Jak zrobić automatyczny karmnik do ryb: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

W ramach naszych studiów inżynierskich zostaliśmy poproszeni o użycie Arduino lub/i maliny w celu rozwiązania codziennego problemu.

Chodziło o to, żeby zrobić coś pożytecznego i co nas interesuje. Chcieliśmy rozwiązać prawdziwy problem. Pomysł stworzenia automatycznego karmnika do ryb pojawił się po kilku burzach mózgów.

Czy kiedykolwiek zapomniałeś karmić swoje ryby? A może jesteś tak zajęty, że nie masz zbyt wiele czasu, aby się nim zająć i kończy się być częścią mebla?

Zdarza się to naszemu przyjacielowi za każdym razem, ponieważ wraca późno i następnego ranka musi wyjść wcześnie z domu. Czasami jego rodzice opiekują się jego rybą, ale też nie za każdym razem mają na to dużo czasu. Aby rozwiązać ten problem, mieliśmy pomysł na projekt, który również powinien Cię zainteresować.

Jak powinieneś wiedzieć, ryba potrzebuje pewnych wymagań, aby żyć w dobrych warunkach. Pierwsza to wielkość akwarium, która musi być na tyle duża, aby dać rybom przestrzeń do swobodnego pływania. Drugi warunek dotyczy wody, która musi być stale filtrowana. Woda ta musi być również napowietrzona i częściowo odnowiona, aby zmniejszyć stężenie niepożądanych substancji. Wreszcie woda musi być utrzymywana w optymalnym zakresie temperatur, w zależności od gatunku ryb. A trzeci warunek dotyczy jedzenia. Rzeczywiście, ryby trzeba karmić nawet dwa razy dziennie.

Celem tego projektu jest codzienne karmienie naszych ryb bez zastanowienia. W tym celu chcieliśmy również znać temperaturę wody, ponieważ ryby muszą być trzymane w optymalnym zakresie temperatur, w zależności od gatunku ryb.

Ze względu na ograniczenia czasowe w tym projekcie skupimy się na karmieniu ryb i pomiarze temperatury.

W tym projekcie znajdziesz sposób na przebudowanie naszego projektu na własny użytek. Materiały modelowe można całkowicie zastąpić innymi komponentami o różnych rozmiarach, aby dostosować projekt do własnego akwarium. Jednak główne elementy zostaną opisane w tej instrukcji.

W tym tempie główna funkcja jest ukończona, ale każdy projekt może być dalej rozwijany, ulepszany i ulepszany. Zachęcamy więc do samodzielnego ulepszania tego projektu, aby zadbać o nasze ryby.

Krok 1: Komponenty

Oto lista głównych komponentów, które będą potrzebne do wykonania tego projektu:

Arduino Mega

Arduino Mega to karta elektroniczna wyposażona w mikrokontroler, który może wykrywać zdarzenia z czujnika, programować i sterować elementami wykonawczymi. Jest to zatem interfejs programowalny. Ten interfejs jest głównym elementem naszego projektu, z którym dostarczamy pozostałe komponenty.

Płytka chlebowa i druty

Następnie mamy płytkę stykową i przewody, które pozwalają nam uzyskać różne połączenia elektryczne.

Siłownik

Następnie serwomotor, który ma możliwość osiągania zadanych pozycji i ich utrzymywania. W naszym przypadku serwomotor będzie podłączony do plastikowej butelki, która będzie pełniła rolę akwarium. Obrót butelki pozwala na zrzucenie pokarmu dla ryb.

Czujnik temperatury

Posiadamy również czujnik temperatury. Czujnik określa temperaturę wody i przesyła tę informację magistralą 1-wire do Arduino. Czujnik może pracować w temperaturze od -55 do 125°C, czyli znacznie więcej niż potrzebujemy.

Ekran LCD

Ekran LCD służy do wyświetlania informacji o temperaturze. Trzeba też użyć potencjometru 10 kΩ do kontroli kontrastu ekranu i rezystora 220 Ω do ograniczenia prądu w ekranie.

diody LED

Musisz również użyć 2 diod LED, aby wskazać, czy temperatura wody jest za wysoka lub za niska

Odporności

Rezystancje służą głównie do ograniczania prądu w niektórych elementach.

Plastikowa butelka

Wzięliśmy plastikową butelkę jako nasz zbiornik na pokarm dla ryb

Musisz wyciąć kilka otworów w butelce, aby jedzenie spadło na twoją rybę

Oto tabela zawierająca ceny komponentów i gdzie można je po nich znaleźć (zdjęcie 9)

Krok 2: Montaż paneli drewnianych

Na początek wybierz kilka drewnianych paneli i wytnij rozmieszczenie swoich urządzeń w jednym z paneli. Za pomocą gwoździ i drewnianych paneli możesz stworzyć swój model.

Połącz oba panele drewniane pod kątem 90° (rysunek 2) i wzmocnij je dwoma drewnianymi wspornikami (rysunek 3).

Elementy elektroniczne zostaną umieszczone w plastikowym pudełku, które zostanie zamocowane za pionowym drewnianym panelem.

W tym celu wytnij w tym pudełku otwór na kabel zasilający (rysunek 4).

Następnie przymocuj go zszywaczem do drewnianego panelu (zdjęcie 5).

Następnie umieść ekran LCD, serwomotor i diody LED w odpowiednich otworach. Zamocuj plastikową butelkę na serwomotorze (rysunek 6).

Krok 3: Okablowanie

Do oddzielenia kodu serwomotoru od kodu LCD, czujnika i diod LED potrzebne są dwa Arduino. Ponieważ serwomotor będzie się obracał co 12 godzin, czujnik będzie również co 12 godzin wysyłał informacje o temperaturze na ekran LCD, jeśli ich kody są w tym samym programie.

Pierwszy z nich będzie zarządzał czujnikiem, ekranem LCD i diodami LED. Drugi będzie zarządzał serwomotorem.

Do okablowania czujnika trzeba będzie podłączyć (Sensor -> Arduino):

• VCC -> Arduino 5V plus rezystor 4,7 kΩ przechodzący z VCC do danych
• Dane -> Dowolny pin Arduino
• GND -> GND Arduino

Do okablowania ekranu LCD trzeba będzie podłączyć (LCD -> Arduino):

• VSS -> GND
• VDD -> VCC
• Potencjometr V0 -> 10 kΩ
• RS -> pin Arduino 12
• R/W -> GND
• E -> pin Arduino 11
• DB0 do DB3 -> BRAK
• DB4 -> Arduino pin 5
• DB5 -> Arduino pin 4
• DB6 -> Arduino pin 3
• LED (+) -> VCC przez rezystor 220 Ω
• LED (-) -> GND

Do okablowania diod LED będziesz musiał podłączyć (Arduino -> LED -> Breadboard):

Dowolny pin Arduino -> pin anody -> pin katody do GND przez rezystor 220 Ω

Do okablowania serwomotora należy podłączyć (Servomotor -> Arduino):

• VCC -> Arduino 5V
• GND -> GND Arduino
• Dane -> Dowolny pin Arduino

Ostateczne okablowanie można zobaczyć na zdjęciach.

Krok 4: Oprogramowanie

Ponieważ mamy dwa Arduino, będziemy potrzebować również dwóch programów.

Każdy program podzielony jest na trzy części. Pierwsza dotyczy deklaracji zmiennych i dołączania bibliotek.

Druga część to konfiguracja. Jest to funkcja służąca do inicjalizacji zmiennych, trybów pinów, rozpoczęcia korzystania z bibliotek itp.

Ostatnia część to pętla. Po utworzeniu funkcji konfiguracji funkcja pętli robi dokładnie to, co sugeruje jej nazwa, i zapętla się po kolei, umożliwiając programowi zmianę i reakcję.

Nasze kody znajdziesz w dołączonym pliku.

Krok 5: Jak to działa

Zobaczmy teraz, jak działa projekt.

Arduino MEGA jest zaprogramowany do zasilania serwomotoru co 12 godzin. Ten serwomotor pozwoli plastikowej butelce na obrót o 180°, a następnie powrót do pozycji wyjściowej.

Musisz wyciąć kilka dziur w butelce. Tak więc, gdy się obróci, wrzuci trochę pokarmu dla ryb do akwarium (rozmiary otworów zależą od wielkości i ilości pokarmu, który chcesz upuścić).

Czujnik temperatury wyśle wiadomość elektroniczną do Arduino, a Arduino będzie komunikować się z ekranem LCD, aby wyświetlić temperaturę na ekranie.

Jeśli temperatura wody nie mieści się w optymalnych wartościach (wstawiamy kod [20°C; 30°C] w zależności od gatunku ryby), jedna z diod LED zostanie zasilona. Jeśli temperatura jest poniżej zakresu, zaświeci się dioda obok komunikatu („Woda za zimna!”). Jeśli temperatura jest powyżej zakresu, zaświeci się druga dioda LED.

Krok 6: Wniosek

Podsumowując możemy powiedzieć, że projekt jest w pełni sprawny i jest w stanie realizować dwie główne funkcje: karmienie ryb dwa razy dziennie oraz wyświetlanie temperatury za pomocą dwóch sygnałów (diod LED), aby zapobiec ograniczeniu warunków temperatury dla ryb.

Ze względu na powściągliwość i naszą obecną wiedzę nie mogliśmy powiedzieć, że nasz projekt jest systemem w pełni zautomatyzowanym. Nie mogliśmy ulepszyć projektu tak, jak chcieliśmy, dlatego proponujemy kilka pomysłów na osiągnięcie tego celu:

Regulacja temperatury wody: Ekran LCD może jedynie wyświetlać informacje o temperaturze i wskazywać nam górną/dolną granicę temperatury za pomocą diod LED i nie ma wpływu na jej regulację

Tryb ręczny do karmienia ryb: Stwórz możliwość samodzielnego karmienia ryb bez konieczności czekania 12 godzin

I tak wiele innych pomysłów, które pozwalamy sobie wyobrazić, aby stworzyć własny i wysoce spersonalizowany karmnik dla ryb.