار قرار داده شده؛ یعنی نیازی نیست مقدار وزن رو داخل کد وارد کنی و دوباره آپلودش کنی. فقط کافیه کد رو یک‌بار آپلود کنی. ترازو به‌صورت پیش‌فرض برای وزن 500 گرم کالیبره شده، اما می‌تونی با کلید فشاری هم به‌صورت دستی کالیبرش کنی.

دکمه کالیبراسیون رو چند ثانیه نگه دار. نمایشگر ازت می‌خواد یه وزنه مشخص روی صفحه بذاری. یه وزنه دقیق (مثلا وزنه استاندارد 500 گرمی) رو روی ترازو قرار بده. سیستم خودش رو تنظیم می‌کنه و داده‌های کالیبراسیون رو ذخیره می‌کنه.

بعد از کالیبراسیون، اگه نمایشگر اختلاف کوچیکی نشون داد، از دکمه Tare استفاده کن تا صفر بشه. حالا ترازوت دقیق کالیبره شده و آماده استفاده‌ست.

قبل از استفاده از ترازوی دست‌ساز، خیلی مهمه که باتریش رو کامل شارژ کنی. چون از برد DFRobot Firebettle 2 مبتنی بر ESP32C6 استفاده کردم، این برد یه چیپ شارژ باتری لیتیومی داخلی داره که شارژ رو راحت و کارآمد می‌کنه.

کافیه از طریق پورت شارژ داخلی به منبع برق وصلش کنی. وقتی باتری کامل شارژ بشه، ال‌ای‌دی سبز روی میکروکنترلر روشن میشه و ترازو آماده استفاده‌ست.

تو مرحله تست، ترازو عملکرد فوق‌العاده‌ای داشت و اندازه‌گیری‌های دقیق و پایداری ارائه داد. برای انواع مختلف مواد غذایی هم به‌خوبی جواب داد و دقت لازم برای پخت‌وپز و شیرینی‌پزی رو تأمین کرد. نمایشگر هم واضح و خوانا بود و سرعت پاسخ‌دهی سیستم هم سریع و قابل‌اعتماد بود.

این تست کامل نشون می‌ده که این ترازو نه‌تنها کاربردیه، بلکه واقعا می‌تونه یه وسیله قابل‌اعتماد برای استفاده روزمره تو آشپزخونه باشه.

این ترازوی دست‌ساز یه ابزار فوق‌العاده برای هر آشپزخونه‌ایه؛ چون دقیقا با دقت و کارایی بالا طراحی شده. با استفاده از Fusion 360 یه بدنه شیک و کاربردی ساختم که هم دوام بیشتری داره هم ظاهرش تمیزه. این ترازو اندازه‌گیری دقیقی رو تضمین می‌کنه و همراهی مطمئن برای پخت‌وپز دقیق میشه.

با طراحی جمع‌وجور و رابط کاربری ساده‌اش، به‌راحتی تو هر آشپزخونه‌ای جا می‌افته. چه یه آشپز حرفه‌ای باشی چه یه علاقه‌مند خانگی، این پروژه راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه و کاربردی برای حفظ دقت تو دستورهای پخت‌وپزه. با ساخت این ترازو، هم تجربه آشپزیت بهتر میشه، هم دانش خوبی درباره الکترونیک، طراحی سه‌بعدی و پروژه‌های دست‌ساز به دست میاری. موفق باشی!