Dự án Bát thức ăn cho vật nuôi tự động: 13 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Tài liệu hướng dẫn này sẽ mô tả và giải thích cách xây dựng một khay nạp thức ăn cho vật nuôi tự động, có thể lập trình với các bát đựng thức ăn kèm theo. Tôi đã đính kèm video ở đây mô tả cách các sản phẩm hoạt động và nó trông như thế nào.

Bước 1: Video mô tả cách thiết bị hoạt động và trông như thế nào

Bước 2: Mua các công cụ, bộ phận và vật liệu cần thiết

Các công cụ, bộ phận và vật liệu cần thiết để xây dựng được hiển thị trong các bức ảnh trên

Các bộ phận:

1x cáp máy in USB (loại nam A đến loại nam loại B) hoặc bộ đổi nguồn ổ cắm trên tường 5V AC-DC

1x Hộp đựng có tay và nắp vặn ở phía trên (Tôi đã sử dụng hộp đựng cát mèo 8,5 pound)

2x 1-1 / 4 in. Lịch trình PVC. 40 Khớp khuỷu tay 45 độ S x S (khớp nối PVC có 2 đầu được hiển thị trong hình)

1x Ống Charlotte 1-1 / 4 in. Đầu ra bên ngoài PVC Khuỷu tay ổ cắm 90 độ (phụ kiện PVC có 3 đầu được hiển thị trong hình với hai phụ kiện Cút 45 độ S x S được gắn vào nó)

1x bo mạch vi điều khiển ARDUINO UNO R3 (Tôi đã mua từ cửa hàng Arduino trên Amazon)

1x Động cơ Servo đi kèm với giá đỡ nhựa nhỏ gắn vào, như trong ảnh (Tôi đã mua Bộ động cơ Micro Servo Smraza SG90 9G từ cửa hàng Smraza trên Amazon)

1x lọ thuốc (Tôi đã sử dụng lọ thuốc có thể dễ dàng cắt bằng dao và kéo có đường kính 1-1 / 3)

3x dây Jumper nam sang nam (Tôi đã mua Elegoo EL-CP-004 Dây Dupont nhiều màu 40pin Male to male)

1x giá ba chân có đế có thể điều chỉnh được với các cánh tay gặp nhau ở giữa (tương tự như một chân được hiển thị trong pic không có cột trung tâm ở giữa; một số chân máy có thể có cột trung tâm được lấy ra và được làm để hoạt động với bản dựng này. Hãy đảm bảo đủ khoảng cách giữa đế và đỉnh của giá ba chân sao cho vừa vặn với hộp đựng.)

1x phần có thể đặt giữa giá ba chân và hộp đựng để căn giữa hộp đựng trong trường hợp nó không được căn giữa (tôi đã sử dụng một chai nước trái cây như trong hình)

2x bát thức ăn có thể được gắn vào đế điều chỉnh (chỉ có điều không hiển thị trong ảnh)

Vật liệu:

Dây cao su (tốt nhất là có kích thước vừa phải và độ dày vừa phải để hỗ trợ thùng chứa)

Cà vạt zip (tôi đã sử dụng cà vạt zip 11 inch mua từ Lowe's)

Keo siêu dính (Tôi đã sử dụng gel siêu keo Gorilla, siêu keo lỏng không phải gel có thể tốt hơn vì gel có xu hướng không dính tốt với một số loại nhựa nhất định)

Băng keo (Tôi đã sử dụng băng keo thương hiệu Duck Tape)

Bìa các tông (Tôi đã tạo ra các hình cắt tạo thành hộp bánh pizza của Domino, nhưng bạn nên sử dụng các tông cứng nhất mà bạn có sẵn)

Baking soda

Công cụ:

Kéo hoặc một thiết bị cắt tương tự (đảm bảo nó đủ mạnh để cắt qua nhựa đúng cách)

Dao hoặc một dụng cụ tương tự để xỏ lỗ

Máy sấy thổi (tốt nhất là loại có cài đặt điều chỉnh để cho phép lực thổi thấp và nhiệt cao)

Găng tay (chúng sẽ được sử dụng để ngăn keo siêu dính vào tay

Đánh dấu

Bước 3: Gắn Hộp chứa vào Chân máy

Hộp đựng sẽ được gắn vào chân máy bằng dây cao su, dây buộc và băng keo

1. Bắt đầu bằng cách vòng dây cao su qua tay cầm của hộp đựng và gắn chúng vào đầu giá ba chân. Nếu chân máy không có thiết kế để thực hiện điều này, bạn có thể buộc các dây cao su lại với nhau hoặc buộc dây cao su lại với nhau tạo thành một chuỗi khép kín.
2. Tiếp theo, buộc các dây cao su quanh tay của hộp đựng vào chân của giá ba chân mà hộp chứa trở lại như thể hiện trong hình và buộc chúng hoặc xích chúng bằng dây buộc zip.
3. Tiếp theo, buộc dây zip vào các khu vực giống nhau để cố định hộp đựng đúng cách.
4. Khi hộp đựng đã được cố định, hãy lấy băng keo và quấn quanh đầu giá ba chân để cố định các dây cao su.
5. Xác định vị trí bạn muốn có lỗ, lỗ ở dưới cùng của hộp đựng, nơi thực phẩm sẽ thoát ra, và đảm bảo rằng lỗ đó nằm chính giữa phần giữa của giá đỡ ba chân có thể điều chỉnh được. Nếu không, bạn sẽ cần căn giữa vùng chứa như tôi đã làm và đã hiển thị trong hình.

Nếu bạn cần căn giữa vùng chứa:

1. Bắt đầu bằng cách tìm một đối tượng sẽ hoạt động tốt.
2. Để gắn đối tượng này, hãy bắt đầu bằng cách buộc các dây cao su xung quanh đối tượng và chân của giá ba chân ở bên cần được ấn vào tâm của hộp đựng.
3. Tìm ra vị trí mà vật thể sẽ cần chạm vào hộp đựng và bôi keo siêu dính vào chỗ này, cũng như một lượng nhỏ muối nở vào keo sau khi nó đã được thêm vào. Lưu ý: Baking soda làm cho keo khô nhanh hơn nhiều do độ pH của baking soda so với keo, và nó cũng tăng cường liên kết do các phản ứng hóa học khác nhau xảy ra do sự hiện diện của baking soda.
4. Trộn baking soda và keo lại với nhau rồi nhanh chóng ấn vết có keo lên hộp đựng. Giữ nó ở đó trong khoảng 30 giây và thả ra.
5. Bây giờ sử dụng máy sấy thổi, đặt ở cài đặt thổi thấp nhất và cài đặt nhiệt cao nhất, để làm nóng keo và tăng tốc quá trình khô của keo. Sau khoảng 30 giây đến một phút, nó sẽ tốt. Hãy cẩn thận để không làm khu vực này quá nóng.
6. Cuối cùng, quấn băng keo xung quanh đồ vật và hộp đựng để cố định thêm.

Bước 4: Lắp ráp các thành phần điện

Bạn sẽ cần 3 dây jumper, động cơ servo, cáp máy in hoặc bộ đổi nguồn 5 volt và Arduino Uno R3 cho bước này

1. Gắn một đầu của mỗi trong ba dây jumper vào bảng Arduino Uno R3 theo sơ đồ, mã hóa màu cho từng dây một cách thích hợp. Trong trường hợp bạn có dây nâu thay vì dây đen, hãy sử dụng dây nâu để thay thế.
2. Động cơ servo bạn mua có thể có dây nâu thay vì dây đen và kết nối đó giống với kết nối có dây đen trong sơ đồ mạch được đính kèm ở đây.
3. Nếu sử dụng cáp máy in để cấp nguồn cho mạch, hãy cắm cáp máy in vào giắc cắm thích hợp được hiển thị trong sơ đồ, nó có thể sẽ được bọc bằng kim loại trong cuộc sống thực. Cắm đầu kia của cáp máy in vào giắc cắm USB của nguồn điện thích hợp. Nếu sử dụng cáp bộ đổi nguồn ổ cắm trên tường 5V để cấp nguồn cho mạch, hãy cắm đầu thích hợp vào giắc màu đen được hiển thị trong sơ đồ và đầu còn lại vào ổ cắm điện thích hợp.

Bước 5: Tải chương trình lên Arduino Uno R3

Tại đây bạn sẽ tải lên mã, mà tôi đã cung cấp ở đây trong liên kết tải xuống, cho phép bạn lập trình động cơ servo và đặt mức độ quay, thời gian động cơ servo ở vị trí quay và tần suất động cơ servo sẽ thực hiện xoay vòng này Nếu tất cả thiết lập phần cứng được kết nối đúng cách, bạn có thể chỉ cần biên dịch và tải phần mềm lên bo mạch.

1. Cài đặt Arduino IDE, từ liên kết sau:
2. Nhấp vào trình cài đặt Windows
3. Nhấp vào CHỈ TẢI XUỐNG
4. Sau khi tải xong, bấm vào nút RUN
5. Nhấp vào nút I Agree (Arduino IDE là một phần mềm miễn phí)
6. Chọn tất cả các thành phần từ danh sách và nhấp vào nút Tiếp theo
7. Tiến hành cài đặt sau khi chọn vị trí mong muốn
8. Cài đặt trình điều khiển “Adafruit Industries LLC Ports”, bằng cách nhấp vào nút Cài đặt
9. Cài đặt trình điều khiển Arduino USB Driver”bằng cách nhấp vào nút Cài đặt
10. Cài đặt trình điều khiển “Cổng Linino (COM & LPT)” bằng cách nhấp vào nút Cài đặt
11. Nhấn nút ĐÓNG khi quá trình cài đặt hoàn tất.
12. Tải xuống tệp ứng dụng: PetFeeder.ino.
13. Nếu tất cả thiết lập phần cứng được kết nối đúng cách, bạn có thể chỉ cần biên dịch và tải phần mềm lên bo mạch.

Bước 6: Hướng dẫn cấu hình thông số chương trình để phù hợp với nhu cầu của bạn

Ở đây bạn sẽ học cách thay đổi mã của chương trình điều khiển động cơ servo

Để định cấu hình tần suất quay của động cơ servo:

Hai dòng mã sau sẽ được thay đổi để đặt tần suất quay của động cơ servo. Trong màn hình thiết lập bên dưới, động cơ sẽ quay 5 giây một lần. Giá trị được xác định bằng cách nhân giá trị khoảng thời gian nguồn cấp dữ liệu, 1, với giá trị dài không dấu, 5, được hiển thị trong dòng thứ hai. Bạn có thể sử dụng hai con số này để tạo bất kỳ khoảng thời gian nào bạn muốn trong khoảng thời gian. Ví dụ: nếu bạn muốn nó xoay 6 giờ một lần, bạn có thể thay đổi 5 thành 60, thay đổi nó từ 5 giây thành 60 giây và bạn có thể thay đổi 1 thành 360, sẽ thay đổi nó từ 1 nhóm 60 giây đến 360 bộ 60 giây. 360 bộ 60 giây tương đương với 360 giờ, tương đương với 6 giờ

#define FEED_INTERVAL 1 // phút giữa thời gian cho ăn

const unsigned long feedInterval = (unsigned long) FEED_INTERVAL * (unsigned long) 5; // được thể hiện bằng giây

Để định cấu hình thời gian động cơ servo sẽ vẫn quay:

Sử dụng mã sau để thay đổi điều này. Đầu tiên, bộ nạp void Mã mở sẽ đặt lại động cơ servo về góc cơ bản là 0, sau đó quay 90 độ trong khoảng thời gian 4000 phần nghìn giây hoặc 4 giây và sau 4 giây này, động cơ servo chạy bộ nạp voidĐóng mã để xoay 90 độ theo hướng ngược lại, trở lại vị trí ban đầu bằng 0. Để thay đổi mức độ quay của động cơ servo, hãy thay đổi giá trị 90 thành độ bạn muốn trong cả hai phần trống. Để đặt khoảng thời gian bạn muốn động cơ servo tiếp tục quay, hãy thay đổi giá trị của độ trễ, trong ví dụ này là 4000

void feederClose () {

servo.write (90);

}

void feederOpen () {

servo.write (0);

chậm trễ (4000);

servo.write (90);

}

Bước 7: Gắn tấm bìa cứng vào Động cơ Servo và Động cơ Servo vào Chai thuốc

Miếng bìa cứng sẽ được gắn vào động cơ servo bằng cách sử dụng superglue và động cơ servo sẽ được gắn vào lọ thuốc bằng dây cao su và keo siêu dính

1. Xác định kích thước thích hợp cho miếng bìa cứng dựa trên đường kính của nắp chai thuốc sẽ được đậy lại. Để lại một ít chỗ trống ở mỗi bên trong trường hợp bảng thẻ không được căn chỉnh hoàn hảo với phần mở của lọ thuốc sau khi nó đã được cố định vĩnh viễn vào động cơ servo bằng keo siêu dính.
2. Cắt hình vuông hoặc hình chữ nhật dựa trên kích thước đã quyết định bằng kéo hoặc một dụng cụ cắt khác.
3. Lấy giá đỡ bằng nhựa nhỏ, như trong hình hoặc một cái tương tự, và cắt phần cuối của cánh tay có đục 6 lỗ trên đó. Có 4 cánh tay, một cái có 7 lỗ, một cái có 6 lỗ và hai cái có 2 lỗ. Điều này là để giữ cho cánh tay không va vào chai thuốc khi mô tơ servo quay.
4. Gắn khung nhựa vào tấm bìa cứng bằng cách sử dụng superglue. Định hướng bìa cứng vào giá đỡ khi bạn thấy vừa vặn và đảm bảo rằng mỗi bên có thêm một số khoảng trống để đề phòng.
5. Gắn giá đỡ vào khu vực thích hợp của động cơ servo. Tôi định hướng nó để cánh tay 7 lỗ được mở rộng trực tiếp ở lọ thuốc.
6. Buộc dây cao su xung quanh mô tơ servo và định hướng nó sao cho chỉ có một ít khoảng trống giữa bìa cứng và phần mở của lọ thuốc.
7. Sau khi đã định vị xong, hãy bôi lớp keo siêu dính vào vị trí mà động cơ servo tiếp xúc với lọ thuốc cũng như một ít muối nở xử lý hỗn hợp theo cách tương tự như trước đó.

Bước 8: Đảm bảo Độ Xoay và Giá đỡ Keo chính xác cho Động cơ Servo

Tại đây, bạn sẽ dán giá đỡ bằng bìa cứng vào mô tơ servo và kiểm tra xem mô tơ servo có được lập trình đúng với mức độ chính xác không

1. Trước tiên, với chương trình được tải lên và các thành phần điện được cắm vào, hãy chạy chương trình và đảm bảo rằng động cơ servo được căn chỉnh chính xác và đặt thành vòng quay chính xác, nếu bạn không thể làm cho nó hoàn hảo và có đủ chỗ để thực hiện việc này mà không cần tạo quá phần bìa cứng bị hở nhiều có thể dẫn đến thức ăn rơi vãi liên tục, hãy cắt bỏ phần bìa cứng vẫn che đi phần mở của lọ thuốc khi nó đang ở vị trí xoay mở.
2. Bây giờ vòng quay chính xác đã được xác định, hãy lưu ý vị trí của bảng mạch thẻ khi ở vị trí 0 độ, lấy giá đỡ bằng bìa cứng ra khỏi mô tơ servo, phủ một chút keo siêu dính vào khu vực giá đỡ gắn vào mô tơ servo và áp dụng nó trở lại động cơ servo ở vị trí đã được ghi nhận trước đó khi ở vị trí 0 độ. Để miếng này khô một lúc để keo có thể đông lại, keo mà tôi đã sử dụng sẽ se lại hoàn toàn sau 24 giờ.

Bước 9: Dán lọ thuốc vào hộp đựng và khoét lỗ trong hộp đựng

Tại đây, bạn sẽ gắn chặt lọ thuốc vào hộp đựng bằng cách sử dụng keo siêu dính, kéo cơ cấu lọ thuốc và dùng dao hoặc vật đâm xuyên khác

1. Xác định vị trí bạn muốn đặt lỗ trên hộp chứa và đặt đáy lọ thuốc lên hộp và dùng bút đánh dấu vẽ một vòng tròn trên đáy hộp. Nó sẽ cần phải được đặt đúng phía trên tâm của đế của chân máy.
2. Cắt lỗ bằng dụng cụ xỏ và dụng cụ cắt.
3. Cắt phần đáy của lọ thuốc bằng dụng cụ xỏ lỗ và dụng cụ cắt.
4. Cắt một miếng bìa cứng có thể vừa khít quanh lỗ và che lỗ
5. Cắt hoàn hảo bảng thẻ sẽ che lỗ
6. Keo, sử dụng baking soda và phương pháp gia nhiệt, bìa cứng xung quanh lỗ để nó sẽ đóng vai trò là đế cho lọ thuốc
7. Duct băng các cạnh của đế
8. Keo, sử dụng phương pháp làm nóng và baking soda, lọ thuốc vào đế các tông và để khô trong một khoảng thời gian thích hợp. Sau khi nó đã khô, hãy dán băng keo quanh thành của lọ thuốc và hộp đựng để hỗ trợ tốt hơn

Bước 10: Gắn các ống nhựa PVC vào đế của chân máy

Ở đây bạn sẽ gắn các ống nhựa pvc vào đế của giá ba chân bằng cách sử dụng bìa cứng, keo siêu dính, dây buộc zip và băng keo

1. Cắt một miếng bìa cứng mà bạn có thể gắn ống nhựa pvc của mình vào đó sẽ đóng vai trò làm cơ sở cho nó. Cắt ra một mảnh khác giống hệt.
2. Dán siêu dính một miếng vào đế và sử dụng phương pháp làm nóng bằng baking soda, sau đó siêu dính miếng kia vào miếng bìa cứng đầu tiên bằng phương pháp tương tự. Bây giờ dán băng keo các góc vào đế.
3. Kết nối ống nhựa pvc như trong ảnh và dán keo chúng vào vị trí bằng cách sử dụng phương pháp làm nóng / muối nở.
4. Tìm hiểu xem ống nhựa pvc cần được bố trí như thế nào để vừa khít bên dưới lọ thuốc để thực phẩm rơi vào ống nhựa pvc. Bây giờ keo siêu dính phần đế từ ống nhựa pvc vào phần đế các tông bằng cách sử dụng phương pháp làm nóng / muối nở. Giữ nó đúng vị trí trong khi làm việc này.
5. Cố định ống nhựa pvc hơn nữa bằng cách sử dụng dây buộc zip và băng keo bằng cách gắn chúng vào đế của giá ba chân.

Trong trường hợp nhựa pvc không được đặt đúng cách sau khi dán siêu:

Sử dụng dây buộc zip và băng keo để thay đổi vị trí của ống nhựa pvc và đặt nó đúng vị trí dưới nắp chai thuốc

Bước 11: Gắn các bát thức ăn vào khay nạp

Trong bước này, bạn sẽ học cách gắn bát thức ăn vào khay nạp bằng keo siêu dính, hoặc keo siêu dính và băng keo

1. Xác định hai chiếc bát bạn muốn sử dụng. Bởi vì giá ba chân có một đế điều chỉnh mà bạn có thể nâng lên và hạ xuống, bạn có thể vừa với chiều cao của bát của bạn.
2. Nếu có thể, hãy khoét các lỗ trên bát và vòng dây buộc qua đó rồi buộc và dán chặt bát ở vị trí sẽ nằm dưới ống nhựa pvc. Nếu không, siêu keo dán bát trực tiếp dưới lỗ mở của ống nhựa pvc nơi thức ăn sẽ chảy ra và vào bát bằng cách sử dụng phương pháp làm nóng / muối nở.

Bước 12: Lập trình mã để phân phối lượng thức ăn bạn muốn phân phối

Phần này giải thích để xác định mô tơ servo nên mở trong bao lâu, điều này sẽ xác định lượng thức ăn chảy vào bát ở mỗi lần cho ăn

1. Tỷ lệ chuyển đổi đối với lọ thuốc có đường kính 1-1 / 3 inch của tôi như sau: cứ mỗi giây, trung bình có khoảng 2 ounce chất lỏng thực phẩm chảy ra khỏi hộp đựng. Dựa trên tỷ lệ này, bạn có thể xác định cách lập trình mã để giải phóng lượng thực phẩm chính xác mà bạn muốn thải ra nếu bạn sử dụng cùng một lọ thuốc có đường kính như tôi.
2. Bạn sẽ cần phải tìm ra tỷ lệ chuyển đổi của riêng mình dựa trên thiết lập của bạn vì nó có thể thay đổi.
3. Ví dụ, bạn muốn cho mèo ăn 4 ounce chất lỏng mỗi lần cho ăn và tốc độ dòng chảy là 2 ounce chất lỏng mỗi giây. Bạn sẽ đặt giá trị thành 2000, tương đương với 2 giây thời gian mà mô tơ servo được quay đến vị trí mở.

Bước 13: Công việc của bạn đã hoàn tất! Phần bổ sung Chứa Thông tin R&D và Đề xuất Nâng cấp

Phần này sẽ chứa thêm thông tin và hình ảnh liên quan đến quá trình xây dựng thiết bị này, cũng như các đề xuất để nâng cấp bản dựng này. Chúng tôi đã bao gồm các bản phác thảo của tòa nhà cũng như ảnh của một cuộc khảo sát mà chúng tôi đã tạo để nghiên cứu thị trường

Đề xuất nâng cấp: Sản phẩm có thể được hưởng lợi từ việc áp dụng công nghệ tiên tiến hơn. Thêm một ứng dụng mà người tiêu dùng có thể sử dụng để lập trình thời gian sẽ rất tiện lợi. Hơn nữa, người ta có thể thêm một máy ảnh, loa và micrô để người dùng có thể kiểm tra vật nuôi và thậm chí nói chuyện với chúng. Việc thêm các vật có trọng lượng vào mỗi chân của giá ba chân sẽ nâng cao độ ổn định của thiết bị để thiết bị không bị đổ. Việc áp dụng lớp vỏ bảo vệ cho Arduino Uno R3 cũng như một số hình thức bảo vệ khác cho dây jumper sẽ mang lại sự cải thiện đáng kể về độ bền.

Thông tin về nghiên cứu thức ăn cho chó: Bát đựng thức ăn của chúng tôi phải được thiết kế để chứa nhiều loại thức ăn khô khác nhau để phù hợp với các vật nuôi khác nhau. Dưới đây là các nhãn hiệu thức ăn cho thú cưng phổ biến nhất. Hương vị của thiên nhiên hoang dã - Dog Purina - Dog Iams - Cat Friskies - Cat Khi thiết kế bát và dụng cụ phân phối, chúng tôi lưu ý rằng thức ăn cho vật nuôi có đủ loại hình dạng và kích cỡ tùy thuộc vào kích thước của vật nuôi. Để bắt đầu, tôi đã tìm thấy các nhãn hiệu thức ăn vật nuôi dành cho chó và mèo được bán nhiều nhất để chúng tôi có thể chắc chắn rằng thiết bị phân phối của chúng tôi có thể đáp ứng các nhãn hiệu phổ biến này.