Thiết kế đồng cảm: Bộ nạp chuột tự động Arduino: 18 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Có thể hướng dẫn này đóng vai trò là một hướng dẫn toàn diện để tạo ra một thiết bị cho ăn tự động cho chuột hoặc vật nuôi có kích thước tương tự. Nguồn cảm hứng cho dự án này đến từ con chuột của chị tôi, nó cần được cho ăn đúng 4 viên thức ăn mỗi ngày. Với hoàn cảnh hiện tại (COVID-19), chị tôi không thể cho chuột ăn hàng ngày. Hệ thống mà tôi đã thiết kế sử dụng Arduino Nano, một servo "vi mô" và một vỏ máy in 3d tùy chỉnh. Sử dụng thanh đẩy, máy sẽ phân phối 4 viên thức ăn mỗi 24 giờ một cách nhất quán và không hỏng hóc. Hệ thống có thể chạy bằng ổ cắm trên tường 5 volt, hoặc được cung cấp năng lượng bởi một bộ pin lithium-ion nhỏ - theo cả hai cách, nó sẽ tiêu thụ một lượng điện năng tối thiểu.

Quân nhu

Vật liệu:

3x 6”chiều dài 22 AWG Dây điện (Dây Breadboarding)

1x Micro Servo

1x Arduino Nano (hoặc Metro Mini)

1x Cuộn của bất kỳ Sợi máy in 3D không linh hoạt nào (PLA, PETG, ABS, PEK, NYLON hoặc bất kỳ loại nhựa nào nếu bạn chọn sử dụng máy in SLA)

Ống co nhiệt 1x 20mm

Ống co nhiệt 3x 1mm

1x Cánh tay Micro Servo (Thường đi kèm với Micro Servo)

1x cuộn hàn có chất lỏng

Trang thiết bị:

Máy in 3D (FDM hoặc SLA)

Máy cắt dòng chảy chéo

Kìm mũi kim

Bật lửa hoặc Súng thổi hơi nóng

Sắt hàn

Bước 1: Nghiên cứu sự đồng cảm

Thấu cảm là gì?

Đồng cảm được mô tả là khả năng hiểu và chia sẻ cảm xúc của người khác. Mặc dù điều này có thể thấy đơn giản, nhưng thực tế có ba loại cảm thông khác nhau: Nhận thức, Cảm xúc và Từ bi. Sự đồng cảm về nhận thức chỉ yêu cầu một người hiểu được cảm giác của một người và biết họ đang nghĩ gì. Sự đồng cảm nhận thức không cần kết nối cảm xúc, nhưng vẫn vô cùng hữu ích trong cuộc sống hàng ngày. Đồng cảm cảm xúc liên quan đến việc nội tâm hóa cảm xúc của người khác, bạn phải cảm nhận được cảm xúc của người đó để trải nghiệm cảm xúc. Điều này không thể thiếu trong các mối quan hệ thân thiết và những công việc đòi hỏi các cá nhân phải đưa ra quyết định về cuộc sống của người khác. Thật không may, sự đồng cảm về cảm xúc đôi khi có thể quá sức. Cuối cùng, tồn tại sự đồng cảm từ bi, về cơ bản kết hợp hai hình thức đồng cảm đầu tiên. Nó cân bằng giữa việc cân nhắc kỹ lưỡng, cùng với cảm xúc được kết nối và quan trọng nhất là hành động. Sự đồng cảm trọn vẹn với lòng trắc ẩn là mong muốn hành động dựa trên cảm xúc của một người và giúp đỡ những người đang gặp khó khăn.

Tại sao việc đồng cảm với một khách hàng cụ thể lại quan trọng?

Trong một thiết kế tốt, sự đồng cảm là rất quan trọng, cho dù đó là nhận thức, tình cảm hay lòng trắc ẩn. Ít nhất, bất kỳ nhà thiết kế nào cũng phải nỗ lực hết sức để hiểu được nhu cầu và mong muốn của khách hàng. Đây là lý do tại sao chúng ta thấy hầu hết các nhà thiết kế chọn sự đồng cảm về nhận thức khi giải quyết một dự án. Rõ ràng, sự đồng cảm về cảm xúc không phù hợp từ quan điểm thiết kế và rất có thể sẽ bị coi là thiếu chuyên nghiệp. Tuy nhiên, khi một nhà thiết kế có thể đồng cảm với khách hàng một cách từ bi, họ đã đạt được mức độ giao tiếp có lợi cho việc tạo ra một sản phẩm đáng kinh ngạc. Vì vậy, khi tôi thiết kế cho khách hàng, tôi cố gắng không chỉ hiểu cảm xúc và quan điểm của họ, mà còn cảm nhận được cảm giác của họ, để đáp ứng các tiêu chuẩn của họ trong khả năng tốt nhất của tôi.

Sự đồng cảm này đã khiến tôi đặc biệt tạo ra dự án này như thế nào

Máy cho chuột này được thiết kế cho em gái tôi. Gần đây cô đã trở thành chủ sở hữu của một con chuột dumbo (dumbo vì đôi tai lớn chứ không phải trí tuệ của nó), và đã trải qua những thăng trầm khi sở hữu một loài gặm nhấm có bộ lông lớn. Con chuột nhút nhát, và vẫn vậy, lần đầu tiên cô nhặt nó lên, nó đã dùng răng và cắn vào ngón tay cô - cô ấy đã khóc suốt một tiếng sau đó. Phải mất một hoặc hai tuần cô ấy mới có đủ can đảm để đưa tay trở lại chiếc lồng đó, nhưng cuối cùng cô ấy đã làm được. Tôi thấy thái độ của cô ấy thay đổi từ khinh thường sang quan tâm, cô ấy cho chuột ăn hàng ngày, giặt giũ hàng tuần và thậm chí xây cho nó một cái lồng mới để nó có thể chạy xung quanh. Tôi hiểu cảm giác của cô ấy lúc đó và cảm giác của cô ấy bây giờ, không chỉ vì tôi là anh trai của cô ấy, mà vì tôi cũng chăm sóc cho một loài gặm nhấm nhỏ. Tôi đã sợ nó cắn tôi, tôi cũng để nó ngồi trên vai tôi khi tôi đi quanh phòng của mình, dòng cảm xúc luôn thay đổi là điều tôi đã trải qua lần đầu. Thật không may, do COVID-19 và một số lý do khác, chúng tôi đang sống xa một ngôi nhà bình thường trong thành phố. Em gái tôi vẫn phải cho chuột ăn hàng ngày, và vì thế bị mắc kẹt ở đây vô định. Trong khi phần còn lại của gia đình tôi, bao gồm cả tôi, được tự do đi du lịch khi họ muốn, thì em gái tôi phải ở lại để chăm sóc cho con chuột của mình. Vì vậy, bằng cách tạo ra một khay nạp chuột tự động, cô ấy có thể tự do đi bất cứ nơi nào cô ấy muốn bao lâu cô ấy muốn. Và cô ấy xứng đáng với điều đó.

Bước 2: Thiết kế

Tôi đã thiết kế tất cả các thành phần cho dự án này bằng Autodesk Inventor.

Bước 3: Tải xuống tất cả các tệp in 3D

Truy cập liên kết này: https://www.thingiverse.com/thing:4354393 và tải xuống 5 tệp có sẵn.

Bước 4: In Vỏ Piston

Cài đặt in cho mỗi thành phần hơi khác nhau. Đây là các cài đặt in cho "Vỏ Piston"

Nhiệt độ và cài đặt tối ưu khác nhau tùy theo máy in nhưng dưới đây là một số hướng dẫn về chất liệu nạp và hỗ trợ.

Chất liệu: PLA hoặc PETG

Đổ đầy: 10%

Chu vi / Tường: 2

Vật liệu hỗ trợ: Có

Tốc độ / Độ chính xác: Nhanh

Bước 5: In Phần mở rộng Cánh tay Servo

Cài đặt in cho mỗi thành phần hơi khác nhau. Đây là các cài đặt in cho "Phần mở rộng cánh tay Servo"

Nhiệt độ và cài đặt tối ưu khác nhau tùy theo máy in nhưng đây là một số hướng dẫn về chất liệu nạp và vật liệu hỗ trợ.

Chất liệu: PLA hoặc PETG

Đổ đầy: 10%

Chu vi / Tường: 2

Vật liệu hỗ trợ: Không

Tốc độ / Độ chính xác: Tiêu chuẩn

Bước 6: In đầu piston

Cài đặt in cho mỗi thành phần hơi khác nhau. Đây là các cài đặt in cho "Đầu piston"

Nhiệt độ và cài đặt tối ưu khác nhau tùy theo máy in nhưng dưới đây là một số hướng dẫn về chất liệu nạp và hỗ trợ.

Chất liệu: PLA hoặc PETG

Đổ đầy: 10%

Chu vi / Tường: 2

Vật liệu hỗ trợ: Không

Tốc độ / Độ chính xác: Tiêu chuẩn

Bước 7: In Cánh tay Piston

Cài đặt in cho mỗi thành phần hơi khác nhau. Đây là các cài đặt in cho "Cánh tay piston"

Nhiệt độ và cài đặt tối ưu khác nhau tùy theo máy in nhưng dưới đây là một số hướng dẫn về chất liệu nạp và hỗ trợ.

Chất liệu: PLA hoặc PETG

Đổ đầy: 10%

Chu vi / Tường: 2

Vật liệu hỗ trợ: Có

Tốc độ / Độ chính xác: Tiêu chuẩn

Bước 8: In phễu

Cài đặt in cho mỗi thành phần hơi khác nhau. Đây là các cài đặt in cho "Phễu"

Nhiệt độ và cài đặt tối ưu khác nhau tùy theo máy in nhưng dưới đây là một số hướng dẫn về chất liệu nạp và hỗ trợ.

Chất liệu: PLA hoặc PETG

Đổ đầy: 5%

Chu vi / Tường: 1

Vật liệu hỗ trợ: Không

Tốc độ / Độ chính xác: Nhanh

Bước 9: Chuẩn bị các thành phần

Xóa tài liệu hỗ trợ:

Vỏ piston được in bằng vật liệu hỗ trợ, cần loại bỏ phần này bằng kìm mũi kim.

Tay piston có thể dễ dàng tháo rời khỏi vật liệu hỗ trợ của nó mà không cần sử dụng công cụ.

Tùy chọn: Đánh cát nhẹ tất cả các bộ phận.

Bước 10: Kết nối đầu piston và cánh tay piston

Căn chỉnh mặt hình chữ "T" của tay piston với rãnh trên đầu piston

Nhấn mạnh tay piston xuống cho đến khi nó nằm trong hốc tròn

Bước 11: Gắn Servo

Lắp động cơ servo vào rãnh thích hợp với trục được định vị về phía trên cùng của vỏ piston.

Sử dụng các vít đi kèm để cố định động cơ servo vào đúng vị trí. Không siết quá chặt các vít vì PLA giòn và dễ bị nứt.

Bước 12: Gắn Cánh tay Servo và Bộ điều hợp Cánh tay Servo

Chèn cánh tay servo nhỏ bằng nhựa đi kèm với động cơ servo vào hốc trên bộ chuyển đổi cánh tay servo.

Đảm bảo rằng cánh tay servo nằm ngang với bộ chuyển đổi cánh tay servo và nếu không, hãy lật cánh tay servo và nó phải vừa khít.

Nhấn chặt tay servo và bộ chuyển đổi servo vào trục đầu ra của động cơ servo.

Sử dụng vít nhỏ nhất đi kèm với động cơ servo để cố định cả hai miếng vào vị trí.

Nếu nó được cài đặt đúng cách, sẽ có rất ít hoặc không có "phát" dọc (lung lay)

Bước 13: Lắp ráp (Linh kiện cơ khí)

Lắp đầu piston vào vỏ piston, đảm bảo rằng phần cuối của piston bằng phẳng với phần cuối của vỏ piston.

Căn chỉnh các lỗ trên tay đòn servo và tay piston. Servo có thể được di chuyển mà không làm hỏng nó, vì vậy hãy thoải mái làm như vậy nếu cần.

Chèn bu lông M3 dài một inch qua cả tay servo và tay piston, sử dụng 2 đai ốc để cố định nó ở phía đối diện.

Không quan trọng bu lông được lắp theo cách nào.

Bước 14: Kết nối Servo với Arduino

SOLDERING LÀ TÙY CHỌN, Vui lòng chuyển sang bước tiếp theo nếu bạn không muốn / không thể hàn.

Chuẩn bị dây:

Cắt dây trên động cơ servo để còn lại 3 inch.

Tách các dây, nhưng chỉ cho 1 inch đầu tiên.

Tách 1/2 lớp cách điện khỏi mỗi dây.

Hàn:

Mỏ hàn thiếc và hàn dây màu nâu vào GND (Ground), dây màu đỏ vào 5V và màu vàng vào chân số 9

Thực hiện theo sơ đồ trên!

Bước 15: Gắn Arduino

Sử dụng thêm 2 vít servo nhỏ để cố định Arduino Nano vào phía sau của vỏ bộ phân phối.

Đính kèm phễu nạp liệu

Bước 16: Kết nối và Flash mã với Arduino

Sao chép mã bên dưới và tải nó lên Arduino thông qua Arduino CC:

#bao gồm

Servo myservo; // tạo đối tượng servo để điều khiển một servo // 12 đối tượng servo có thể được tạo trên hầu hết các bảng

int pos = 0; // biến để lưu vị trí servo

void setup () {myservo.attach (9); // gắn servo trên chân 9 vào đối tượng servo}

void loop () {for (pos = 0; pos = 0; pos - = 1) {// đi từ 45 độ xuống 0 độ myservo.write (pos); // yêu cầu servo chuyển đến vị trí trong biến 'pos' delay (15); // đợi 15ms để servo đến vị trí}}

Bước 17: Gắn vào lồng

Sử dụng dây buộc zip, cố định mặt của máng ăn chuột vào lồng vật nuôi của bạn!

Hãy đảm bảo việc mở của bộ phân phối không bị cản trở bởi các dây dẫn của lồng.

Piston sẽ quay vòng 4 lần sau mỗi 24 giờ, bộ đếm thời gian bắt đầu sau khi Arduino nhận được điện.

Bộ nạp chỉ yêu cầu 5v, vì vậy nó có thể chạy khỏi bất kỳ ổ cắm tường nào thông qua Micro USB hoặc bộ pin bên ngoài.

Bước 18: Suy nghĩ về việc chăm sóc thú cưng

Toàn bộ mục đích của sản phẩm này là mang đến cho thú cưng của người thân yêu của bạn, hoặc có thể là thú cưng của chính bạn, sự quan tâm và chăm sóc mà nó xứng đáng được hưởng. Nó thực hiện công việc mà một người chăm sóc thường cho phép họ dành một khoảng thời gian ngắn để không phải lo lắng về thú cưng của họ.

Được giải phóng là được tự do, và tự do đi kèm với trách nhiệm.

Tôi muốn làm rõ điều này một cách hoàn toàn rõ ràng: sản phẩm này KHÔNG PHẢI LÀ GIẢI PHÁP VĨNH VIỄN ĐỂ CHĂM SÓC VẬT NUÔI. Vì tôi đã mở rộng sự đồng cảm với em gái của mình khi tôi tạo ra sản phẩm này cho cô ấy, tôi yêu cầu bạn vui lòng mở rộng sự đồng cảm đối với vật nuôi của bạn; chỉ vì bạn có thể, đừng để chúng nhiều ngày liên tục, hãy chơi với chúng thường xuyên, đảm bảo rằng môi trường của chúng sạch sẽ và an toàn.

Cảm ơn bạn, Kanoa.