Podavač projektu: 14 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Chtěli jste někdy krmit své mazlíčky mimo domov nebo jen z pohodlí pohovky? Pokud ano, tento projekt je pro vás! Project Feeder je open source projekt, který vám umožňuje krmit vaše mazlíčky automaticky nebo ručně z telefonu nebo počítače. Můžete také sledovat živý přenos a sledovat stravovací chování vašeho mazlíčka.

Než začneš!

Tento projekt je úkol určený pro vysokou školu a byl časově omezen, takže je velmi „rozpracován“. Proto jsem si vědom toho, že existují věci, které lze vylepšit a které mohou být v budoucnu aktualizovány. Doporučuji vám být kreativní, zlepšit a rozšířit tento koncept.

Na začátek si projdeme požadavky na vybudování tohoto projektu. Skutečně budete potřebovat níže uvedené dovednosti a nástroje.

Dovednosti tvůrce:

• 3D tisk nebo přístup k tiskové službě
• Pájení
• Základní znalosti elektroniky

Nástroje:

• 3D tiskárna
• Páječka
• Horká lepicí pistole nebo jiné lepidlo, které funguje na vláknité směsi 3D tiskáren
• Šroubováky

Zásoby

Celkové náklady na stavbu tohoto projektu se pohybují kolem 120 EUR v závislosti na tom, kde součást koupíte a jaké slevy získáte.

Důležité:

Některé části jsou označeny „Unikátní“, což znamená, že je specifické pro konstrukční návrh stavby a potřebujete přesnou kopii této části.

Karta Raspberry Pi 4 Model B / 2 GB + 16 GB (min. Požadavek) Micro SD

Zásoby na Rasberry Pi jsou v tuto chvíli velmi omezené, bude se muset trochu rozhlížet.

Napájecí adaptér 12V 60W

www.banggood.com/AC-100-240V-to-DC-12V-5A-…

Zásuvka napájecího zdroje DC 5,5 mm x 2,1 mm (unikátní)

www.banggood.com/10pcs-5_5-x-2_1mm-DC-Powe…

DC-DC 12V až 5V 3A Buck Step Down napájecí modul (jedinečný)

www.banggood.com/LM2596-DC-DC-Voltage-Regu…

42mm 12V Nema 17 dvoufázový krokový motor

www.banggood.com/42mm-12V-Nema-17-Two-Phas…

Modul L298N Dual H Bridge

www.banggood.com/Wholesale-L298N-Dual-H-Br…

GY6180 VL6180X Čidlo vzdálenosti letu

www.banggood.com/GY6180-VL6180X-Time-Of-Fl…

Infračervený snímač vyhýbání se překážkám (x3)

www.banggood.com/3Pcs-Infrared-Obstacle-Av…

USB kamera

www.banggood.com/Electronic-Camera-Module-…

Podsvícení 16 × 2 LCD, mikrokontrolér 8051 I2C

www.hobbyelectronica.nl/product/1602-lcd-d…

Obousměrný měnič úrovně

www.banggood.com/nl/Two-Channel-IIC-I2C-Lo…

Rezistory společné hodnoty (10k, 220R, 470R)

www.banggood.com/Wholesale-Geekcreit-600pc…

LED diody (x2)

Diody (x2)

Přepínač 12V ON/OFF (jedinečný)

www.banggood.com/5pcs-12V-Round-Rocker-Tog…

Ořechy: 3x8mm, 3x10mm, 3x12mm

Krok 1: Flashování karty SD

Pro tento krok budete muset flashovat SD kartu pomocí poskytnutého obrázku:

thomy.stackstorage.com/s/KbCfVgoU0t8gU3C

Obrázek je vybaven předem připraveným webovým serverem apache, databází a kódem pro rozhraní s podavačem. Nemusíte tedy dělat nic, co zahrnuje nastavení softwaru.

Pokud se chcete podívat na kód, můžete získat veškerý požadovaný kód z:

github.com/VanIseghemThomas/ProjectFeeder

Ujistěte se, že víte, jak správně flashovat kartu SD nebo nepřerušovat proces, protože to může mít za následek poškození karty. K vybití karty jsem použil software Win32DiskManager. Další program, který znám, funguje a je trochu uživatelsky přívětivější, se jmenuje Ethcer. Oba fungují stejně dobře.

Krok 2: SSH do Pi

Když blikání skončí, můžete nyní vložit SD kartu do pí a zapnout ji. Ujistěte se, že jste připojeni k pi pomocí ethernetového kabelu. Nyní byste se k němu měli připojit pomocí SSH s ip 169.254.10.1. Používám program s názvem PuTTY, ale pokud se vám nechce instalovat software, můžete do příkazového řádku vždy zadat následující příkaz:

ssh [email protected]

Nyní otevřete relaci. Při prvním připojení se setkáte s varováním, můžete to ignorovat a pokračovat. Budete požádáni o přihlášení jako uživatel a poté o heslo pro tento obrázek použijte následující přihlašovací údaje:

• Uživatel: feederpi
• Heslo: Redeef1

Uživatel „pi“je také aktivní, ale nebudete se moci přihlásit. Důvodem je, že je nastaven tak, aby se automaticky přihlásil k napájení a spustil program. Proto se při přihlášení setkáte s následujícím:

[sudo] heslo pro feederpi:

Stačí stisknout crtl+c a teď byste měli mít shell.

Nyní zadejte následující:

sudo -i

Nyní jste přihlášeni jako root.

Krok 3: Nastavení Wifi

Nyní jste přihlášeni jako root a můžete zadat:

wpa_passphrase "Vaše SSID" "Vaše heslo" >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Chcete -li zkontrolovat, zda byla vaše konfigurace přidána správně, zadejte následující. Pokud chcete, můžete také z bezpečnostních důvodů odstranit heslo prostého textu, ale nezapomeňte změny uložit při ukončení.

nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Nyní můžete své pi restartovat zadáním:

restartujte nyní

Nyní dejte pi nějaký čas na spuštění a přihlaste se zpět pomocí SSH jako dříve, abyste zjistili, zda máte připojení k wifi, kterou zadáte:

ip a

Pod rozhraním wlan0 byste měli vidět něco podobného s IP adresou, to znamená, že jste se úspěšně připojili k vaší wifi. Později, když je vše připojeno, software to zobrazí na LCD.

Krok 4: Tisk dílů

Díly, které budete pro tento projekt potřebovat, najdete zde:

www.thingiverse.com/thing:4459996

Tisk všech těchto částí bude chvíli trvat, takže budete potřebovat trpělivost.

Toto jsou nastavení, která jsem použil (PLA):

• Výška vrstvy: 0,3 mm
• Rychlost tisku: 50-60 mm/s
• Teplota trysky: 200 ° C
• Teplota postele: 60 ° C

K tomu není moc co říct, kromě zábavného tisku.

Krok 5: Sestavení dílů (úvod)

Dobře, teď jdeme na shromáždění všeho. Než to všechno vysvětlím, projdu si několik věcí, které je třeba mít na paměti, a které vám pomohou to zvládnout.

TIP 1:

Rozhodl jsem se udělat všechny otvory 2,5 mm kromě 3 mm jako šrouby. To je tak, že můžete závit závitovat zašroubováním šroubů a odpadá nutnost matic. Zapojení šroubu je docela obtížné. Pomocí páječky rozšiřte horní část, což usnadní vložení šroubu a zahájení šroubování.

TIP 2:

Pokud vám stejně jako mně docházejí šrouby, stačí zašroubovat pouze diagonální páry. To spousty z nich ušetří a funguje dobře.

Krok 6: Sestavení horní části (dávkovač)

Díly jsou rozloženy jako na obrázku.

Drží je pohromadě takzvané „talíře“. Jedna z desek se montuje na váš krokový motor.

Ujistěte se, že horní část šroubů je v jedné rovině s povrchem, jinak se krmení zablokuje. K tomu byste měli použít šrouby 3x8 mm a model „Stepper_offset“mezi stepperem a vnější stranou desky.

Nyní nasaďte mlýn na stepper, mělo by to jít celkem snadno. Pokud ne, můžete použít nějakou vazelínu.

Zbytek je docela rovně vpřed, jen vezměte šroub, kde najdete díru.

Krok 7: Sestavení horní části (kontejneru)

Tady vidíte, jak jsem vyrobil svůj kontejner. Kanystr se původně používá na sušené kousky svazku.

V horní části chcete připojit snímač TOF, tento bude použit k měření toho, kolik potravin v nádobě zbývá. Na obrázcích můžete vidět, jak jsem jej připojil. Nejprve jsem pomocí páječky roztavil otvory pro kolíky a poté nalepil senzor na místo horkým lepidlem, zatímco byly kabely připojeny.

Pro uzavření nádoby jsem pomocí páječky udělal 2 otvory a zašrouboval 2 šrouby. K jeho zavření lze použít gumičku, pásek na zip nebo drát.

Krok 8: Sestavení dna

Pokud jde o umístění různých modulů podle obrázků, jsou dostatečně vysvětlující. Část těchto obrázků již má zapojení, prozatím byste se na to měli podívat. Obrázky byly pořízeny uprostřed vývoje tohoto projektu. Původně bylo v plánu umístit siloměr a zvážit jídlo, ale vzhledem k tomu, že se mi na poslední chvíli rozbil zesilovač siloměru, musel jsem tuto funkci zrušit a nahradit živým streamem videa, který je také docela čistý. Možnost přidat zatěžovací buňku je vždy k dispozici, ale budete muset kopat do kódu a upravit některé položky.

Krok 9: Elektronika, senzory a akční členy

Nyní je čas nasadit páječku. Poskytl jsem 2 znázornění toho, co musíte udělat, jedno standardní elektrické schéma a jedno vizuální znázornění. Vřele doporučuji použít elektrické schéma, protože to poskytuje mnohem větší přehled o tom, jak vše funguje a je podle mého názoru vzájemně propojeno. Jediný důvod, proč je ten druhý tady, je ten, že to bylo povinné. Důvod, proč to říkám, je ten, že není dostatek místa pro kabely, takže budete muset být efektivní s kabeláží GND, +5 V atd., Což závisí na tom, jak chcete kabely vést. Nepřipojujte tedy k sobě všechno přesně podle schématu, bude to fungovat, ale nevejde se.

U přepínače vidíte, že jsem zapojil všechny 3 vodiče, protože přepínač je vybaven vestavěnou LED diodou, která indikuje, zda je zapnuto napájení. 2 nezbarvené vodiče fungují jako přepínač, barevný vodič jde do GND.

Obecně je to pořadí, ve kterém jsem zapojil všechno:

1. Výkonová část: napájecí konektor, h-můstek, převodník boost buck, přepínač
2. Raspberry Pi (Další informace viz další krok)
3. IR senzory
4. LED diody
5. Krokové vstupy
6. Část I2C: 3,3 V, SDA, SCL

Není důležité, ale užitečné mít prototypovou desku plošných spojů, která se pájí tak, jako jsem to udělal já.

Nezapomeňte také připojit fotoaparát k USB portu počítače.

Důležité:

Před zapojením 5V části obvodu nezapomeňte nastavit převodník boost buck na 5V. Jinak byste mohli riskovat, že všechno usmažíte. Chcete -li to upravit, otočte potenciometr a podívejte se na odečet napětí na obrazovce.

Krok 10: Elektronika, Raspberry Pi

Kvůli omezením softwaru pro kreslení schématu jsem nebyl schopen nakreslit, jak připojit malinový pi.

Pro +5V můžete jednoduše připojit k 5V pinu pí, ale to obchází bezpečnost, jako je pojistka. Pokud se podíváte dolů, měli byste vidět nějaké podložky, které jsou označeny jako TPxx, v našem případě hledáme TP1 nebo TP2. Pájecí kabel +5V připájejte k jednomu z nich, ale dávejte pozor, abyste nepřeklenuli jiné stopy. S největší pravděpodobností se tím také zruší záruka. Osobně jsem se pokusil připojit k oběma testovacími podložkami a dospěl jsem k závěru, že je pravděpodobně nejjednodušší a nejbezpečnější použít TP2, je daleko od ostatních exponovaných podložek a nemá kolem sebe mnoho stop.

Pro GND stačí vzít jeden z kolíků nahoře, jak ukazuje schéma, to je nyní naprosto v pořádku.

Krok 11: Testování elektroniky

Když je vše správně zapojeno, je dobré vše nejprve otestovat, než vše kompletně sestavíte.

Zde je kontrolní seznam:

• Adresa IPV4 se zobrazí na LCD
• Možnost připojení k IP prostřednictvím prohlížeče
• Schopen otočit stepper „krmením“a vidět rozsvícení LED
• Stav kontejneru se čte a aktualizuje
• Živý přenos z kamery
• Detekce stravovacích událostí

Odstraňování problémů:

Zde uvádím některé z problémů, se kterými jsem se setkal, a jak je opravit.

- Můj LCD se rozsvítí, ale nic nezobrazuje:

1) V době psaní tohoto článku potřebuje pi přibližně 2 minuty na úplné spuštění, takže mu musíte dát nějaký čas navíc.

2) Nepřipojili jste LCD správně. Zda jste jej připojili správně, zjistíte zadáním následujícího příkazu do shellu:

sudo i2cdetect -y 1

To musí vrátit 2 adresy: 0x27 (= LCD) a 0x29 (= snímač TOF). Pokud se 0x27 nezobrazí, musíte zkontrolovat zapojení LCD. Pokud se oba neobjeví, musíte zkontrolovat zapojení pinů SDA a SCL. Např. zkontrolujte, zda jste je náhodou nevyměnili. V nejhorším případě jste udělali něco špatně s 2 jednotlivými součástmi nebo se něco rozbilo.

- Můj LCD se zasekl na „Připojení k WiFi“

To znamená, že se vaše pi zaseklo při pokusu o připojení k jedné ze sítí, ke kterým jste se nakonfigurovali. To znamená, že buď nejste v dosahu přístupového bodu, nebo jste udělali něco špatně při konfiguraci např. překlep. V takovém případě se vraťte na „Nastavení WiFi“a přejděte znovu.

Software je také nastaven tak, aby se připojoval k domácím sítím pomocí IP adresy začínající na „192.168“. Pokud je vaše síť nastavena s jiným soukromým rozsahem, například „10.0“nebo „172.16“, budete muset přejít na /home/pi/project/main.py a ve funkci get_ips () změnit: pokud „192.168“v ip pokud "Váš soukromý rozsah zde" v ip.

- Můj LCD zobrazuje IP, ale nemohu se připojit:

1) Ujistěte se, že se připojujete k 192.168. X. X ip, druhý ip 169.254.10.1 je vždy nakonfigurován pro připojení přes ethernet přímo k vašemu počítači. To nebude fungovat, pokud nejste připojeni.

2) Ujistěte se, že jste ve stejné síti, nebo jste ve své síti povolili přesměrování portů, pokud chcete přistupovat k podavači mimo jeho síť.

- Stepper se třese a neotáčí se:

To znamená, že jste správně nepřipojili vstupy nebo výstupy duálního H-můstku. Zkuste je vyměnit, dokud to nebude fungovat.

Krok 12: Dokončení

Nyní jste přišli na to, jak vše rozběhnout, je na čase dát vše dohromady. Musel jsem ty 2 části spojit páskou, protože konstrukce otvorů není dostatečně pevná, aby udržela napětí, a prasklo mi to. To je jedna zásadní věc, kterou je třeba do budoucna zlepšit. Čistší možností je jednoduše slepit obě části dohromady, ale to může být problém, když se něco uvnitř rozbije a vy chcete získat přístup dovnitř. Proto jsem šel se starou dobrou elektrickou páskou.

Když přejdete na webovou stránku, měl by vás přivítat řídicí panel, kde můžete provádět například ruční podávání, kontrolovat stav, prohlížet data a přidávat předvolby.

Krok 13: Extra: Rozšíření pro Chrome

Pokud se vám nechce procházet hlavní panel a chcete si jen rychle zkontrolovat stav nebo kanál, můžete použít rozšíření pro Chrome. Vzhledem k tomu, že není v oficiálním internetovém obchodě Chrome, budete jej muset načíst, jako byste takový balíček vyvinuli.

Nejprve si stáhněte složku Feeder Extension z adresáře github:

github.com/VanIseghemThomas/ProjectFeeder

Přejděte na následující adresu URL:

chrome: // rozšíření/

Jakmile tam budete, povolte režim vývojáře a načtěte složku rozšíření. Nyní by se měl objevit jako rozšíření.

Pokud se na liště Chrome nezobrazuje, najdete ji v nabídce Chrome.

Krok 14: Software

Pokud si rádi pohráváte se softwarem nebo z nějakého důvodu potřebujete novou kopii souboru, všechny potřebné soubory najdete v úložišti GitHub, které jsem vytvořil:

Také jsem poskytl schéma EER pro databázi pro případ, že byste chtěli přidat funkce do API. Výpis databáze najdete také v úložišti GitHub. Veškerý backendový kód je zapsán v Pythonu. Flask se používá pro směrování a Socket.io pro webové sockety.