Автоматический дозатор корма для кошек: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Проекты Fusion 360 »

Если вы не контролируете количество еды, которое ест ваша кошка, это может привести к перееданию и проблемам с лишним весом. Это особенно актуально, если вы находитесь вдали от дома и оставляете кошке лишнюю еду, чтобы она могла есть по ее собственному графику. В других случаях вы можете понять, что забываете поставить ее кормление вовремя и не можете вернуться домой.

Автоматический дозатор корма для кошек своими руками может работать и выдавать точное количество сухого корма в любое заданное вами время и может управляться с вашего мобильного телефона в любой точке мира.

Этот проект представляет собой полноценный обучающий проект от 3D-печати до дизайна в fusion360, от программирования на Arduino до основ iot, от дизайна электроники в Eagle до изготовления двусторонних печатных плат своими руками.

Основные главы этого руководства:

Мастерская: эта часть не имеет прямого отношения к фактическому производству, но может заинтересовать читателей небольшой недвижимостью. Весь дизайн, 3D-печать, производство PDB, прототипы, электронное проектирование и производство выполняются в мастерской 2x2 м.

Прототипы: достичь идеального дизайна практически невозможно. Однако каждая неудачная итерация дизайна приносит новые идеи, решает проблемы и выводит дизайн на более высокий уровень. Итак, хотя набор инструкций обычно не включает неудачные попытки, я кратко включил их, потому что они показывают прогресс и обоснование окончательного дизайна.

Механический дизайн: Дизайн механики и контейнера.

Дизайн электроники: Этот проект основан на плате Arduino Mega. Блок питания, часы, блок управления двигателем постоянного тока и блок Wi-Fi ESP8266 собраны на специально разработанной печатной плате. Вы можете найти соответствующие инструкции здесь

Программирование: базовое программирование на Arduino. Немного программирования ESP8266. Небольшой веб-сервер был создан с помощью Arduino и esp8266.

Производство: 3D-печать всех деталей, разработанных fusion360, и их сборка. Большинство деталей напечатаны на 3D-принтере. кроме пластика есть один металлический стержень и несколько металлических винтов. Остальное - электроника и двигатель постоянного тока.

Шаг 1: Мастерская

В мастерской есть все необходимые инструменты для изготовления электронных схем, изготовления печатных плат, 3D-печати, покраски моделей и некоторых других небольших производственных работ. Есть настольный компьютер с Windows, который подключен к 3D-принтеру и также используется для создания электронной музыки.

Конечно, любителю больше места всегда лучше. Однако плотное размещение инструментов и некоторые хитрые приемы, такие как размещение 3D-принтера над компьютерными мониторами, могут создать удобное и удобное рабочее пространство.

Хотя семинар никогда не может быть непосредственной частью обучающего материала, здесь стоит упомянуть об этом как об основном этапе процесса.

Шаг 2: прототипы

Срок действия этого проекта был полностью недооценен. Все началось с трех-пяти недель. Он был завершен более чем за 40 недель. Поскольку я не мог постоянно вкладывать время в этот проект, я не могу точно сказать, сколько времени было потрачено на проект, однако я уверен, что каждая часть этого проекта заняла больше, чем ожидалось.

Я потратил много времени на прототипы.

Винт архимеда

Создание прототипа началось с винтов Архимеда. Это также был мой первый проект Fusion 360. Я сделал и распечатал как минимум 8 различных винтов, изучая отличное программное обеспечение под названием Fusion 360 (Fusion 360 - бесплатное программное обеспечение для любителей, и, хотя вы можете делать довольно сложные вещи, кривая обучения не такая уж крутая). Первые были разрезаны посередине на две части.. Я не мог найти способ распечатать один вертикальный кусок винта на 3D-принтере. Напечатав две половинки, я склеил их вместе, что является очень неэффективным и сложным способом изготовления винта Архимеда. Затем я понял, что если я добавлю к принтеру «веерные утки», качество вертикальной печати улучшится. Существует много разных видов «уток-фанаток», поэтому мне пришлось подбирать лучшую комбинацию методом проб и ошибок. В итоге я получил почти идеальный винт Архимеда, напечатанный как единое целое.

Контейнер для корма

Другой проблемой была конструкция контейнера для корма. Жидкости без проблем переносятся винтом. Однако твердые материалы, такие как сухой корм для кошек, были проблемой из-за заедов. Я попытался создать некоторое безопасное пространство для предотвращения застревания, а также понял, что добавление обратного движения для каждого движения шнека вперед значительно снижает застревание. Форма полутрубки окончательной конструкции и программное управление обратным движением полностью исключили риск любого заклинивания.

Коробка

В начале проекта я распечатал всю коробку на принтере. Поскольку размер принтера был меньше размера коробки, мне пришлось разделить его на части, что сделало коробку очень слабой и некрасивой. Затем я рассмотрел деревянный ящик. Стены второго прототипа были деревянными. Некоторые производственные трудности (у меня не было подходящего места и инструментов для резки и изменения формы дерева). Я решил пересмотреть полностью печатную коробку для третьего прототипа (или окончательного дизайна). Я сделал дизайн более эффективным и уменьшенным, чтобы можно было распечатать его как одно целое. Теоретически такой подход отработал. На практике печать больших объектов занимает слишком много времени, и любая проблема с принтером может испортить конечный продукт в любой момент, даже на 14-е число. час печати. В моем случае мне пришлось остановить печать до ее завершения, и мне пришлось спроектировать и распечатать отсутствующий сегмент в качестве дополнительной части. В следующем прототипе я думаю использовать плексиглас для стенок коробки.

Ардуино

Я начал с Уно. Он был меньше по размеру и выглядел достаточно для моих целей. Однако я недооценил сложность разработки программного обеспечения. Uno имеет только один последовательный выход, и поскольку я использовал этот выход для связи esp8266, у меня не было порта отладки для регистрации переменных и т. Д., И оказалось, что без отладки в реальном времени было почти невозможно закодировать даже небольшую веб-службу. Перешел на Arduino Mega. (что изменило дизайн коробки)

Дисплеи

Во время разработки проекта я перепробовал практически все типы дисплеев, представленных на рынке, включая небольшой OLED-дисплей. У каждого из них были свои достоинства и недостатки. Олед был красивым, но выглядел маленьким и был дорогим по сравнению с общим дизайном. Светодиодные дисплеи 7segmet были яркими, но мало представили мало информации. Итак, для окончательного дизайна я использовал ЖК-дисплей 8x2. В будущих моделях может не быть дисплея или увеличен OLED-дисплей, который будет хорошо смотреться.

Кнопки

На первых прототипах я поместил три кнопки для управления устройством. Затем я решил не использовать их в следующих конструкциях, потому что их сборка требует времени, я не мог сделать их достаточно прочными, и они добавляли дополнительную сложность к удобству использования устройства.

Электронные прототипы

Сделал несколько прототипов электроники. Некоторые из них были на макете, некоторые на медном макете. Для окончательного дизайна я сделал индивидуальную печатную плату на модифицированном 3D-принтере. (вот инструкция для этого проекта)

Шаг 3. Дизайн пластиковых деталей

Вы можете найти дизайн всех трехмерных деталей по этой ссылке.

Также вы можете ознакомиться с дизайном Fusion 360 по адресу:

Шаг 4: Распечатайте детали

Все детали 3D-принтера можно найти здесь:

Знайте. Печать требует времени. На сборку внешней коробки, которая является самой большой частью, может потребоваться до 14 часов.

Винт Архимеда - это особая деталь, которую нужно распечатать вертикально. Вам может понадобиться хороший обдуватель воздуха (забавная утка), чтобы охладить расплавленный пленочный материал по мере его выхода из сопла.

Шаг 5: разработка схемы и изготовление печатной платы

Изготовление печатной платы для этого проекта описано здесь.

Файлы схемотехники EAGLE

Большинство деталей представляют собой электронные модули, такие как:

• Часы,
• управление двигателем постоянного тока,
• управление дисплеем,
• отображать,
• esp8266,
• ардуино мега
• преобразователь мощности

Есть много разных разновидностей этих модулей. Большинство из них имеют аналогичные входы / выходы, поэтому текущий дизайн орла будет легко адаптировать. Однако могут потребоваться некоторые модификации.

Шаг 6: напишите программное обеспечение

Вы можете найти полный код здесь.

Этот код может не работать с некоторыми определениями плат Arduino. Я использовал платы Arduino AVR 1.6.15. Более новые не работали (или работали с небольшими или серьезными проблемами)

Я также добавил несколько примеров кода HTML. Страницы Html можно использовать для проверки возможностей подключения устройства к Wi-Fi.

Устройство принимает простые команды URL-адреса HTML. Например: чтобы начать кормление, вы можете просто отправить из браузера «https://192.168.2.40/?pin=30ST». (IP-адрес может измениться в соответствии с настройками вашей локальной сети) В дополнение к запуску и остановке устройства вы можете установить время и установить будильник, используя один и тот же формат с разными параметрами.

Эта html-команда получена esp8266 и проанализирована программным обеспечением. Программное обеспечение действует как простой веб-сервер. Он выполняет команды и возвращает 200 в случае успеха.

Этот способ управления - не самый элегантный способ управления iot-устройствами. Здесь вы можете найти более эффективные способы связи IOT, такие как MQTT. Я планирую пересмотреть программное обеспечение, чтобы включить лучший протокол.

Я использовал Microsoft Visual Code в качестве редактора. Я начал с Arduino IDE, но перешел на VSCode. Я настоятельно рекомендую, если вы хотите написать код более чем на 100 строк, даже не думайте об использовании Arduino IDE.

Шаг 7: соберите

Подробное видео сборки и видео рабочего прототипа здесь.