Automatyczny dozownik karmy dla kota: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Projekty Fusion 360 »

Jeśli nie kontrolujesz ilości jedzenia, które zjada kot, może to prowadzić do problemów z przejadaniem się i nadwagą. Jest to szczególnie ważne, jeśli jesteś poza domem i zostawiasz kotu dodatkową karmę do spożycia według własnego harmonogramu. Innym razem możesz zdać sobie sprawę, że zapomniałeś nakarmić ją na czas i nie możesz wrócić do domu.

Automatyczny dozownik karmy dla kotów zrób to sam może obsługiwać i dozować dokładną ilość suchej karmy w dowolnym momencie i można nim sterować za pomocą telefonu komórkowego w dowolnym miejscu na świecie.

Ten projekt jest kompletnym projektem edukacyjnym od drukowania 3d po projektowanie w fusion360, od programowania arduino po podstawy iot, projektowanie elektroniki w eagle, po dwustronną produkcję płytek drukowanych.

Główne rozdziały tej instrukcji to

Warsztat: Ta część nie jest bezpośrednio związana z rzeczywistą produkcją, ale może zainspirować czytelników małymi nieruchomościami. Cały projekt, druk 3d, produkcja pdb, prototypy, projektowanie elektroniczne i produkcja odbywa się w warsztacie 2x2m.

Prototypy: Perfekcyjny projekt jest prawie niemożliwy do osiągnięcia. Jednak każda - nieudana - iteracja projektowa przynosi nowe pomysły, rozwiązuje problemy i przenosi projekt na wyższy poziom. Tak więc, podczas gdy zestaw instrukcji zazwyczaj nie zawiera nieudanych prób, zawarłem je krótko, ponieważ pokazują postęp i uzasadnienie ostatecznego projektu.

Projekt mechaniczny: Projekt mechaniki i kontenera.

Projektowanie elektroniki: Ten projekt jest oparty na płytce Arduino Mega. Jednostka zasilająca, jednostka zegarowa, jednostka sterująca silnikiem prądu stałego i jednostka Wi-Fi ESP8266 są montowane na specjalnie zaprojektowanej płytce PCB. Możesz znaleźć powiązane instrukcje tutaj

Programowanie: Podstawowe programowanie Arduino. Trochę programowania ESP8266. Przy pomocy Arduino i esp8266 powstał niewielki serwer WWW.

Produkcja: drukowanie 3d wszystkich części zaprojektowanych przez fusion360 i ich montaż. Większość części jest drukowana w 3D. poza plastikiem jest jeden metalowy pręt i kilka metalowych śrub. Reszta to elektronika i silnik prądu stałego.

Krok 1: Warsztaty

Warsztat zawiera wszystkie niezbędne narzędzia do produkcji obwodów elektronicznych, produkcji PCB, druku 3d, malowania modeli i innych drobnych prac produkcyjnych. Jest komputer stacjonarny z systemem Windows, który jest podłączony do drukarki 3D, a także służy do elektronicznego tworzenia muzyki.

Oczywiście dla hobbysty zawsze więcej miejsca jest lepsze. Jednak gęste rozmieszczenie narzędzi i kilka sprytnych sztuczek, takich jak umieszczenie drukarki 3D nad monitorami komputerów, może stworzyć funkcjonalną i przyjemną przestrzeń roboczą.

Chociaż warsztat może nigdy nie być bezpośrednią częścią Instruktażowego, warto o nim wspomnieć tutaj jako o głównym etapie procesu.

Krok 2: Prototypy

Czas trwania tego projektu był całkowicie niedoszacowany. Zaczęło się od szacunków na trzy do pięciu tygodni. Został ukończony w ponad 40 tygodni. Ponieważ nie mogłem zainwestować ciągłego czasu w ten projekt, nie jestem pewien co do faktycznego czasu poświęconego na projekt, jednak jestem pewien, że każda część tego projektu zajęła więcej niż oczekiwałem.

Spędziłem sporo czasu nad prototypami.

śruba Archimedesa

Prototypowanie rozpoczęto od śrub Archimedesa. Był to również mój pierwszy projekt Fusion 360. Wykonałem i wydrukowałem co najmniej 8 różnych śrub, ucząc się wspaniałego oprogramowania o nazwie Fusion 360. (Fusion 360 to darmowe oprogramowanie dla hobbystów i choć można robić dość skomplikowane rzeczy, krzywa uczenia się nie jest tak stroma) Pierwsze zostały wycięte ze środka na dwie części. Nie mogłem znaleźć sposobu na wydrukowanie w 3D jednego pionowego kawałka śruby. Po wydrukowaniu dwóch połówek skleiłem je razem, co jest bardzo nieefektywnym i krępującym sposobem wykonania śruby archimedesowej. Potem zdałem sobie sprawę, że jeśli dodam do drukarki „kaczki wentylatora”, poprawi się jakość druku w pionie. Istnieje wiele różnych rodzajów „kaczek fanów”, więc musiałem znaleźć najlepszą kombinację metodą prób i błędów. W końcu skończyło się prawie idealną śrubą Archimedesa wydrukowaną jako jeden kawałek.

Pojemnik na paszę

Kolejnym wyzwaniem był projekt pojemnika na paszę. Płyny można bez problemu przenosić za pomocą śruby. Jednak stałe materiały, takie jak sucha karma dla kotów, stanowiły problem z powodu dżemów. Próbowałem stworzyć pewną bezpieczną przestrzeń, aby zapobiec zacięciom, a także zdałem sobie sprawę, że dodanie ruchu do tyłu przy każdym ruchu śruby do przodu znacznie zmniejszyło zacięcia. Kształt połówki rury o ostatecznym kształcie i kontrolowany programowo ruch do tyłu całkowicie wyeliminowały ryzyko zakleszczenia.

Pudełko

Na początku projektu wydrukowałem całe pudełko w drukarce. Ponieważ rozmiar drukarki był mniejszy niż rozmiar pudełka, musiałem podzielić go na części, co sprawiło, że pudełko było bardzo słabe i brzydkie. Potem pomyślałem o drewnianym pudełku. Ściany drugiego prototypu były drewniane. Pewne trudności produkcyjne (nie miałem odpowiedniego miejsca i narzędzi do wycinania i przerabiania drewna) Postanowiłem przemyśleć w pełni zadrukowane pudełko do trzeciego prototypu (lub ostatecznego projektu). Projekt zrobiłem wydajniejszy i mniejszy, abym mógł go wydrukować jako jedną sztukę. Teoretycznie to podejście się sprawdziło. W praktyce drukowanie dużych obiektów zajmuje zbyt dużo czasu i każdy problem z drukarką może w każdej chwili zniszczyć produkt końcowy nawet na 14-tej. godzina drukowania. W moim przypadku musiałem przerwać drukowanie przed jego zakończeniem i musiałem zaprojektować i wydrukować brakujący segment jako dodatkową część. Do następnego prototypu myślę o zastosowaniu plexi na ściankach pudełka.

Arduino

Zacząłem od Uno. Był mniejszy i wyglądał wystarczająco dla moich celów. Jednak nie doceniłem złożoności tworzenia oprogramowania. Uno ma tylko jedno wyjście szeregowe, a ponieważ używałem tego wyjścia do komunikacji esp8266, nie miałem portu debugowania do logowania, oglądania zmiennych itp. i okazało się, że bez debugowania w czasie rzeczywistym prawie niemożliwe jest zakodowanie nawet małego serwisu internetowego. Przełączyłem się na Arduino Mega. (co zmieniło wygląd pudełka)

Wyświetlacze

Podczas opracowywania projektu wypróbowałem prawie każdy rodzaj wyświetlaczy na rynku, w tym mały wyświetlacz OLED. Każdy z nich miał zalety i wady. Oled był ładny, ale wyglądał na mały i był drogi w porównaniu do ogólnego projektu. 7-segmetowe wyświetlacze led były jasne, ale niewiele zawierało mało informacji. Tak więc do ostatecznego projektu użyłem wyświetlacza LCD 8x2. Przyszłe projekty mogą nie zawierać wyświetlacza lub większego wyświetlacza OLED, który wygląda ładnie.

guziki

W pierwszych prototypach umieściłem trzy przyciski do sterowania urządzeniem. Potem zdecydowałem się nie używać ich w poniższych projektach, ponieważ ich montaż zajmuje trochę czasu, nie mogłem ich wystarczająco wytrzymać, a dodatkowo zwiększały złożoność użyteczności urządzenia.

Prototypy elektroniki

Zrobiłem kilka prototypów elektroniki. Niektóre z nich były na płytce do krojenia chleba, inne na miedzianej płytce do krojenia chleba. Do ostatecznego projektu wykonałem niestandardową płytkę drukowaną za pomocą zmodyfikowanej drukarki 3d. (oto instrukcje dla tego projektu)

Krok 3: Zaprojektuj plastikowe części

Możesz znaleźć projekt wszystkich części 3d w tym łączu rzeczowym.

Możesz również dotrzeć do projektu Fusion 360 pod adresem:

Krok 4: Wydrukuj części

Wszystkie części drukarki 3d można znaleźć tutaj:

Być świadomym. Drukowanie wymaga czasu. Zewnętrzne pudełko, które jest największą częścią, może zająć do 14 godzin.

Śruba Archimedesa to specjalna część, którą trzeba wydrukować pionowo. Możesz potrzebować dobrej dmuchawy (fun duck), aby schłodzić roztopioną filmanet wypływającą z dyszy.

Krok 5: Zaprojektuj obwód i wykonaj PCB

Wykonanie PCB dla tego projektu jest opisane tutaj.

Pliki projektowe obwodów EAGLE to

Większość części to moduły elektroniczne takie jak:

• Zegar,
• sterowanie silnikiem prądu stałego,
• sterowanie wyświetlaniem,
• wyświetlacz,
• szczególnie 8266,
• arduino mega
• konwerter napięcia

Istnieje wiele różnych odmian tych modułów. Większość z nich ma podobne wejścia/wyjścia, więc łatwo będzie dostosować obecny projekt Eagle. Jednak mogą być potrzebne pewne modyfikacje.

Krok 6: Napisz oprogramowanie

Pełny kod znajdziesz tutaj.

Ten kod może nie działać na niektórych definicjach płyt Arduino. Użyłem płyt Arduino AVR 1.6.15. Nowsze nie działały (lub działały z niewielkimi lub poważnymi problemami)

Dodałem też trochę przykładowego kodu html. Strony HTML mogą służyć do testowania możliwości połączenia Wi-Fi urządzenia.

Urządzenie akceptuje proste polecenia url html. Na przykład: aby rozpocząć karmienie wystarczy wysłać z przeglądarki „https://192.168.2.4/?pin=30ST”. (IP może się zmieniać w zależności od ustawień sieci lokalnej) ı oprócz uruchamiania i zatrzymywania urządzenia, możesz ustawić czas i alarm przy użyciu tego samego formatu z różnymi parametrami.

To polecenie html jest odbierane przez esp8266 i analizowane przez oprogramowanie. Oprogramowanie działa jak prosty serwer WWW. Wykonuje polecenia i zwraca 200, jeśli się powiedzie.

Ta metoda kontroli nie jest najbardziej eleganckim sposobem kontrolowania urządzeń iot. Tutaj znajdziesz lepsze sposoby komunikacji IOT, takie jak MQTT. Planuję zrewidować oprogramowanie, aby zawierało lepszy protokół.

Jako edytor użyłem Microsoft Visual Code. Zacząłem od Arduino IDE, ale przeszedłem na VSCode. Gorąco radzę, jeśli masz pisać kod na więcej niż 100 linii, nawet nie myśl o użyciu Arduino IDE.

Krok 7: Montaż

Szczegółowe wideo z montażu i działające prototypowe wideo jest tutaj