Samodejni podajalnik hrane za mačke: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Projekti Fusion 360 »

Če ne nadzorujete količine hrane, ki jo zaužije vaša mačka, lahko to povzroči prenajedanje in težave s prekomerno telesno težo. To še posebej velja, če niste doma in pustite mački dodatno hrano, da jo zaužije po svojem urniku. Včasih se morda zavedate, da ste pozabili pravočasno dati hrano in se ne morete vrniti domov.

Samodejni razdeljevalec hrane za mačke Diy lahko upravlja in dovaja natančno količino suhe hrane kadar koli prednastavite in ga lahko upravljate s svojim mobilnim telefonom kjer koli na svetu.

Ta projekt je popoln učni projekt od 3D tiskanja do oblikovanja v fusion360, od programiranja arduino do iotskih osnov, oblikovanja elektronike v orlu do izdelave dvostranskega tiskanega vezja.

Glavna poglavja tega navodila so

Delavnica: Ta del ni neposredno povezan z dejansko produkcijo, vendar lahko bralce navduši z majhnimi nepremičninami. Vse oblikovanje, 3D tiskanje, proizvodnja pdb, prototipi, elektronsko oblikovanje in izdelava potekajo v delavnici 2x2m.

Prototipi: popolne zasnove je skoraj nemogoče doseči. Vendar pa vsaka neuspešna oblikovalska ponovitev prinaša nove ideje, rešuje težave in postavlja oblikovanje na višjo raven. Čeprav nabor navodil običajno ne vključuje neuspelih poskusov, sem jih na kratko vključil, ker kažejo napredek in utemeljitev za končno zasnovo.

Mehanska zasnova: Oblikovanje mehanike in posode.

Oblikovanje elektronike: Ta projekt temelji na plošči Arduino Mega. Napajalna enota, enota ure, enota za krmiljenje enosmernega motorja in enota WiFi ESP8266 so sestavljeni na PCB plošči po meri. Povezane Instructable lahko najdete tukaj

Programiranje: Nekaj osnovnih programov Arduino. Malo programiranja ESP8266. S pomočjo Arduina in esp8266 je bil ustvarjen majhen spletni strežnik.

Proizvodnja: 3D tiskanje vseh oblikovanih delov fusion360 in njihovo sestavljanje. Večina delov je 3D natisnjenih. razen plastike je ena kovinska palica in več kovinskih vijakov. Počitek je elektronika in enosmerni motor.

1. korak: Delavnica

Delavnica vsebuje vsa potrebna orodja za izdelavo elektronskih vezij, izdelavo tiskanih vezij, 3D tiskanje, slikanje modelov in nekatera druga majhna proizvodna dela. Na voljo je namizni računalnik Windows, ki je povezan s 3D tiskalnikom in se uporablja tudi za ustvarjanje elektronske glasbe.

Seveda je več prostora vedno boljše za ljubitelje. Vendar pa lahko gosto namestitev orodij in nekateri pametni triki, kot je postavitev 3D tiskalnika nad računalniške monitorje, ustvarijo uporaben in prijeten delovni prostor.

Čeprav delavnica morda nikoli ne bo neposreden del navodil, je vredno omeniti to kot glavno fazo procesa.

2. korak: Prototipi

Trajanje tega projekta je bilo popolnoma podcenjeno. Začelo se je z oceno treh do petih tednov. Končana je bila v več kot 40 tednih. Ker za ta projekt nisem mogel vlagati stalnega časa, ne morem biti prepričan o dejanskem času, porabljenem za projekt, vendar sem prepričan, da je vsak del tega projekta trajal več, kot je bilo pričakovano.

Kar nekaj časa sem porabil za izdelavo prototipov.

Arhimedov vijak

Prototipiranje se je začelo z Arhimedovimi vijaki. To je bil tudi moj prvi projekt Fusion 360. Med učenjem odlične programske opreme, imenovane Fusion 360, sem naredil in natisnil najmanj 8 različnih vijakov (Fusion 360 je brezplačna programska oprema za ljubitelje in čeprav lahko naredite precej prefinjene stvari, krivulja učenja ni tako strma) Prvi so bili razrezani od sredine do dveh. Nisem našel načina za 3D tiskanje enega navpičnega vijaka. Po tiskanju dveh polovic sem jih zlepil skupaj, kar je zelo neučinkovit in stabilen način arhimedovega vijaka. Potem sem spoznal, da če se tiskalniku dodajo "oboževalne race", se kakovost navpičnega tiska izboljša. Obstaja veliko različnih vrst "navijaških rac", zato sem moral najti najboljšo kombinacijo s poskusi in napakami. Končno sem končal skoraj popoln arhimedov vijak, natisnjen kot en kos.

Posoda za krmo

Drug izziv je bila zasnova posode za krmo. Tekočine lahko brez težav prenašate z vijakom. Vendar pa so bili trdi materiali, kot je suha hrana za mačke, problem zaradi marmelad. Poskusil sem ustvariti nekaj varnostnega prostora za preprečitev zastojev, prav tako pa sem spoznal, da se je pri vsakem premiku vijaka naprej zmanjšal zastoj. Oblika polovice cevi končne zasnove in programsko krmiljeno gibanje nazaj je popolnoma odstranilo tveganje zastojev.

Škatla

Na začetku projekta sem v tiskalniku natisnil celotno škatlo. Ker je bila velikost tiskalnika manjša od velikosti škatle, sem jo morala razdeliti na koščke, zaradi česar je bila škatla zelo šibka in grda. Potem sem pomislil na leseno škatlo. Stene drugega prototipa so bile lesene. Nekatere težave pri proizvodnji (nisem imel ustreznega mesta in orodja za rezanje in preoblikovanje lesa) sem se odločil, da bom za tretji prototip (ali končno zasnovo) ponovno pretehtal popolnoma natisnjeno škatlo. Obliko sem naredil učinkovitejšo in manjšo, da sem jo lahko natisnil kot en kos. Teoretično je bil ta pristop uporabljen. V praksi tiskanje velikih predmetov traja preveč časa in vsaka težava s tiskalnikom lahko kadar koli uniči končni izdelek, tudi pri 14. uro tiskanja. V mojem primeru sem moral prekiniti tiskanje, preden se je končal, in oblikovati in natisniti manjkajoči segment kot dodaten del. Za naslednji prototip razmišljam o uporabi plexija za stene škatle.

Arduino

Začel sem z Uno. Bil je manjši in za moje namene je bil videti dovolj. Vendar sem podcenjeval kompleksnost razvoja programske opreme. Uno ima samo en serijski izhod in ker sem ta izhod uporabljal za komunikacijo esp8266, nisem imel vrat za odpravljanje napak za beleženje spremenljivk za ogled itd. In izkazalo se je, da je brez odpravljanja napak v realnem času skoraj nemogoče kodirati niti majhno spletno storitev. Preklopil sem na Arduino Mega. (ki je spremenil zasnovo škatle)

Zasloni

Med razvojem projekta sem preizkusil skoraj vse vrste zaslonov na trgu, vključno z majhnim olednim zaslonom. Vsak od njih je imel prednosti in slabosti. Oled je bil lep, a videti je bil majhen in drag v primerjavi s celotno zasnovo. Led zasloni 7segmet so bili svetli, vendar so imeli malo informacij. Tako sem za končno zasnovo uporabil LCD zaslon 8x2. Prihodnji modeli morda ne vsebujejo nobenega zaslona ali večjega oledastega zaslona, ki izgleda lepo.

Gumbi

V prve prototipe sem dal tri gumbe za upravljanje naprave. Nato sem se odločil, da jih ne bom uporabljal v naslednjih oblikah, ker njihovo sestavljanje traja nekaj časa, nisem jih mogel narediti dovolj trdnih in so dodali dodatno zapletenost uporabnosti naprave.

Prototipi elektronike

Naredil sem več prototipov elektronike. Nekateri so bili na mizo, nekateri na bakreni. Za končno zasnovo sem s prilagojenim 3D tiskalnikom izdelal tiskani vez po meri. (tukaj so navodila za ta projekt)

3. korak: Oblikujte plastične dele

Oblikovanje vseh 3d delov najdete na tej povezavi.

Oblikovanje Fusion 360 lahko najdete tudi na:

4. korak: Natisnite dele

Vse dele 3D tiskalnika najdete tukaj:

Zavedaj se. Tiskanje traja nekaj časa. Zunanja škatla, ki je največji del, lahko traja do 14 ur.

Arhimedov vijak je poseben del, ki ga morate natisniti navpično. Morda boste potrebovali dobro puhalo (zabavna raca), da ohladite stopljeni film, ko teče iz šobe.

5. korak: Oblikujte vezje in naredite tiskano vezje

Izdelava PCB za ta projekt je opisana tukaj.

Datoteke za oblikovanje vezja EAGLE so

Večina delov je elektronskih modulov, kot so:

• Ura,
• krmiljenje enosmernega motorja,
• nadzor zaslona,
• prikaz,
• esp8266,
• arduino mega
• pretvornik moči

Obstaja veliko različnih vrst teh modulov. Večina jih ima podobne vhode/izhode, zato bo enostavno prilagoditi trenutno zasnovo orla. Vendar pa bodo morda potrebne nekatere spremembe.

6. korak: Napišite programsko opremo

Celotno kodo najdete tukaj.

Ta koda morda ne bo delovala pri nekaterih definicijah plošč Arduino. Uporabil sem Arduino AVR plošče 1.6.15. Novejši niso delovali (ali so delali z manjšimi ali večjimi težavami)

Dodal sem tudi nekaj vzorčne kode html. Html strani se lahko uporabljajo za preizkušanje zmogljivosti povezave wifi naprave.

Naprava sprejema preproste ukaze html url. Na primer: za začetek hranjenja lahko preprosto pošljete "https://192.168.2.40/?pin=30ST" iz brskalnika. (IP se lahko spremeni glede na nastavitve vašega lokalnega omrežja.) Poleg zagona in zaustavitve naprave lahko nastavite čas in nastavite alarm v istem formatu z različnimi parametri.

Ta ukaz html prejme esp8266 in ga razčleni programska oprema. Programska oprema deluje kot preprost spletni strežnik. Izvede ukaze in vrne 200, če je uspešen.

Ta način nadzora ni najbolj eleganten način upravljanja iot naprav. Tu najdete boljše načine komunikacije IOT, kot je MQTT. Načrtujem revizijo programske opreme, ki bo vključevala boljši protokol.

Kot urejevalnik sem uporabil Microsoft Visual Code. Začel sem z Arduino IDE, vendar sem prešel na VSCode. Močno svetujem, da če želite pisati kodo za več kot 100 vrstic, sploh ne razmišljajte o uporabi Arduino IDE.

7. korak: Sestavite

Podroben montažni video in delovni prototipni video je tukaj