Bộ phân phối thức ăn cho mèo tự động: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Các dự án Fusion 360 »

Nếu bạn không kiểm soát lượng thức ăn mà mèo ăn, điều này có thể dẫn đến các vấn đề về ăn quá nhiều và thừa cân. Điều này đặc biệt đúng nếu bạn vắng nhà và để lại thức ăn thừa cho mèo tiêu thụ theo lịch trình riêng của chúng. Những lần khác, bạn có thể nhận ra rằng bạn quên cho cô ấy ăn đúng giờ và không thể trở về nhà.

Máy phân phối thức ăn cho mèo tự động Diy có thể vận hành và phân phối một lượng thức ăn khô chính xác bất kỳ lúc nào bạn đặt trước và có thể được điều khiển bằng điện thoại di động của bạn ở mọi nơi trên thế giới.

Dự án này là một dự án học tập hoàn chỉnh từ in 3d đến thiết kế trong fusion360, từ lập trình arduino đến kiến thức cơ bản về iot, thiết kế điện tử trong Eagle đến sản xuất pcb hai mặt.

Các chương chính của hướng dẫn này là

Hội thảo: Phần này không liên quan trực tiếp đến sản xuất thực tế, tuy nhiên có thể truyền cảm hứng cho người đọc với bất động sản nhỏ. Tất cả thiết kế, in 3d, sản xuất pdb, nguyên mẫu, thiết kế điện tử và sản xuất đều được thực hiện trong một xưởng 2x2m.

Nguyên mẫu: Thiết kế hoàn hảo gần như không thể đạt được. Tuy nhiên, mỗi lần lặp lại thiết kế-không thành công đều mang lại những ý tưởng mới, giải quyết các vấn đề và đưa thiết kế lên một tầm cao hơn. Vì vậy, trong khi một bộ hướng dẫn thường không bao gồm các lần thử thất bại, tôi đã đưa chúng vào một cách ngắn gọn vì chúng cho thấy tiến trình và cơ sở lý luận đằng sau thiết kế cuối cùng.

Thiết kế cơ khí: Thiết kế cơ khí và container.

Thiết kế Điện tử: Dự án này dựa trên bo mạch Arduino Mega. Bộ nguồn, bộ đồng hồ, bộ điều khiển động cơ một chiều và bộ phát wifi ESP8266 được lắp ráp trên một bo mạch pcb được thiết kế riêng. Bạn có thể tìm thấy có liên quan có thể hướng dẫn tại đây

Lập trình: Một số lập trình Arduino cơ bản. Một chút lập trình ESP8266. Một máy chủ web nhỏ đã được tạo ra với sự trợ giúp của Arduino và esp8266.

Sản xuất: in 3d tất cả các bộ phận do fusion360 thiết kế và lắp ráp chúng. Hầu hết các bộ phận được in 3d. khác sau đó nhựa có một thanh kim loại và một số vít kim loại. Phần còn lại là thiết bị điện tử và động cơ một chiều.

Bước 1: Hội thảo

Xưởng chứa đầy đủ các dụng cụ cần thiết để sản xuất vi mạch điện tử, sản xuất pcb, in 3d, vẽ mô hình, và một số công việc sản xuất nhỏ khác. Có một máy tính để bàn windows được kết nối với máy in 3d và cũng được sử dụng để tạo nhạc điện tử.

Tất nhiên, nhiều không gian hơn luôn tốt hơn cho một người có sở thích. Tuy nhiên, việc bố trí dày đặc các công cụ và một số thủ thuật thông minh như đặt máy in 3d phía trên màn hình máy tính có thể tạo ra một không gian làm việc thú vị và hiệu quả.

Mặc dù hội thảo có thể không bao giờ là phần trực tiếp của một Chương trình có thể hướng dẫn, nhưng ở đây cần đề cập đến nó như là giai đoạn chính của quy trình.

Bước 2: Nguyên mẫu

Thời lượng của dự án này hoàn toàn bị đánh giá thấp. Nó bắt đầu với ước tính từ ba đến năm tuần. Nó được hoàn thành trong hơn 40 tuần. Vì tôi không thể đầu tư thời gian liên tục cho dự án này nên tôi không thể chắc chắn về thời gian thực sự dành cho dự án, tuy nhiên tôi chắc chắn rằng mọi phần của dự án này đều mất nhiều thời gian hơn mong đợi.

Tôi đã dành một khoảng thời gian đáng kể cho các nguyên mẫu.

Vít Archimedes

Việc tạo mẫu bắt đầu với các vít Archimedes. Đây cũng là dự án Fusion 360 đầu tiên của tôi. Tôi đã tạo và in ít nhất 8 con ốc vít khác nhau trong khi tìm hiểu phần mềm tuyệt vời có tên là Fusion 360. (Fusion 360 là phần mềm miễn phí dành cho những người có sở thích và trong khi bạn có thể tạo ra những thứ khá phức tạp, đường cong học tập không quá dốc) Những cái đầu tiên được cắt từ giữa thành hai. Tôi không thể tìm ra cách để in 3d một miếng vít dọc. Sau khi in hai nửa, tôi dán chúng lại với nhau, đây là một cách tạo vít lưu trữ rất kém hiệu quả và khó khăn. Sau đó, tôi nhận ra rằng nếu tôi thêm "cánh quạt" vào máy in, chất lượng in dọc sẽ cải thiện. Có rất nhiều loại "quạt vịt" khác nhau nên tôi đã phải tìm cách kết hợp tốt nhất bằng cách thử và sai. Cuối cùng, tôi đã hoàn thành vít lưu trữ gần như hoàn hảo được in thành một mảnh.

Hộp chứa thức ăn chăn nuôi

Một thách thức khác là thiết kế hộp chứa thức ăn chăn nuôi. Chất lỏng có thể được chuyển bằng vít mà không gặp bất kỳ vấn đề gì. Tuy nhiên, nguyên liệu rắn như thức ăn khô cho mèo lại là một vấn đề vì kẹt. Tôi đã cố gắng tạo ra một số không gian an toàn để ngăn chặn kẹt và cũng nhận ra rằng việc bổ sung chuyển động lùi cho mọi chuyển động tịnh tiến của trục vít đã giảm kẹt đáng kể. Hình dạng nửa ống của thiết kế cuối cùng và chuyển động lùi được kiểm soát bằng phần mềm đã loại bỏ hoàn toàn nguy cơ bị kẹt.

Cái hộp

Khi bắt đầu dự án, tôi đã in toàn bộ hộp trong máy in. Vì kích thước của máy in nhỏ hơn kích thước của hộp, tôi phải chia nó thành nhiều phần khiến hộp rất yếu và xấu. Sau đó, tôi xem xét một hộp gỗ. Tường của nguyên mẫu thứ hai là gỗ. Một số khó khăn trong sản xuất (tôi không có địa điểm và công cụ thích hợp để cắt và định hình lại gỗ) Tôi quyết định xem xét lại hộp in đầy đủ cho nguyên mẫu thứ ba (hoặc thiết kế cuối cùng). Tôi đã làm cho thiết kế hiệu quả hơn và nhỏ hơn để tôi có thể in nó thành một mảnh. Về mặt lý thuyết, cách tiếp cận này đã hoạt động. Trong thực tế, việc in các vật thể lớn mất quá nhiều thời gian và bất kỳ sự cố nào xảy ra với máy in có thể phá hủy sản phẩm cuối cùng bất kỳ lúc nào ngay cả ở phút thứ 14. giờ in. Trong trường hợp của tôi, tôi đã phải dừng in trước khi nó hoàn thành và phải thiết kế và in đoạn bị thiếu như một phần bổ sung. Đối với nguyên mẫu tiếp theo, tôi đang nghĩ đến việc sử dụng plexi cho các bức tường của hộp.

Arduino

Tôi bắt đầu với Uno. Nó nhỏ hơn và trông đủ cho mục đích của tôi. Tuy nhiên, tôi đã đánh giá thấp sự phức tạp trong phát triển phần mềm. Uno chỉ có một đầu ra nối tiếp và vì tôi đang sử dụng đầu ra đó cho giao tiếp esp8266, tôi không có cổng gỡ lỗi nào để ghi nhật ký các biến đang xem, v.v. và hóa ra là không có gỡ lỗi thời gian thực thì hầu như không thể viết mã ngay cả một dịch vụ web nhỏ. Tôi đã chuyển sang Arduino Mega. (đã thay đổi thiết kế của hộp)

Hiển thị

Trong quá trình phát triển dự án, tôi đã thử hầu hết các loại màn hình trên thị trường bao gồm màn hình oled nhỏ. Mỗi người trong số họ có những lợi thế và bất lợi. Oled đẹp nhưng trông nhỏ và đắt tiền so với thiết kế tổng thể. Màn hình led 7segmet sáng nhưng hiển thị rất ít thông tin. Vì vậy, tôi đã sử dụng màn hình LCD 8x2 cho thiết kế cuối cùng. Các thiết kế trong tương lai có thể không có màn hình hoặc màn hình oled lớn hơn trông đẹp mắt.

nút

Tôi đặt ba nút để điều khiển thiết bị trong nguyên mẫu đầu tiên. Sau đó, tôi quyết định không sử dụng chúng trong các thiết kế sau vì lắp ráp chúng mất thời gian, tôi không thể làm cho chúng đủ cứng cáp và chúng làm tăng thêm độ phức tạp cho khả năng sử dụng của thiết bị.

Nguyên mẫu Điện tử

Tôi đã thực hiện một số nguyên mẫu điện tử. Một số trong số chúng ở trên breadboard, một số trong số chúng ở trên breadboard bằng đồng. Đối với thiết kế cuối cùng, tôi đã tạo một pcb tùy chỉnh bằng cách sử dụng một máy in 3d đã được sửa đổi. (đây là hướng dẫn cho dự án đó)

Bước 3: Thiết kế các bộ phận nhựa

Bạn có thể tìm thấy thiết kế của tất cả các bộ phận 3d trong liên kết ngược này.

Ngoài ra, bạn có thể tiếp cận thiết kế Fusion 360 tại:

Bước 4: In các bộ phận

Tất cả các bộ phận của máy in 3d có thể được tìm thấy tại đây:

Hãy nhận biết. Việc in ấn cần có thời gian. Hộp bên ngoài là phần lớn nhất có thể mất tới 14 giờ để hoàn thành.

Đinh vít của Archimedes là phần đặc biệt mà bạn phải in theo chiều dọc. Bạn có thể cần một máy thổi khí tốt (vịt vui nhộn) để làm nguội màng phim nóng chảy khi nó chảy ra từ vòi phun.

Bước 5: Thiết kế mạch và tạo Pcb

Việc chế tạo PCB cho dự án này được mô tả ở đây.

Các tệp thiết kế mạch EAGLE là

Hầu hết các bộ phận là mô-đun điện tử như:

• Cái đồng hồ,
• điều khiển động cơ dc,
• điều khiển màn hình,
• trưng bày,
• esp8266,
• arduino mega
• chuyển đổi năng lượng

Có nhiều loại khác nhau của những modüles này. Hầu hết chúng đều có đầu vào / đầu ra tương tự nhau nên sẽ dễ dàng thích ứng với thiết kế đại bàng hiện tại. Tuy nhiên, một số sửa đổi có thể cần thiết.

Bước 6: Viết phần mềm

Bạn có thể tìm thấy mã hoàn chỉnh ở đây.

Mã này có thể không hoạt động trên một số định nghĩa bảng Arduino. Tôi đã sử dụng Bo mạch Arduino AVR 1.6.15. Những cái mới hơn không hoạt động (hoặc hoạt động với một số vấn đề nhỏ hoặc lớn)

Tôi cũng đã thêm một số mã mẫu html. Các trang html có thể được sử dụng để kiểm tra khả năng kết nối wifi của thiết bị.

Thiết bị chấp nhận các lệnh url html đơn giản. Ví dụ: để bắt đầu cho ăn, bạn chỉ cần gửi "https://192.168.2.40/?pin=30ST" từ trình duyệt. (IP có thể thay đổi theo cài đặt mạng cục bộ của bạn) Ngoài việc khởi động và dừng thiết bị, bạn có thể đặt thời gian và đặt báo thức bằng cách sử dụng cùng một định dạng với các thông số khác nhau.

Lệnh html này được nhận bởi esp8266 và được phần mềm phân tích cú pháp. Phần mềm hoạt động như một máy chủ web đơn giản. Nó thực hiện các lệnh và trả về 200 nếu nó thành công.

Phương pháp điều khiển này không phải là cách điều khiển thiết bị iot thanh lịch nhất. Tại đây, bạn có thể tìm thấy các cách truyền thông IOT tốt hơn như MQTT. Tôi đang lên kế hoạch sửa đổi phần mềm để đưa vào một giao thức tốt hơn.

Tôi đã sử dụng Microsoft Visual Code làm trình soạn thảo. Tôi bắt đầu với Arduino IDE nhưng đã chuyển sang VSCode. Tôi thực sự khuyên rằng nếu bạn muốn viết mã cho hơn 100 dòng, thậm chí đừng nghĩ đến việc sử dụng Arduino IDE.

Bước 7: Lắp ráp

Video lắp ráp chi tiết và video nguyên mẫu làm việc có tại đây