Empatyczne projektowanie: automatyczny podajnik szczurów Arduino: 18 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Ta instrukcja służy jako wszechstronny przewodnik po stworzeniu automatycznego urządzenia do karmienia szczura lub zwierzęcia domowego o podobnej wielkości. Inspiracją do tego projektu był szczur mojej siostry, który każdego dnia musi być karmiony dokładnie 4 granulkami karmy. W obecnej sytuacji (COVID-19) moja siostra nie jest w stanie codziennie karmić szczura. Zaprojektowany przeze mnie system wykorzystuje Arduino Nano, serwo „mikro” i niestandardową obudowę wydrukowaną w 3D. Używając popychacza, maszyna powinna dozować 4 granulki żywności co 24 godziny konsekwentnie i bezawaryjnie. System może być zasilany z gniazdka ściennego 5 V lub zasilany małym akumulatorem litowo-jonowym – w każdym przypadku pobiera minimalną ilość energii.

Kieszonkowe dzieci

Materiały:

3x 6” długość 22 AWG przewód elektryczny (przewód do krojenia chleba)

1x mikro serwo

1x Arduino Nano (lub Metro Mini)

1x rolka dowolnego nieelastycznego filamentu do drukarki 3D (PLA, PETG, ABS, PEK, NYLON lub dowolna żywica, jeśli zdecydujesz się na użycie drukarki SLA)

1x20mm rurka termokurczliwa

Rurki termokurczliwe 3x1mm

1x ramię Micro Servo (zwykle dołączone do Micro Servo)

1x rolka lutu topnikowego

Ekwipunek:

Drukarka 3D (FDM lub SLA)

Szczypce do cięcia po przekątnej

Szczypce półokrągłe

Zapalniczka lub opalarka

Lutownica

Krok 1: Badania empatyczne

Czym jest empatia?

Empatię opisuje się jako zdolność rozumienia i dzielenia się uczuciami innych. Choć może się to wydawać proste, w rzeczywistości istnieją trzy różne rodzaje empatii: poznawcza, emocjonalna i współczująca. Empatia poznawcza wymaga jedynie zrozumienia, jak dana osoba się czuje i wie, co potencjalnie myśli. Empatia poznawcza nie wymaga związku emocjonalnego, ale nadal jest niezwykle przydatna w życiu codziennym. Empatia emocjonalna obejmuje internalizację emocji innej osoby, musisz poczuć to, co ta osoba czuje, aby doświadczyć emocjonalnej empatii. Jest to integralna część bliskich relacji i zawodów, które wymagają od jednostek podejmowania decyzji dotyczących życia innych. Niestety czasami empatia emocjonalna może być przytłaczająca. Wreszcie istnieje współczująca empatia, która zasadniczo łączy dwie pierwsze formy empatii. Równoważy uważne rozważenie, połączone emocje i, co najważniejsze, działanie. Integralną częścią współczującej empatii jest pragnienie działania zgodnie ze swoimi uczuciami i pomocy potrzebującym.

Dlaczego ważne jest, aby wczuć się w danego klienta?

W dobrym projekcie empatia ma kluczowe znaczenie, niezależnie od tego, czy jest to poznawcza, emocjonalna czy współczująca. Każdy projektant musi przynajmniej włożyć największy wysiłek w zrozumienie potrzeb i pragnień swoich klientów. Dlatego widzimy, że większość projektantów decyduje się na empatię poznawczą podczas realizacji projektu. Oczywiście empatia emocjonalna nie jest odpowiednia z punktu widzenia projektowania i najprawdopodobniej zostałaby uznana za nieprofesjonalną. Kiedy jednak projektant potrafi współczuć klientowi, osiąga poziom komunikacji sprzyjający stworzeniu niesamowitego produktu. Dlatego projektując dla klienta, staram się nie tylko zrozumieć jego uczucia i perspektywę, ale także poczuć to, co czuje, aby jak najlepiej spełnić jego standardy.

Jak ta empatia skłoniła mnie do stworzenia tego projektu w szczególności

Ten karmnik dla szczurów został zaprojektowany dla mojej siostry. Niedawno została właścicielką szczura głupiego (dumbo z powodu jego dużych uszu, a nie jego intelektu) i doświadczyła wzlotów i upadków posiadania dużego futrzanego gryzonia. Szczur był nieśmiały i nadal jest nieśmiały, gdy po raz pierwszy po niego poszła, smagnął zębami i ugryzł ją w palec – potem płakała przez dobrą godzinę. Zajęło jej tydzień lub dwa nabranie odwagi, by włożyć rękę z powrotem do klatki, ale w końcu to zrobiła. Obserwowałem, jak zmieniała się jej postawa z pogardy na troskę, codziennie karmiła szczura, myła go co tydzień, a nawet zbudowała mu nową klatkę, żeby mógł biegać. Rozumiem, jak wtedy się czuła i jak czuje się teraz, nie tylko dlatego, że jestem jej bratem, ale też dlatego, że opiekowałam się małym gryzoniem. niech siedzi na moim ramieniu, gdy chodzę po pokoju, wiecznie zmieniająca się fala emocji jest czymś, czego doświadczyłem z pierwszej ręki. Niestety, z powodu COVID-19 i kilku innych powodów mieszkamy z dala od normalnego domu w mieście. Moja siostra wciąż musi codziennie karmić swojego szczura i dlatego tkwi tu bez końca. Podczas gdy reszta mojej rodziny, łącznie ze mną, może podróżować, kiedy chce, moja siostra musi zostać, aby opiekować się swoim szczurem. W ten sposób, tworząc automatyczny karmnik dla szczurów, będzie mogła swobodnie chodzić, gdzie chce, tak długo, jak chce. A ona na to zasługuje.

Krok 2: Projekt

Zaprojektowałem wszystkie komponenty do tego projektu przy użyciu programu Autodesk Inventor.

Krok 3: Pobierz wszystkie wydrukowane pliki 3D

Odwiedź ten link: https://www.thingiverse.com/thing:4354393 i pobierz 5 dostępnych plików.

Krok 4: Wydrukuj obudowę tłoka

Ustawienia drukowania dla każdego składnika nieznacznie się różnią. Oto ustawienia drukowania dla „Obudowy tłoka”

Optymalne temperatury i ustawienia różnią się w zależności od drukarki, ale oto kilka wskazówek dotyczących materiałów wypełniających i podporowych.

Materiał: PLA lub PETG

Wypełnienie: 10%

Obwód/Ściana: 2

Materiał pomocniczy: Tak

Szybkość/dokładność: szybka

Krok 5: Wydrukuj przedłużenie ramienia serwomechanizmu

Ustawienia drukowania dla każdego składnika nieznacznie się różnią. To są ustawienia drukowania dla "Servo Arm Extension"

Optymalne temperatury i ustawienia różnią się w zależności od drukarki, ale oto kilka wskazówek dotyczących materiałów wypełniających i podporowych.

Materiał: PLA lub PETG

Wypełnienie: 10%

Obwód/Ściana: 2

Materiał pomocniczy: Nie

Szybkość/dokładność: standardowa

Krok 6: Wydrukuj głowicę tłoka

Ustawienia drukowania dla każdego składnika nieznacznie się różnią. To są ustawienia drukowania dla „Głowicy tłoka”

Optymalne temperatury i ustawienia różnią się w zależności od drukarki, ale oto kilka wskazówek dotyczących materiałów wypełniających i podporowych.

Materiał: PLA lub PETG

Wypełnienie: 10%

Obwód/Ściana: 2

Materiał pomocniczy: Nie

Szybkość/dokładność: standardowa

Krok 7: Wydrukuj ramię tłoka

Ustawienia drukowania dla każdego składnika nieznacznie się różnią. To są ustawienia drukowania dla „ramienia tłokowego”

Optymalne temperatury i ustawienia różnią się w zależności od drukarki, ale oto kilka wskazówek dotyczących materiałów wypełniających i podporowych.

Materiał: PLA lub PETG

Wypełnienie: 10%

Obwód/Ściana: 2

Materiał pomocniczy: Tak

Szybkość/dokładność: standardowa

Krok 8: Wydrukuj zasobnik

Ustawienia drukowania dla każdego składnika nieznacznie się różnią. Oto ustawienia drukowania dla „Zbiornika”

Optymalne temperatury i ustawienia różnią się w zależności od drukarki, ale oto kilka wskazówek dotyczących materiałów wypełniających i podporowych.

Materiał: PLA lub PETG

Wypełnienie: 5%

Obwód/Ściana: 1

Materiał pomocniczy: Nie

Szybkość/dokładność: szybka

Krok 9: Przygotuj komponenty

Usuń materiał pomocniczy:

Obudowa tłoka jest zadrukowana materiałem podporowym, który należy usunąć za pomocą szczypiec z wąskim czubkiem.

Ramię tłoka można łatwo wyjąć z materiału nośnego bez użycia narzędzi.

Opcjonalnie: delikatnie przeszlifuj wszystkie części.

Krok 10: Połącz głowicę tłoka i ramię tłoka

Dopasuj stronę ramienia tłoka w kształcie litery „T” do szczeliny w głowicy tłoka

Mocno dociśnij ramię tłoka, aż znajdzie się w okrągłym wgłębieniu

Krok 11: Zamontuj serwo

Włóż serwomotor do odpowiedniego gniazda z wałem skierowanym w stronę górnej części obudowy tłoka.

Użyj dołączonych śrub, aby zamocować serwomotor na miejscu. Nie dokręcaj śrub zbyt mocno, ponieważ PLA jest kruchy i podatny na pękanie.

Krok 12: Podłączanie ramienia serwomechanizmu i adaptera ramienia serwomechanizmu

Włóż małe plastikowe ramię serwomechanizmu dołączone do serwosilnika do wgłębienia w adapterze ramienia serwomechanizmu.

Upewnij się, że ramię serwomechanizmu jest równo z adapterem ramienia serwomechanizmu, a jeśli tak nie jest, odwróć ramię serwomechanizmu i powinno pasować prawidłowo.

Mocno dociśnij ramię serwomechanizmu i adapter serwomechanizmu na wał wyjściowy serwosilnika.

Użyj najmniejszej śruby dołączonej do serwomotoru, aby zabezpieczyć oba elementy na miejscu.

Jeśli jest zainstalowany poprawnie, nie powinno być zbyt dużego „luzu” w pionie (wiggle)

Krok 13: Montaż (elementy mechaniczne)

Włóż głowicę tłoka do obudowy tłoka, upewnij się, że koniec tłoka jest wyrównany z końcem obudowy tłoka.

Dopasuj otwory na ramieniu serwomechanizmu i ramieniu tłoka. Serwo można przesuwać bez uszkadzania go, więc możesz to zrobić, jeśli zajdzie taka potrzeba.

Włóż śrubę M3 o długości cala przez ramię serwomechanizmu i ramię tłoka, użyj 2 nakrętek, aby zabezpieczyć ją po przeciwnej stronie.

Nie ma znaczenia, w którą stronę włożona jest śruba.

Krok 14: Podłączanie serwomechanizmu do Arduino

LUTOWANIE JEST OPCJONALNE, przejdź do następnego kroku, jeśli nie chcesz/nie możesz lutować.

Przygotowanie drutu:

Przetnij przewody na serwomotorze tak, aby pozostały 3 cale.

Oddziel przewody, ale tylko dla pierwszego 1 cala.

Zdjąć 1/2 izolacji z każdego przewodu.

Lutowanie:

Lutownica cynowa i przylutuj brązowy przewód do GND (uziemienie), czerwony przewód do 5 V i żółty do pinu 9

Postępuj zgodnie ze schematem powyżej!

Krok 15: Zamontuj Arduino

Użyj 2 dodatkowych małych śrub serwo, aby przymocować Arduino Nano z tyłu obudowy dozownika.

Podłącz zasobnik na paszę

Krok 16: Podłącz i sflashuj kod do Arduino

Skopiuj poniższy kod i prześlij go do Arduino za pośrednictwem Arduino CC:

#włączać

Serwo myservo; // utwórz obiekt serwo do sterowania serwo // na większości płyt można utworzyć dwanaście obiektów serwo

int poz = 0; // zmienna do przechowywania pozycji serwa

void setup() { myservo.attach(9); // dołącza serwo na pinie 9 do obiektu serwo }

void loop() { for (pos = 0; pos = 0; pos -= 1) { // przechodzi z 45 stopni do 0 stopni myservo.write(pos); // powiedz serwo, aby przeszło na pozycję w zmiennej 'pos' delay(15); // czeka 15ms, aż serwo osiągnie pozycję } }

Krok 17: Zamontuj na klatce

Za pomocą zamków błyskawicznych przymocuj pysk karmnika do klatki swojego zwierzaka!

Upewnij się, że otwór dozownika nie jest zasłonięty przez przewody klatki.

Tłok wykona cykl 4 razy co 24 godziny, odliczanie czasu rozpocznie się, gdy Arduino otrzyma zasilanie.

Podajnik wymaga tylko 5V, więc może być zasilany z dowolnego gniazdka ściennego przez Micro USB lub zewnętrzny akumulator.

Krok 18: Pomyśl o pielęgnacji zwierząt

Całym celem tego produktu było zapewnienie ukochanym czworonogom, a może własnemu pupilowi opieki i uwagi, na jaką zasługuje. Wykonuje pracę, którą zwykle dozorca pozwoliłby im spędzić krótki czas z dala od swojego zwierzaka bez zmartwień.

Być wyzwolonym to być wolnym, a wolność wiąże się z odpowiedzialnością.

Chcę, aby było to absolutnie jasne: ten produkt NIE JEST TRWAŁYM ROZWIĄZANIEM DO PIELĘGNACJI ZWIERZĄT. Ponieważ obdarzyłem moją siostrę empatią, tworząc dla niej ten produkt, uprzejmie proszę o okazanie empatii swoim zwierzakom; tylko dlatego, że możesz, nie zostawiaj ich na wiele dni, baw się nimi regularnie, upewnij się, że ich otoczenie jest czyste i bezpieczne.

Dziękuję Ci, Kanoa.