Nachdem softwareseitig bereits wichtige Meilensteine in Front- und Backend erreicht und Basisfunktionalität implementiert werden konnten, nimmt die Medikamentenausgabe mit der Hardware-Komponente nun auch eine physische Form an. Hierbei wird das Ziel verfolgt, möglichst viele Bestandteile, wie die Kassetten oder das Gehäuse, mit 3D-Druck selbst zu produzieren, um die Kosten des Prototyps gering zu halten. Trotz der immensen Vorteile, die dieses Verfahren mit sich bringt, stoßen die Möglichkeiten des Drucks spätestens bei den Elektronikkomponenten an ihre Grenzen. Damit das Projekt dennoch umgesetzt werden kann, konnte mit der DHBW freundlicherweise eine Kostenübernahme vereinbart und die folgenden erforderlichen Teile schließlich bestellt werden.
Stepper Motor
Ein sogenannter Stepper- oder Schrittmotor bildet das mechanische Herzstück der Medikamentenausgabe. Bei jedem Ausgabeprozess dreht dieser die Kassette, in 1,8° Schritten und einem Drehmoment von 59Ncm, solange bis die nächste Medikamenteneinheit vor der Kassettenöffnung liegt und in die Ausgabeschale fällt. Klassischerweise wurden diese Art Motoren für 3D-Drucker und CNC-Fräsen konzipiert. Da hiermit allerdings die hiesigen Anforderungen erfüllt werden und eine gute Dokumentation vorliegt, eignet sich dieses Modell ebenfalls für unseren Anwendungsfall der Medikamentenausgabe. Die Maße des bestellten Motors betragen kompakte 42x42x48mm, was einen unkomplizierten und platzsparenden Einbau in das umliegende Gehäuse ermöglicht.
Power Supply
Für die Stromversorgung des Geräts, insbesondere des Motors, wird ein Netzteil benötigt, das die entsprechenden Motoren-Spezifikationen (12V, 2A) erfüllt. Das Besondere an der bestellten Komponente ist der mitgelieferte Splitter, wodurch der Motor angebunden werden kann, ohne dass das Kabel aufschgeschnitten werden muss, um die einzelnen Drähte freizulegen und voneinander zu trennen.
Stepper Motor HAT
Die dritte unverzichtbare Komponente ist die HAT-Einheit, was für „Hardware Attached on Top“ steht und dazu dient den Raspberry Pi mit einer zusätzlichen Hardware, hier dem Schrittmotor, zu verbinden. Über die einzelnen Kontroll-Pins kann die Funktion des Motors somit angesprochen und der Pi als zentrale Steuereinheit verwendet werden. Für das spezifische bestellte HAT-Modell wurde sich aufgrund der flexiblen Anbindungsmöglichkeiten eines Motors, sowie der ausführlich vorhandenen Dokumentation entschieden.
Blogbeitrag von Oliver Seider
Super, dass Sie nun auch zum mechanischen Aufbau kommen. Kommen Sie mit der Ansteuerung des Stepper-Motors zurecht oder brauchen Sie noch Hilfe dabei?