طراحی مدار و برنامه‌نویسی کنترلر دستگاه وندینگ

شرح کلی پروژه: ما در حال ساخت یک دستگاه وندینگ نوشیدنی (Protein Shake Vending Machine) هستیم. مکانیزم دستگاه از نوع Moving Cup (لیوان متحرک) است؛ یعنی یک سیستم گنتری (Gantry) دو محوره که لیوان را زیر نازل‌ها می‌برد و سپس عملیات میکس انجام می‌شود. ما به دنبال یک مهندس الکترونیک یا مکاترونیک با تجربه بالا در Motion Control و کار با استپر موتورها هستیم تا “مغز سخت‌افزاری” دستگاه را طراحی و کدنویسی کند. توجه: نرم‌افزار رابط کاربری (UI) و لاجیک فروش توسط تیم ما (با پایتون) انجام می‌شود. وظیفه شما تحویل یک کنترلر پایدار است که دستورات را از پایتون دریافت کرده و اجرا کند. شرح دقیق وظایف : ۱. انتخاب سخت‌افزار و طراحی سیستم (Hardware Selection): انتخاب و معرفی لیست قطعات (BOM) شامل: میکروکنترلر مناسب (STM32 یا Arduino Mega/Due)، درایورهای موتور (مانند TMC2209 برای سکوت یا درایورهای صنعتی)، منبع تغذیه و سنسورها. ارائه نقشه سیم‌کشی دقیق (Wiring Diagram) برای اتصال قطعات، به طوری که توسط تیم مونتاژ قابل پیاده‌سازی باشد. ۲. توسعه فیرم‌ور (Firmware Development): کدنویسی به زبان C/C++ (در محیط Arduino، PlatformIO یا STM32Cube). کنترل حرکت (Motion Control): پیاده‌سازی حرکت بسیار نرم (Smooth Acceleration/Deceleration) برای استپر موتورها (محور X و Z) تا از ریختن مایعات جلوگیری شود. استفاده از کتابخانه‌هایی مثل AccelStepper یا الگوریتم‌های مشابه. Homing & Calibration: پیاده‌سازی سیستم Homing دقیق با استفاده از میکروسوئیچ‌ها یا سنسورهای نوری در شروع کار دستگاه. مدیریت سنسورها: خواندن سنسور دمای مخزن آب، سنسور تشخیص لیوان (Cup Sensor) و سنسورهای سطح مخزن. کنترل سیستم خنک‌کننده: برنامه‌نویسی یک ترموستات داخلی برای روشن/خاموش کردن رله کمپرسور بر اساس دمای آب. ۳. پروتکل ارتباطی (Communication Protocol): پیاده‌سازی ارتباط سریال (UART/USB) با کامپیوتر مرکزی (Raspberry Pi/Mini PC). طراحی یک پروتکل متنی ساده (ترجیحاً JSON over Serial) برای دریافت دستورات و ارسال وضعیت. مثال ورودی: {"cmd": "move_to", "pos": "nozzle_1"} مثال خروجی: {"status": "done", "sensor_check": "ok"} استراتژی همکاری و تست: برای سرعت بخشیدن به کار و دیباگ دقیق، ما دو ست کامل از قطعات الکترونیکی پیشنهادی شما را خریداری می‌کنیم. یک ست نزد شما برای توسعه و تست می‌ماند و ست دوم نزد ما برای یکپارچه‌سازی. شما کدهای تست شده را ارسال می‌کنید و ما روی دستگاه اصلی تست می‌کنیم. مهارت‌های مورد نیاز : تسلط کامل به راه اندازی Stepper Motor و درایورها. تجربه کار با پروتکل‌های ارتباطی Serial. تجربه در پروژه‌هایی مثل ساخت CNC، 3D Printer یا بازوهای رباتیک مزیت بزرگ محسوب می‌شود. آشنایی با اصول ایمنی مدار (Fail-safe)؛ مثلاً اگر کابل قطع شد یا موتور گیر کرد، دستگاه آسیب نبیند. خروجی‌های نهایی (Deliverables): سورس کد کامل و کامنت‌گذاری شده (Open Source). لیست خرید قطعات (BOM) با لینک خرید یا مشخصات فنی دقیق. دیاگرام سیم‌کشی (Schematic). مستندات دستورات سریال (API Documentation).