Automatisk krutdispenser

[Öskar]

Praktiska laddtester (ny beslutsalgoritm)

Har nu pillat lite med beslutsalgoritmen. Jag kan konstatera att den går att göra hur avancerad som helst. Jag har prövat en del olika varianter. För närvarande använder jag en relativt enkel. Den är ”långsam”, men fattar aldrig felaktiga beslut. Jag har experimenterat med mer "aggressiva" beslutsalgoritmer, men jag får inte till dem riktigt. Ibland fattar de kapitalt felaktiga beslut och överladdar med typ 0,25 gr. Den nuvarande använder enkom följande variabler som beslutsunderlag:

• bommens relativa position
• bommen i viloläge (dvs ej lyft) sant/falskt
• bommens spridning* de 2, 5, 9, 13, 17, 21 och 25 senaste bilderna (*med spridning avses här skillnaden mellan bommens högsta och lägsta position)

Jag har också provladdat två andra krutsorter (Norma 200 respektive 202).

Här följer lite testresultat från den senaste version av beslutsalgoritmen:

9 grain Vihtavuori N32C, 100 laddningar
Genomsnitts tidsåtgång per laddning: 28 sekunder (spridning: 20 – 36 sekunder)
Laddresultat (avvikelse):

• 0,00 gr 68 laddningar (68%)
  0,01 gr 20 laddningar (20%)
  0,02 gr 12 laddningar (12%)

21,4 grain Norma 200, 33 laddningar
Genomsnitts tidsåtgång per laddning: 41 sekunder (spridning: 29 – 55 sekunder)
Laddresultat (avvikelse):

• 0,00 gr 15 laddningar (45%)
  0,01 gr 6 laddningar (18%)
  0,02 gr 8 laddningar (24%)
  0,03 gr 2 laddningar (6%)
  0,04 gr 2 laddningar (6%)

42,6 grain Norma 202, 56 laddningar
Genomsnitts tidsåtgång per laddning: 44 sekunder (spridning: 32 – 63 sekunder)
Laddresultat (avvikelse):

• 0,00 gr 17 laddningar (30%)
  0,01 gr 17 laddningar (30%)
  0,02 gr 19 laddningar (34%)
  0,03 gr 2 laddningar (4%)
  0,04 gr 1 laddningar (2%)

Beslutsalgoritmen är verkligen en utmaning! Vill man få till ett mycket snabbt laddningsförlopp (och exakt laddvikt), så är det här man ska lägga krutet . Dels så kan man mata krut även när bommen gungar kraftigt (om man beräknar bommens balanspunkt), dels så kan man använda krutmatningen för att ”bromsa” bommens gungning (om man tillför krut när bommen är på väg uppåt).

Efter att ha utökat repertoaren med fler krutsorter kan jag konstatera att man måste anpassa hastighetslägena och beslutsalgoritmen efter det krutet som flödar lättast/snabbast. Det gör att laddningen av ”långsamtflödande” krut får ett långsammare laddningsförlopp (långsammare än det varit om man ej anpassat efter andra "snabbflödande" krutsorter). En motåtgärd är naturligtvis att tillämpa olika styrparametrar för olika krutsorter/laddningar.

Värt att notera är att det är sluttricklingen som tar tid. De siste 0,5 grain'en tar 65-75% av laddtiden i anspråk. Jag ser två sätt att snabba upp laddningen:

• 1) optimera beslutsalgoritmen och hastighetslägena,
  2) acceptera en större avvikelse med avseende på laddvikten.

Det är helt klart möjligt att reducera laddtiden väsentligt genom optimering av beslutsalgoritmen. Det finns mycket stor potential i att utveckla beslutslogiken, men det krävs omfattande analys, mycket praktiskt laddande, studier av loggar, etc. Hittills har jag mest ändrat lite på måfå. Justering av beslutsalgoritmen kommer att ta mycket tid i anspråk. Jag tror att jag måste skriva ett program som automatiskt kan analysera loggarna .

Beslutsalgoritm 2 timme
Praktiska laddtester 4 timmar

[Öskar]

Snabbkoppling mellan trickler och drivning

Jag har försett BSIRAD med en ”snabbkoppling” mellan stegmotor och tricker. Därmed ska det gå snabbt att byta trickler. Tanken är att man ska kunna ha olika tricklers för olika krutsorter. Därmed kan varje krutsort förses med en trickler vars utformning är anpassad efter krutets matnings-karaktäristika. Själv ser jag mest fördelen med att tricklern inte behöver tömmas och ”rengöras” inför byte av krut.

Som drivanslutning/snabbkoppling har jag använt ett 1/4” magnetiskt sexkantsbits som jag kapat och slipat ner så det passar i axeladaptern. Eftersom vanliga bits har 1/4”-fattning så passar samtliga sådana i anslutningen. Därmed behöver jag bara förse varje matningsrör med ett standard bit i ändan (för att det ska passa direkt i stegmotorn). Jag använder smältlim för att fästa bits'en på matningsrören.

För att matningsröret inte ska ”suga fast” för hårt, har jag satt i en distans (lite smältlim) i botten på det magnetiska 1/4”s-bits'et (på stegmotorn). Det ger en utfyllnad om ca 1 mm. Matningsröret hålls fast distinkt, men inte lika hårt som utan distans.

stegmotor_anslutningar_matningsrör.JPG

stegmotor_trickler.JPG

krutmatningsenhet.JPG

krutmatningsenhet_komplett.JPG

Vill man byta trickler så drar man bara ut matningsröret några mm och lyfter upp hela tricklern. Därefter för man ner en annan trickler och skjuter in matningsröret i drivanslutningen. Matningsröret hålls på plats då drivanslutningen är magnetisk.

Den nya krutmatningsenheten är tänkt att få en fast lutning. Bottenplattan kommer att "kil-sågas", alternativt kommer den förses med ett fristående och lutande ställ.

Ny krutmatningsenhet med snabbkoppling 75 minuter

[redtop]

Snygg träslöjd!

[Öskar]

Snygg träslöjd!

MDF och plywood är väl inte de första materialen man tänker på för en krutdispenser . . .
. . . men man får ta det man har och sjunga det man kan !

Helst hade jag velat jobba i aluminium, men har inte tillgång till vare sig utrustning eller material .

[Öskar]

Sommaren är här!

Därmed kommer detta projekt att ta en paus för att invänta mörker och kyla! Självklart kan diskussion fortgå, men jag kommer inte att lägga någon större tid på vidareutveckling. Jag har redan suttit inne allt för många fina kvällar.

Under sommaren och hösten ska jag använda BSIRAD för att ladda allt centralantänt jag skjuter. Hoppas att dra en del praktiska lärdomar kring utformning, funktioner och annat.

Jag betraktar prototypen som avslutad. I höst drar jag igång igen, men då blir det ”slutprodukt”. Primärt är det då frågan om en vettig kapsling, samt prestandaförbättringar. Om intresse finns, så fortsätter jag rapportera då.


Budget uppföljning:

Pengar SEK

• Budget 200,00
  Spenderat 174,46
  Tillgodo 25,54

Tid krutdispenser timmar

• Budget 80,00
  Tidsåtgång 114,75
  Övertrassering -34,75

Tid studier Python timmar

• Budget 100,00
  Tidsåtgång 80,00
  Tillgodo 20,00

Måluppföljning:

• 98% av alla laddningar ska sluta på 0,00 eller 0,01 grains avvikelse (avser krutsorterna Norma 200, Norma 202 och Vihtavuori n32c)
  UNDERKÄNT – oklart om detta mål går att uppfylla (i vart fall i kombination med nästa punkt)
• laddtiden för 40 grain ska understiga 45 sekunder i 99% av alla laddningar. Första laddningen undantagen pga matningsrör eller motsvarande ej fyllt med krut. (avser krutsorterna Norma 200, Norma 202 och Vihtavuori n32c) UNDERKÄNT – målet är nåbart, mjukvaruutveckling krävs
• ha full repeterbarhet GODKÄNT
• absolut inte kräva något kalibrerande eller annat pill vid uppstart (användarens insats utsträcker sig till att "nolla balansvågen", ställa in önskad laddvikt, samt koppla in strömmen) GODKÄNT
• absolut inget "30 minuters uppvärmning" (max 3 minuter uppstartstid vilket dispenser'n ska sköta helt på egenhand) GODKÄNT
• ingen manuell för-skopning av krut (dispenser'n ska självständigt mata i allt krut från första till sista kornet) GODKÄNT
• varna vid ev. överladdning GODKÄNT
• lösningen ska bara ha en (1) matningsenhet GODKÄNT
• tricklern/krutkärlet ska kunna tas loss från matningsenheten med ett enkelt handgrepp, så att flera tricklers/krutkärl kan användas (typ en per krutsort). Byte av matningsenhet får ta max 5 sekunder och ska göras verktygsfritt. GODKÄNT

Önskar alla en varm och skön sommar!

[Öskar]

Hej-hopp! Hoppas ni haft en bra sommar! Mörkret och kylan är inte riktigt här än . . . men jag har svårt att hålla mig . . .
. . . så nu drar jag igång igen med min balansvågsbaserade krutdispenser BSIRAD.

Under sommaren har jag använt BSIRAD för att väga upp krut till ynka 243 patroner:

• 233 stycken laddningar (95,9%) hamnade inom spannet 0,00 till 0,02 grains avvikelse .
• 9 stycken (3,7%) utföll mellan 0,03 och 0,04 grain.
• 1 (0,4%) slutade på 0,05 grain.

Det är lite svårt att dra några långtgående slutsatser, då jag inte kunnat avhålla mig från att kludda i programkoden då och då.

Lärdomar i prioritetsordning:

• 1 kapsling – BSIRAD behöver en vettig kapsling. Alla lösa kablar, dubbla strömmatningar, etc irriterar mig något kopiöst.
  2 knappar – BSIRAD behöver fler fysiska och programmerbara knappar. Det kommer inte bara att underlätta användandet, utan man kan också optimera beslutlogiken efter specifika krut och kalibrar.
  3 beslutsalgoritmen – BSIRAD behöver en bättre beslutsalgoritm som framför allt är snabbare, men också precisare.
  4 felhantering – BSIRAD har vissa brister i felhanteringen. Det gäller framför allt om kameran inte är inkopplad vid uppstart, men även vissa andra tänkbara fel.

Under sommaren har jag tjuvstartat med följande:

• Kapsling - påbörjat bygget av en kapslingslåda. Arbetsmomenten (såga, fräs, grundmåla, slipa, spackla, mm) sammanföll med annat arbete, så marginal-tidsförbrukningen blev låg.
• Modifierat våg/kamera setup - för att underlätta utvecklingsarbetet.
• Beställt delar - för att spara tid har jag beställt de delar jag redan nu vet behövs

Jag återkommer med lite mer ingående beskrivningar av dessa åtgärder.

Jag börjar också om med en ny budget:

• Pengar: SEK 300 + redan införskaffat material + byggsopor och annat skräp
  Tid: Timmar 80

[MrTikka]

Riktigt kul att se vad folk lägger ner för arbete på intressanta grejer, själv har man inte tålamod, men det är intressant att läsa =)
Bra jobbat

[Öskar]

Kapsling

I samband med att jag snickrade fönstersmygar så passade jag på att såga och fräsa till en kapsling till BSIRAD.

Tanken var att få till en så modulariserad design som möjligt. Det ska vara enkelt att underhålla, laga och/eller byta ut komponenter/delar. Därtill önskar jag en viss flexibilitet med avseende på utformning. Jag vill till exempel inte låsa fast mig vid min RCBS M500-våg.

kapsling_delar.JPG

kapsling_delar_uppställda.JPG

Jag har limmat och skruvat ihop delarna. Grundmålning och spackling gjordes i samband med att fönstersmygarna genomgick samma behandling. Därmed blev marginaltidsåtgången låg.

kapsling_grundmålat.JPG

Design 1 timme
Såg- och fräsarbete 1 timme
Grundmålning, spackling, slipning, mm 1 timme

[Magnus M]

Kämpa på! Jag tror många, jag själv inkluderad, läser och finner det intressant men inte alltid kommenterar.

[Öskar]

Kämpa på! Jag tror många, jag själv inkluderad, läser och finner det intressant men inte alltid kommenterar.

Ja, få kommentarer är det, men det verkar finnas några som följer.

[Öskar]

Kamerahållare och bakgrundskuliss

Under utvecklingsarbetet har jag flyttat runt en del på BSIRAD, vilket medfört att jag tröttnat på alla lösa pinaler. För att reda bot har jag försett vågen med en integrerad kamerahållare samt en fast monterad svart bakgrundskuliss. Därmed har jag kunnat skrota hela den klumpiga vågkonsolen. Flera lösa delar har blivit en.

Jag har fäst aluminiumplåt med samma skruv som håller fast vågens skala och dämpningsmagneter. Aluminiumplåten håller kameran och kulissen. Kulissen består av 4 mm plywood som jag målat med den mattaste svarta färg jag haft fri tillgång till. Modifieringen är helt reversibel.

Jag betraktar ändringen som en temporär rationalisering. Troligtvis tas den bort när kapslingen är klar. Även fortsättningsvis gäller ”fri kameraplacering” och automatisk kalibrering mellan varje laddning.

våg_med_kamerakonsoll och bakgrundskuliss.jpg

Kamera/bakgrunds-konsolen 30 minuter

[Öskar]

Beställda komponenter

Tidigare i somras beställde jag följande:

LCD-display 20 tecken x 4 rader
Betydligt större än den befintliga (16 tecken x 2 rader) samt grön bakgrundsbelysning. Jag tycker att 16x2 tecken är för lite. Därtill ogillar jag de blå bakgrundsbelysningen.
Ebay, SEK 35,34 inkl frakt

lcd_display_20x04.jpg

Transformator 5v 3A
För drivning av Raspberry'n och belysning. Accepterar likspänning mellen 8 och 50v.
Ebay, SEK 17,53 inkl frakt

switsh_5v_3A.jpg

Transformator 12v 3A
För drivning av stegmotorn. Accepterar likspänning mellan 15 och 50v.
Ebay, SEK 20,75 inkl frakt

switch_12v_3A.jpg

Återfjädrande strömbrytare 50st
Till knappsatsen/manöverpanelen.
Ebay, SEK 23,45 inkl frakt

micro_switch.jpg

Olikfärgade ”knapphattar” 50st (till de återfjädrande strömbrytarna)
För att få olika färger på knapparna. Blir mer pedagogiskt så.
Ebay, SEK 8,35 inkl frakt

micro_switch_caps.jpg

Kretskort 5st, 4 * 6 cm
För knappsats och annan elektronik.
Ebay, SEK 13,33 inkl frakt

circuit_board.jpg

Kopplingskabel (2,54mm) 40st
För att koppla Raspberry'ns GPIO-pins till extern elektronik. Hade några sedan tidigare, men nu kan jag få mer ordnat kablage.
Ebay, SEK 8,35 inkl frakt

jumper_cable.jpg

Header pins för kretskortsmontage (2,54mm) 10 st x 40 pins
För att kunna ansluta kopplingskabeln till hemlödad elektronik. Kan även lödas på en RPi Zero då de saknar färdiga fysiska pins.
Ebay, 8,35 SEK inkl frakt

header_pins.jpg

2D vattenpass
För att säkerställa att BSIRAD står rakt.
Ebay, SEK 20,16 inkl frakt

spirit_level.jpg

Raspberry Pi Zero
Betydligt mindre och lite snabbare än min gamla RPi1. Drar mindre ström. Helt onödigt, men billigt! Vet inte om jag kommer att använda den till detta projekt.
Electrokit, SEK 57, fri frakt (samfrakt)

RPi_zero.jpg

Flera av dessa komponenter kunde köpts i mindre kvantitet. Valde lite större förpackningar då de kostade marginellt mer. Har på känn att det blir fler elektronikprojekt framgent.

Samtliga komponenter har anlänt. Nu blir det bygga av!

[sevehem]

Och vi beundrare väntar med spänning!

[Öskar]

Fysiska knappar

Jag har beslutat att BSIRAD ska ha 8 stycken fysiska knappar:

• Calibrate – kalibrerar BSIRAD
• Zero – hjälp med att nolla vågen
• Load – starta laddning (generisk)
• Stop/shutdown – stoppa en pågående laddning + shutdown (3 sekunders knapptryckning)
• Load 1 – programmerbar laddknapp
• Load 2 – programmerbar laddknapp
• Load 3 – programmerbar laddknapp
• Load 4 – programmerbar laddknapp

De programmerbara knapparna kommer att kunna ha egna:

• hastighetsprofiler (hur snabbt stegmotorn ska rotera i olika situationer)
• bulk_load_time och bulk_load_speed (antal sekunder som laddningen körs på högsta laddhastighet i syfte att bulkladda samt dit hörande rotationshastighet)
• overcharge limit (reglerar vid vilken laddavvikelse som BSIRAD ska varna för överladdning)
• beslutsalgoritm (inledningsvis kommer alla programmerbara laddknappar att tillämpa samma beslutsalgoritm, men systemet är förberett för att varje knapp ska kunna ha sin egen algoritm.)

De tre första punkterna är bara parametervärden som sätts i konfigurationsfilen. Därmed kan de ändras utan programmering. Beslutsalgoritmen utgörs dock av logik (programkod). Därmed kan den inte implementeras i konfigurationsfilen. Möjligen kan man ha flera ”färdiga” beslutsalgoritmer, varvid man i konfigurationsfilen kopplar varje knapp till en specifik algoritm.

Jag tänkte använda de fyra programmerbara laddknapparna enligt följande:

• Load 1 - används till 308win subsonic (9,0 gr Vihtavuori N32C), bulkladdar i 5,5 sekunder vilket ger ca 7 gr
• Load 2 - används till 308win (40,5 – 43,7 gr Norma 200 - 202), bulkladdar i 17 sekunder vilket ger ca 38 gr
• Load 3 - används till 222rem (19,4 - 21,2 gr Norma 200), bulkladdar 8 sekunder vilket ger ca 17 gr
• Load 4 - (ej allokerad)

Sedan kan man alltid utöka funktionaliteten med ”alternativa knapptryckningar” (t ex använda en knapp som alt/skift, kort tryck/långt tryck, knapptryckningar i serie, två knappar samtidigt, etc).

Kommer nu att börja bygga själva knappsatsen och knapp-panelen.

[Öskar]

Gränssnittspanel och fysisk knappsats

Till knappsatsen använder jag:

• kretskort (som jag kapar till lämpliga storlekar)
• header pins (för kabelanslutning)
• knappar/strömbrytare
• hattar till knapparna
• koppartråd (från skalad RK-kabel)
• ett 1000 Ohms motstånd
• lödtenn

knappsats_komponenter.jpg

Det visade sig att jag beställt alldeles för små kretskort. Jag hade föreställt mig att alla knappar skulle få plats på ett kort, vilket de inte gjorde. Jag löste det genom att helt enkelt använda två kretskort.

Jag kapade till kretskorten till lämplig storlek och borrade upp nya monteringshål. Därefter lödde jag på komponenterna. Ett riktigt pill jobb. Motståndet är egentligen onödigt, men begränsar strömmen som kan tas ut. Därmed säkerställer motståndet att Raspberry'n inte tar skada om jag skulle råka konfigurera eller koppla fel (t ex använda en GPIO-pin konfigurerad som output som strömmatning).

knappsats_lödad_baksida.jpg

knappsats_lödad_framsida.jpg

Har också påbörjat jobbet med själva ”gränssnittspanelen” (panelen för knappar och display). Jag gör den i 4 mm plywood.

gränssnittspanel.jpg

Knappsats 2 timmar
Panel 30 min

[Härfördärvaren]

Den här tråden är härligt nördig. Ska följas

[Gunnebrink]

Ett väldigt intressant projekt detta, jag är imponerad över dels det du gör men också hur du redovisar framstegen. Mycket bra!

[Öskar]

Den här tråden är härligt nördig. Ska följas

Ett väldigt intressant projekt detta, jag är imponerad över dels det du gör men också hur du redovisar framstegen. Mycket bra!

Tack! Alltid kul med återkoppling!

[Öskar]

Gränssnittspanel

Har nu slutfört arbetet med ”gränssnittspanelen” (knappar och display).

Den nya större displayen är mycket kinkigare än den lilla blå. Displayen är helt oläslig med kontrasten ansluten till 0v, 3,3v och 5v (tillgängliga spänningar från Raspberry'n). Därför blev jag tvungen att löda ihop ett särskilt kretskort med en potentiometer för justering av kontrast-spänningen. Jag passade på att även löda dit tre olika motstånd för LED-belysningen. Därmed kan man ”relativt enkelt” justera både displayens kontrast (steglöst) och ljusstyrka (tre lägen).

Jag har använt ett kontaktdon av typen ”Dupont head” 2x20 för all kabelanslutning till Raspberry'n. Det har fördelen att alla anslutningar till GPIO-pinsen sitter i samma kontakt, varvid man med ett handgrepp ansluter (eller kopplar ifrån) samtliga kablar. Därtill sitter kablarna fast mycket stabilare i RPi'n. Nackdelen är att anslutningen inte passar mina två antika RPi1 då de har avvikande layout på GPIO-pinsen (alla senare RPi-modeller har en gemensam utformning på GPIO-stiften). Jag är nu ”låst” till min nyinförskaffade RPi Zero.

Från dupont-kontaktdonet går inte bara kablar till displayen och knapparna, utan även till stegmotor-drivkretsen.

Jag har också uppdaterat programkoden så den passar den nya displayen. Naturligtvis har jag även uppdaterat texterna som visas på displayen.

Allting fungerar ypperligt.

Gränssnittspanel.jpg

Gränssnittspanel_baksida.jpg

Panelbygge 3 timmar
Mjukvara 30 minuter
Test 15 minuter

[Öskar]

Kamera belysning

Då vågen kommer att husera i ett slutet rum, kommer kameran att kräva belysning.

Nu visste jag att man kan köpa färdiga USB LED-lampor för en spottstyver, men jag kunde ändå inte hålla mig från att göra en egen. Ett dumt beslut! Tidsåtgången blev ansenlig i förhållande till resultatet (pga många små arbetsmoment). Jag har gjort flera missar i detta projekt, men de har samtliga varit lärorika och kanske oundvikliga. Det här var bara slöseri med tid!

Jag använde en överbliven kretskortsbit (från kretskorten som jag använt till knappsatsen) samt tre lysdioder med varsitt 150 Ohms motstånd.

LED-kretskort.jpg

LED-kapsling_delar.jpg

LED_färdig.jpg

LED-belysning 5 timmar

Lärdom nummer 7 : Bygg inte saker som kan köpas på ebay för åtta kronor inklusive frakt.