Um die Funktionsfähigkeit des Spenders zu gewährleisten, musste passende Hardware ausgewählt und miteinander verknüpft werden. Dazu wurde ein programmierbarer WeMos D1 mini ausgewählt und ein passender Button (D1 mini Button Shield) hinzugefügt. Ein Servo-Motor sollte die Klappe bewegen, damit der Verschluss des Glases geöffnet und geschlossen werden kann.
Folgende Teile wurden ausgewählt um die Funktionalität des Spenders zu erreichen:
- WeMos D1 mini
Der WeMos D1 mini ist ein leistungsstarker Microcontroller, welcher überdie Arduino Software programmiert werden kann. Die integrierter WLAN Schnittstelle nutzten wir um den Controller per App zu steuern.
- WeMos D1 mini Button Shield
Dieser Taster verändert den Status “An / Aus”, welcher vollständig auf den WeMos D1 mini gesteckt werden kann. Dadurch erreichen wir einen Impuls, welcher den Servo-Motor startet, mehr Funktionen benötigt unser Süßigkeitenspender nicht.
- Kabel
Zum Verbinden des Microcontrollers mit dem Servo-Motor.
- Servo-Motor
Durch den programmierten Microcontroller und den dazu passenden Button, wird der Servo-Motor so angesteuert, dass sich dieser in einem angegebenen Winkel dreht und somit die Funktion des “Spendens” gewährleistet. Das Loch im Deckel des Gefäß wird bei jedem getätigten Impuls, durch den Button oder der App kurzzeitig freigelegt.
Beginnend wurde mit dem Online-Tool TinkerCad (https://www.tinkercad.com) ein funktionierender Schaltkreis der Verkabelung erstellt. Da der WeMos D1 mini nicht als Auswahlmöglichkeit vorhanden war, wurde die Schaltung vorerst mit dem verfügbaren Arduino Board erstellt. Von den Verkabelungen unterscheiden sich diese allerdings nur von den Pins.
Nach der vorherigen Planung und Tests mit Online-Schaltkreisen, konnten der eigentliche Servo-Motor mit dem Microcontroller getestet werden. Hier mussten allerdings noch einige Änderungen beachtet und umgesetzt werden. Da der Servo-Motor durch einen physischen Knopfdruck betätigt werden sollte, wurde ein Button (D1 Mini Button Shield) hinzugefügt, welcher vollständig auf den WeMos Mini D1 gesteckt werden konnte. Von der Verkabelung hat sich dementsprechend nichts verändert. Ebenso wurde für den Öffnungsmechanismus ein passender Plastikaufsatz angefertigt, welcher auf dem Servo-Motor, mithilfe von zwei Schrauben, montiert wurde.
Damit die Verkabelung ohne Steckbrett funktioniert, wurden die Pins des D1 mini mit den korrekten Anschlüssen des Servo-Motors zusammengelötet. Das verbundene Board, inklusive Servo-Motor, wurde in das Gehäuse verbaut. Der Controller und der Servo-Motor benötigen eine Netzquelle, welche durch eine Micro-USB-Schnittstelle erreicht wurde. Diese kann an einen USB-Port mit 5V Ausgang angeschlossen werden.
