Αυτόματος διανομέας τροφοδοσίας γάτας: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Έργα Fusion 360 »

Εάν δεν ελέγχετε την ποσότητα τροφής που τρώει η γάτα σας, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υπερφαγία και προβλήματα υπέρβαρου. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα εάν λείπετε από το σπίτι και αφήνετε επιπλέον τροφή στη γάτα σας να καταναλώσει σύμφωνα με το δικό της πρόγραμμα. Άλλες φορές μπορεί να συνειδητοποιήσετε ότι ξεχάσατε να βάλετε την τροφή της στην ώρα σας και είναι αδύνατο να επιστρέψετε στο σπίτι.

Ο αυτόματος διανομέας τροφίμων γάτας μπορεί να λειτουργήσει και να διανείμει μια ακριβή ποσότητα ξηρής τροφής ανά πάσα στιγμή και μπορεί να ελεγχθεί με το κινητό σας τηλέφωνο οπουδήποτε στον κόσμο.

Αυτό το έργο είναι ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα εκμάθησης από τρισδιάστατη εκτύπωση έως σχεδιασμό σε fusion360, από προγραμματισμό arduino έως βασικά στοιχεία iot, σχεδιασμό ηλεκτρονικών ειδών σε αετό έως DIY παραγωγή διπλής όψης pcb.

Τα κύρια κεφάλαια αυτού του οδηγού είναι

Εργαστήρι: Αυτό το μέρος δεν σχετίζεται άμεσα με την πραγματική παραγωγή, ωστόσο μπορεί να εμπνεύσει τους αναγνώστες με μικρά ακίνητα. Όλος ο σχεδιασμός, η τρισδιάστατη εκτύπωση, η παραγωγή pdb, τα πρωτότυπα, ο ηλεκτρονικός σχεδιασμός και η κατασκευή γίνονται σε εργαστήριο 2x2m.

Πρωτότυπα: Ο τέλειος σχεδιασμός είναι σχεδόν αδύνατο να επιτευχθεί. Ωστόσο, κάθε - αποτυχημένη - επανάληψη σχεδιασμού φέρνει νέες ιδέες, λύνει προβλήματα και μεταφέρει το σχεδιασμό σε υψηλότερο επίπεδο. Έτσι, ενώ ένα σύνολο οδηγιών δεν περιλαμβάνει συνήθως αποτυχημένες προσπάθειες, τις συμπεριέλαβα εν συντομία επειδή δείχνουν την πρόοδο και τη λογική πίσω από τον τελικό σχεδιασμό.

Μηχανολογικός σχεδιασμός: Σχεδιασμός μηχανικής και εμπορευματοκιβωτίων.

Electronics Design: Αυτό το έργο βασίζεται στον πίνακα Arduino Mega. Μια μονάδα ισχύος, μια μονάδα ρολογιού, μια μονάδα ελέγχου κινητήρα dc και μια μονάδα wifi ESP8266 είναι συναρμολογημένα σε μια προσαρμοσμένη πλακέτα pcb. Μπορείτε να βρείτε σχετικό Instructable εδώ

Προγραμματισμός: Μερικοί βασικοί προγραμματισμοί Arduino. Λίγο προγραμματισμός ESP8266. Ένας μικρός διακομιστής ιστού έχει δημιουργηθεί με τη βοήθεια του Arduino και του esp8266.

Παραγωγή: Τρισδιάστατη εκτύπωση όλων των σχεδιασμένων εξαρτημάτων fusion360 και συναρμολόγηση τους. Τα περισσότερα μέρη είναι τρισδιάστατα τυπωμένα. άλλο μετά από πλαστικό υπάρχει μία μεταλλική ράβδος και αρκετές μεταλλικές βίδες. Το υπόλοιπο είναι ηλεκτρονικό και μοτέρ dc.

Βήμα 1: Εργαστήρι

Το εργαστήριο περιέχει όλα τα απαραίτητα εργαλεία για την παραγωγή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, κατασκευή pcb, τρισδιάστατη εκτύπωση, ζωγραφική μοντέλων και μερικές άλλες μικρές εργασίες παραγωγής. Υπάρχει ένας επιτραπέζιος υπολογιστής με παράθυρα ο οποίος είναι συνδεδεμένος με έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή και χρησιμοποιείται επίσης για τη δημιουργία ηλεκτρονικής μουσικής.

Φυσικά, περισσότερος χώρος είναι πάντα καλύτερος για έναν χομπίστα. Ωστόσο, η πυκνή τοποθέτηση εργαλείων και ορισμένα έξυπνα κόλπα όπως η τοποθέτηση τρισδιάστατου εκτυπωτή πάνω από τις οθόνες του υπολογιστή μπορούν να δημιουργήσουν έναν λειτουργικό και ευχάριστο χώρο εργασίας.

Παρόλο που ένα εργαστήριο μπορεί να μην είναι ποτέ το άμεσο μέρος ενός Instructable Αξίζει να το αναφέρουμε εδώ ως το κύριο στάδιο της διαδικασίας.

Βήμα 2: Πρωτότυπα

Η διάρκεια αυτού του έργου υποτιμήθηκε πλήρως. Ξεκίνησε με εκτίμηση τριών έως πέντε εβδομάδων. Ολοκληρώθηκε σε περισσότερες από 40 εβδομάδες. Δεδομένου ότι δεν μπορούσα να επενδύσω συνεχή χρόνο για αυτό το έργο, δεν μπορώ να είμαι σίγουρος για τον πραγματικό χρόνο που δαπανήθηκε για το έργο, ωστόσο είμαι βέβαιος ότι κάθε μέρος αυτού του έργου πήρε περισσότερο από το αναμενόμενο.

Έχω αφιερώσει αρκετό χρόνο σε πρωτότυπα.

Βίδα Αρχιμήδη

Η πρωτοτυπία ξεκίνησε με τις βίδες του Αρχιμήδη. Αυτό ήταν επίσης το πρώτο μου έργο Fusion 360. Έφτιαξα και εκτύπωσα τουλάχιστον 8 διαφορετικές βίδες μαθαίνοντας το υπέροχο λογισμικό που ονομάζεται Fusion 360. (Το Fusion 360 είναι δωρεάν λογισμικό για χομπίστες και ενώ μπορείτε να κάνετε αρκετά εξελιγμένα πράγματα η καμπύλη εκμάθησης δεν είναι τόσο απότομη) Οι πρώτες κόπηκαν από τη μέση στα δύο Το Δεν μπορούσα να βρω έναν τρόπο να εκτυπώσω τρισδιάστατα ένα κάθετο κομμάτι βίδας. Αφού εκτύπωσα δύο μισά, τα κόλλησα μεταξύ τους, κάτι που είναι ένας πολύ αναποτελεσματικός και βρώμικος τρόπος για να φτιάξεις μια βίδα αρχιμήδη. Στη συνέχεια, συνειδητοποίησα ότι αν προσθέσω "πάπιες ανεμιστήρα" στον εκτυπωτή, η ποιότητα της κάθετης εκτύπωσης βελτιώνεται. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι "παπιών οπαδών", οπότε έπρεπε να βρω τον καλύτερο συνδυασμό με δοκιμή και λάθος. Τέλος, κατέληξα σχεδόν σε τέλεια βίδα αρχιμέδη τυπωμένη ως ένα κομμάτι.

Δοχείο ζωοτροφών

Μια άλλη πρόκληση ήταν ο σχεδιασμός του δοχείου ζωοτροφών. Τα υγρά μπορούν να μεταφερθούν από τη βίδα χωρίς κανένα πρόβλημα. Ωστόσο, στερεά υλικά όπως η ξηρή τροφή για γάτες ήταν πρόβλημα λόγω μαρμελάδων. Προσπάθησα να δημιουργήσω κάποιο χώρο ασφαλείας για να αποτρέψω εμπλοκές και επίσης συνειδητοποίησα ότι η προσθήκη της κίνησης προς τα πίσω για κάθε κίνηση προς τα εμπρός της βίδας μειώθηκε σημαντικά. Το σχήμα μισού σωλήνα τελικού σχεδιασμού και λογισμικού ελεγχόμενης κίνησης προς τα πίσω αφαιρούσε εντελώς τον κίνδυνο τυχόν εμπλοκής.

Το κιβώτιο

Στην αρχή του έργου, εκτύπωσα ολόκληρο το κουτί στον εκτυπωτή. Δεδομένου ότι το μέγεθος του εκτυπωτή ήταν μικρότερο από το μέγεθος του κουτιού, έπρεπε να το χωρίσω σε κομμάτια που έκαναν το κουτί πολύ αδύναμο και άσχημο. Τότε σκέφτηκα ένα ξύλινο κουτί. Οι τοίχοι του δεύτερου πρωτοτύπου ήταν ξύλο. Μερικές δυσκολίες στην παραγωγή (δεν είχα κατάλληλο μέρος και εργαλεία για να κόψω και να διαμορφώσω το ξύλο) αποφάσισα να επανεξετάσω το πλήρως τυπωμένο κουτί για το τρίτο πρωτότυπο (ή τελικό σχέδιο). Έκανα το σχέδιο πιο αποτελεσματικό και μικρότερο ώστε να μπορώ να το εκτυπώσω ως ένα κομμάτι. Θεωρητικά αυτή η προσέγγιση λειτούργησε. Στην πράξη, η εκτύπωση μεγάλων αντικειμένων απαιτεί πολύ χρόνο και οποιοδήποτε πρόβλημα με τον εκτυπωτή μπορεί να καταστρέψει το τελικό προϊόν οποιαδήποτε στιγμή, ακόμη και στις 14. ώρα της εκτύπωσης. Στην περίπτωσή μου, έπρεπε να σταματήσω την εκτύπωση πριν τελειώσει και έπρεπε να σχεδιάσω και να εκτυπώσω το τμήμα που λείπει ως πρόσθετο μέρος. Για το επόμενο πρωτότυπο, σκέφτομαι να χρησιμοποιήσω plexi για τους τοίχους του κουτιού.

Arduino

Ξεκίνησα με τον Uno. Smallerταν μικρότερο και φαινόταν αρκετά για τους σκοπούς μου. Ωστόσο, υποτίμησα την πολυπλοκότητα της ανάπτυξης λογισμικού. Το Uno έχει μόνο μία σειριακή έξοδο και δεδομένου ότι χρησιμοποιούσα αυτήν την έξοδο για επικοινωνίες esp8266, δεν είχα θύρα εντοπισμού σφαλμάτων για καταγραφή μεταβλητών παρακολούθησης κ.λπ. και αποδείχθηκε ότι χωρίς εντοπισμό σφαλμάτων σε πραγματικό χρόνο ήταν σχεδόν αδύνατο να κωδικοποιηθεί ακόμη και μια μικρή υπηρεσία ιστού. Άλλαξα στο Arduino Mega. (που άλλαξε το σχέδιο του κουτιού)

Οθόνες

Κατά την ανάπτυξη του έργου, δοκίμασα σχεδόν κάθε τύπο οθονών στην αγορά, συμπεριλαμβανομένης μιας μικρής oled οθόνης. Κάθε ένα από αυτά είχε πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ο Oled ήταν ωραίος αλλά φαινόταν μικρός και ήταν ακριβός σε σύγκριση με το συνολικό σχεδιασμό. Οι οθόνες LED των 7 δευτερολέπτων ήταν φωτεινές αλλά ελάχιστες πληροφορίες. Έτσι, χρησιμοποίησα οθόνη LCD 8x2 για τον τελικό σχεδιασμό. Τα μελλοντικά σχέδια ενδέχεται να μην περιέχουν οθόνη ή μεγαλύτερη οθόνη με ωρίμανση που φαίνεται όμορφη.

Κουμπιά

Έβαλα τρία κουμπιά για τον έλεγχο της συσκευής στα πρώτα πρωτότυπα. Στη συνέχεια, αποφάσισα να μην τα χρησιμοποιήσω στα ακόλουθα σχέδια γιατί η συναρμολόγησή τους απαιτεί χρόνο, δεν μπορούσα να τα κάνω αρκετά ανθεκτικά και προσθέτουν επιπλέον πολυπλοκότητα στη χρηστικότητα της συσκευής.

Πρωτότυπα ηλεκτρονικής

Έφτιαξα αρκετά πρωτότυπα ηλεκτρονικών. Μερικοί από αυτούς ήταν στο ψωμί, άλλοι σε ένα χαλκό. Για τον τελικό σχεδιασμό, έφτιαξα ένα προσαρμοσμένο pcb χρησιμοποιώντας έναν τροποποιημένο τρισδιάστατο εκτυπωτή. (εδώ είναι το διδακτικό για αυτό το έργο)

Βήμα 3: Σχεδιάστε τα πλαστικά μέρη

Μπορείτε να βρείτε το σχεδιασμό όλων των τρισδιάστατων τμημάτων σε αυτόν τον παράξενο σύνδεσμο.

Επίσης, μπορείτε να φτάσετε στο σχέδιο Fusion 360 στη διεύθυνση:

Βήμα 4: Εκτυπώστε τα μέρη

Όλα τα μέρη του τρισδιάστατου εκτυπωτή μπορείτε να τα βρείτε εδώ:

Να είσαι σε επιφύλαξη για. Η εκτύπωση απαιτεί χρόνο. Το εξωτερικό κουτί που είναι το μεγαλύτερο μέρος μπορεί να πάρει έως και 14 ώρες για να ολοκληρωθεί.

Η βίδα του Αρχιμήδη είναι το ειδικό μέρος που πρέπει να εκτυπώσετε κάθετα. Youσως χρειαστείτε έναν καλό φυσητήρα αέρα (διασκεδαστική πάπια) για να κρυώσετε το λιωμένο filmanet καθώς ρέει έξω από το ακροφύσιο.

Βήμα 5: Σχεδιάστε κύκλωμα και δημιουργήστε Pcb

Η κατασκευή PCB για αυτό το έργο περιγράφεται εδώ.

Τα αρχεία σχεδιασμού κυκλώματος EAGLE είναι

Τα περισσότερα από τα μέρη είναι ηλεκτρονικές μονάδες όπως:

• Ρολόι,
• έλεγχος κινητήρα dc,
• έλεγχος οθόνης,
• απεικόνιση,
• esp8266,
• arduino mega
• μετατροπέας ισχύος

Υπάρχουν πολλές διαφορετικές ποικιλίες αυτών των μοντέλων. Τα περισσότερα από αυτά έχουν παρόμοιες εισόδους/εξόδους, οπότε θα είναι εύκολο να προσαρμοστεί ο τρέχων σχεδιασμός του αετού. Ωστόσο, ενδέχεται να χρειαστούν ορισμένες τροποποιήσεις.

Βήμα 6: Γράψτε λογισμικό

Μπορείτε να βρείτε τον πλήρη κωδικό εδώ.

Αυτός ο κωδικός ενδέχεται να μην λειτουργεί σε ορισμούς ορισμών του πίνακα Arduino. Χρησιμοποίησα Arduino AVR Boards 1.6.15. Τα νεότερα δεν λειτούργησαν (ή δούλεψαν με κάποια μικρά ή μεγάλα προβλήματα)

Πρόσθεσα επίσης κάποιο δείγμα κώδικα html. Οι σελίδες Html μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο των δυνατοτήτων σύνδεσης wifi της συσκευής.

Η συσκευή δέχεται απλές εντολές url html. Για παράδειγμα: για να ξεκινήσετε τη σίτιση μπορείτε απλά να στείλετε "https://192.168.2.40/?pin=30ST" από το πρόγραμμα περιήγησης. (Η IP μπορεί να αλλάξει σύμφωνα με τις ρυθμίσεις του τοπικού δικτύου σας) additionεκτός από την εκκίνηση και τη διακοπή της συσκευής, μπορείτε να ορίσετε ώρα και να ορίσετε ξυπνητήρι χρησιμοποιώντας την ίδια μορφή με διαφορετικές παραμέτρους.

Αυτή η εντολή html λαμβάνεται από το esp8266 και αναλύεται από το λογισμικό. Το λογισμικό λειτουργεί ως απλός διακομιστής Ιστού. Εκτελεί εντολές και επιστρέφει 200 αν είναι επιτυχές.

Αυτή η μέθοδος ελέγχου δεν είναι ο πιο κομψός τρόπος ελέγχου των συσκευών iot. Εδώ μπορείτε να βρείτε καλύτερους τρόπους επικοινωνίας IOT όπως το MQTT. Σκοπεύω να αναθεωρήσω το λογισμικό ώστε να περιλαμβάνει ένα καλύτερο πρωτόκολλο.

Χρησιμοποίησα τον Microsoft Visual Code ως επεξεργαστή. Ξεκίνησα με το Arduino IDE αλλά άλλαξα στο VSCode. Σας συμβουλεύω ανεπιφύλακτα ότι, εάν πρόκειται να γράψετε κώδικα για περισσότερες από 100 γραμμές, μην σκεφτείτε καν τη χρήση του Arduino IDE.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση

Λεπτομερές βίντεο συναρμολόγησης και πρωτότυπο βίντεο εργασίας είναι εδώ