Automatický dávkovač krmiva pro kočky: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Projekty Fusion 360 »

Pokud neovládáte množství jídla, které vaše kočka jí, může to vést k problémům s přejídáním a nadváhou. To platí zejména v případě, že jste mimo domov a necháte kočce další jídlo, které by konzumovalo podle vlastního plánu. Jindy si možná uvědomíte, že jste zapomněli dát její krmivo včas a že se nemůžete vrátit domů.

Automatický dávkovač krmiva pro kočky může ovládat a dávkovat přesné množství suchého krmiva kdykoli přednastavíte a lze jej ovládat pomocí mobilního telefonu kdekoli na světě.

Tento projekt je kompletní vzdělávací projekt od 3D tisku po design ve fusion360, od programování arduina po základy iot, design elektroniky v orlu a oboustrannou výrobu desek plošných spojů.

Hlavní kapitoly tohoto pokynu jsou

Workshop: Tato část přímo nesouvisí se skutečnou produkcí, ale může čtenáře inspirovat malými nemovitostmi. Veškerý design, 3D tisk, výroba PDB, prototypy, elektronický design a výroba probíhá v dílně 2x2 m.

Prototypy: Perfektního designu je téměř nemožné dosáhnout. Každá iterace návrhu s neúspěchem však přináší nové nápady, řeší problémy a posouvá design na vyšší úroveň. I když sada instrukcí obvykle nezahrnuje neúspěšné pokusy, stručně jsem je zahrnul, protože ukazují pokrok a zdůvodnění konečného návrhu.

Mechanický design: Návrh mechaniky a kontejneru.

Design elektroniky: Tento projekt je založen na desce Arduino Mega. Napájecí jednotka, hodinová jednotka, řídicí jednotka stejnosměrného motoru a wifi jednotka ESP8266 jsou sestaveny na desce plošných spojů navržené na míru. Zde najdete související Instructable

Programování: Některé základní programování Arduino. Trochu programování ESP8266. Malý webový server byl vytvořen pomocí Arduino a esp8266.

Výroba: 3D tisk všech částí navržených společností fusion360 a jejich montáž. Většina dílů je vytištěna 3D. jiný než plast je jedna kovová tyč a několik kovových šroubů. Zbytek je elektronika a stejnosměrný motor.

Krok 1: Workshop

Workshop obsahuje všechny potřebné nástroje pro výrobu elektronických obvodů, výrobu desek plošných spojů, 3D tisk, malování modelů a některé další malé výrobní práce. K dispozici je stolní počítač se systémem Windows, který je připojen k 3D tiskárně a používá se také k vytváření elektronické hudby.

Samozřejmě, více prostoru je pro fandy vždy lepší. Husté umístění nástrojů a některé chytré triky, jako je umístění 3D tiskárny nad monitory počítačů, však mohou vytvořit funkční a příjemný pracovní prostor.

Ačkoli workshop nemusí být nikdy přímou součástí Instructable, stojí za to o něm zmínit jako o hlavní fázi procesu.

Krok 2: Prototypy

Doba trvání tohoto projektu byla zcela podceněna. Začalo to odhadem na tři až pět týdnů. Byla dokončena za více než 40 týdnů. Protože jsem nemohl investovat nepřetržitý čas pro tento projekt, nemohu si být jistý skutečným časem stráveným na projektu, ale jsem si jist, že každá část tohoto projektu trvala více, než se očekávalo.

Strávil jsem značné množství času na prototypech.

Archimedův šroub

Prototypování začalo šrouby Archimedes. To byl také můj první projekt Fusion 360. Při učení skvělého softwaru Fusion 360 jsem vyrobil a vytiskl nejméně 8 různých šroubů. (Fusion 360 je bezplatný software pro fandy a zatímco můžete vytvářet poměrně sofistikované věci, křivka učení není tak strmá) První byly rozřezány ze středu na dva. Nenašel jsem způsob, jak 3D tisknout jeden svislý kus šroubu. Po vytištění dvou polovin jsem je slepil, což je velmi neefektivní a zákeřný způsob výroby archimédského šroubu. Poté jsem si uvědomil, že když do tiskárny přidám „kačerové ventilátory“, zvýší se kvalita svislého tisku. Existuje mnoho různých typů „fanouškovských kachen“, takže jsem musel najít nejlepší kombinaci pokusem a omylem. Nakonec jsem skončil téměř dokonalým šroubem archimedes vytištěným jako jeden kus.

Krmný kontejner

Další výzvou byl návrh nádoby na krmivo. Kapaliny lze bez problému přenášet šroubem. Pevné materiály, jako je suché krmivo pro kočky, však byly problémem kvůli džemům. Snažil jsem se vytvořit nějaký bezpečný prostor, aby se zabránilo zaseknutí, a také jsem si uvědomil, že přidání zpětného pohybu pro každý pohyb šroubu vpřed výrazně snížilo zaseknutí. Poloviční tvar trubky konečného designu a softwarově ovládaný zpětný pohyb zcela odstranily riziko jakéhokoli zaseknutí.

Krabice

Na začátku projektu jsem celou krabici vytiskl v tiskárně. Protože velikost tiskárny byla menší než velikost krabice, musel jsem ji rozdělit na kousky, díky kterým byla krabice velmi slabá a ošklivá. Pak jsem uvažoval o dřevěné krabici. Stěny druhého prototypu byly dřevěné. Některé problémy s výrobou (neměl jsem vhodné místo a nástroje k řezání a přetváření dřeva) rozhodl jsem se znovu zvážit plně potištěnou krabici pro třetí prototyp (nebo konečný návrh). Udělal jsem design efektivnější a menší, abych jej mohl vytisknout jako jeden kus. Tento přístup teoreticky fungoval. V praxi trvá tisk velkých předmětů příliš mnoho času a jakýkoli problém s tiskárnou může zničit konečný produkt kdykoli i ve 14. hodina tisku. V mém případě jsem musel zastavit tisk, než skončil, a musel jsem navrhnout a vytisknout chybějící segment jako další část. U dalšího prototypu uvažuji o použití plexi na stěny krabice.

Arduino

Začal jsem s Uno. Byl menší a vypadal dost pro mé účely. Podcenil jsem však složitost vývoje softwaru. Uno má pouze jeden sériový výstup a protože jsem tento výstup používal pro komunikaci esp8266, neměl jsem žádný ladicí port pro protokolování sledovaných proměnných atd. A ukázalo se, že bez ladění v reálném čase je téměř nemožné kódovat i malou webovou službu. Přešel jsem na Arduino Mega. (který změnil design krabice)

Displeje

Během vývoje projektu jsem vyzkoušel téměř všechny typy displejů na trhu, včetně malého oledového displeje. Každý z nich měl své výhody a nevýhody. Oled byl milý, ale vypadal malý a ve srovnání s celkovým designem byl drahý. 7segmetové LED displeje byly jasné, ale málo přítomné, málo informací. Pro konečný návrh jsem tedy použil displej 8x2 lcd. Budoucí návrhy nemusí obsahovat žádný displej nebo větší oled displej, který vypadá hezky.

Tlačítka

Do prvních prototypů jsem dal tři tlačítka pro ovládání zařízení. Poté jsem se rozhodl je nepoužít v následujících návrzích, protože jejich sestavení vyžaduje čas, nemohl jsem je udělat dostatečně robustní a přidávaly na použitelnosti zařízení extra složitost.

Prototypy elektroniky

Vyrobil jsem několik prototypů elektroniky. Někteří z nich byli na prkénku, někteří na měděném prkénku. Pro konečný návrh jsem vyrobil vlastní PCB pomocí upravené 3D tiskárny. (zde je návod k tomuto projektu)

Krok 3: Navrhněte plastové díly

Design všech 3D dílů najdete v tomto věcném odkazu.

Také můžete dosáhnout designu Fusion 360 na:

Krok 4: Vytiskněte součásti

Všechny části 3D tiskárny najdete zde:

Buďte si vědomi. Tisk vyžaduje čas. Dokončení vnějšího boxu, který je největší částí, může trvat až 14 hodin.

Archimedův šroub je speciální část, kterou musíte tisknout svisle. K ochlazení roztaveného filmanetu při jeho výstupu z trysky budete možná potřebovat dobrý dmychadlo (zábavná kachna).

Krok 5: Navrhněte obvod a vytvořte PCB

Zde je popsána výroba DPS pro tento projekt.

Soubory návrhu obvodu EAGLE jsou

Většina součástí jsou elektronické moduly, jako jsou:

• Hodiny,
• ovládání stejnosměrného motoru,
• ovládání displeje,
• Zobrazit,
• esp8266,
• arduino mega
• měnič výkonu

Existuje mnoho různých odrůd těchto modelů. Většina z nich má podobné vstupy/výstupy, takže bude snadné přizpůsobit současný design orla. Mohou však být nutné určité úpravy.

Krok 6: Napište software

Kompletní kód najdete zde.

Tento kód nemusí fungovat na některých definicích desek Arduino. Použil jsem Arduino AVR Boards 1.6.15. Novější nefungovaly (nebo pracovaly s menšími nebo většími problémy)

Také jsem přidal nějaký html ukázkový kód. Stránky html lze použít k testování možností připojení wifi zařízení.

Zařízení přijímá jednoduché příkazy html url. Například: Chcete -li začít s krmením, můžete jednoduše z prohlížeče odeslat „https://192.168.2.40/?pin=30ST“. (IP se může měnit podle nastavení místní sítě) Kromě spuštění a zastavení zařízení můžete nastavit čas a nastavit budík ve stejném formátu s různými parametry.

Tento příkaz html je přijat esp8266 a analyzován softwarem. Software funguje jako jednoduchý webový server. Vykonává příkazy a v případě úspěchu vrací 200.

Tento způsob ovládání není nejelegantnějším způsobem ovládání iot zařízení. Zde najdete lepší způsoby komunikace IOT, jako je MQTT. Plánuji revizi softwaru, aby zahrnoval lepší protokol.

Jako editor jsem použil Microsoft Visual Code. Začal jsem s Arduino IDE, ale přešel na VSCode. Důrazně radím, že pokud máte psát kód pro více než 100 řádků, ani nepřemýšlejte o používání Arduino IDE.

Krok 7: Sestavte

Podrobné video z montáže a funkční prototypové video je zde