Автоматичен дозатор за хранене на котки: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Проекти на Fusion 360 »

Ако не контролирате количеството храна, което котката ви яде, това може да доведе до преяждане и проблеми с наднорменото тегло. Това е особено вярно, ако сте далеч от дома и оставяте допълнителна храна, за да може котката да я консумира по свой собствен график. Друг път може да осъзнаете, че сте забравили да я поставите навреме и е невъзможно да се върнете у дома.

Автоматичният дозатор за котешка храна може да работи и да разпределя точно количество суха храна по всяко време, което предварително зададете, и може да се контролира с мобилния ви телефон навсякъде по света.

Този проект е цялостен учебен проект от 3D печат до дизайн във fusion360, от програмиране на arduino до основи на iot, дизайн на електроника в орел за производство на двустранни печатни платки.

Основните глави на тази инструкция са

Работилница: Тази част не е пряко свързана с действителното производство, но може да вдъхнови читателите с малки недвижими имоти. Целият дизайн, 3D печат, производство на pdb, прототипи, електронен дизайн и производство се извършват в работилница 2x2m.

Прототипи: Перфектен дизайн е почти невъзможно да се постигне. Въпреки това, всяка неуспешна дизайнерска итерация носи нови идеи, решава проблеми и извежда дизайна на по -високо ниво. Така че, докато набор от инструкции обикновено не включва неуспешни опити, аз ги включих накратко, защото те показват напредъка и обосновката зад крайния дизайн.

Механичен дизайн: Проектиране на механика и контейнер.

Дизайн на електрониката: Този проект е базиран на Arduino Mega борда. Захранващ блок, часовник, блок за управление на мотор с постоянен ток и wifi модул ESP8266 са сглобени на персонално проектирана платка за печатни платки. Можете да намерите свързани Instructable тук

Програмиране: Някои основни програми за Arduino. Малко програмиране на ESP8266. Създаден е малък уеб сървър с помощта на Arduino и esp8266.

Производство: 3D печат на всички части, проектирани от fusion360, и тяхното сглобяване. Повечето части са 3D отпечатани. освен пластмаса има един метален прът и няколко метални винта. Останалата част е електроника и постоянен двигател.

Стъпка 1: Работилница

Работилницата съдържа всички необходими инструменти за производство на електронни схеми, производство на печатни платки, 3D печат, рисуване на модели и някои други малки производствени работи. Има настолен компютър с Windows, който е свързан с 3D принтер и също се използва за електронно създаване на музика.

Разбира се, повече място винаги е по -добре за любител. Плътното поставяне на инструменти и някои хитри трикове като поставяне на 3D принтер над мониторите на компютъра могат да създадат работещо и приятно работно пространство.

Въпреки че работилницата може никога да не е пряка част от инструктаж, заслужава да се спомене за това тук като основен етап от процеса.

Стъпка 2: Прототипи

Продължителността на този проект беше напълно подценена. Тя започна с оценка от три до пет седмици. Тя беше завършена за повече от 40 седмици. Тъй като не можех да инвестирам непрекъснато време за този проект, не мога да съм сигурен за действителното време, прекарано по проекта, но съм сигурен, че всяка част от този проект отне повече от очакваното.

Прекарах значително време в прототипи.

Винт Архимед

Прототипирането започна с винтове на Архимед. Това беше и първият ми проект на Fusion 360. Направих и отпечатах поне 8 различни винта, докато изучавах страхотния софтуер, наречен Fusion 360. (Fusion 360 е безплатен софтуер за любители и въпреки че можете да направите доста сложни неща, кривата на обучение не е толкова стръмна) Първите бяха отрязани от средата на две. Не можах да намеря начин за 3D отпечатване на един вертикален винт. След като отпечатах две половини, ги залепих, което е много неефективен и неустойчив начин да се направи винт на Архимед. След това осъзнах, че ако добавя "фенски патици" към принтера, вертикалното качество на печат се подобрява. Има много различни видове "фенски патици", така че трябваше да намеря най -добрата комбинация чрез опит и грешка. И накрая, получих почти перфектен винт Архимед, отпечатан като едно цяло.

Контейнер за фуражи

Друго предизвикателство беше дизайнът на контейнера за фуражи. Течностите могат да се прехвърлят чрез винта без проблем. Въпреки това, твърди материали като суха храна за котки бяха проблем поради задръствания. Опитах се да създам малко пространство за безопасност, за да предотвратя задръствания, а също така осъзнах, че добавянето на движение назад при всяко движение на винта напред намалява значително задръстванията. Формата на половин тръба с окончателен дизайн и софтуерно контролирано движение назад напълно премахна риска от всякакво засядане.

Кутията

В началото на проекта отпечатах цялата кутия в принтера. Тъй като размерът на принтера беше по -малък от размера на кутията, трябваше да го разделя на парчета, което направи кутията много слаба и грозна. Тогава помислих за дървена кутия. Стените на втория прототип бяха дървени. Някои производствени трудности (нямах подходящо място и инструменти за рязане и оформяне на дървесина) реших да преразгледам напълно отпечатаната кутия за третия прототип (или окончателен дизайн). Направих дизайна по -ефективен и по -малък, за да мога да го отпечатам като едно цяло. Теоретично този подход е работил. На практика отпечатването на големи обекти отнема твърде много време и всеки проблем с принтера може да унищожи крайния продукт по всяко време дори на 14 -ти. час на печат. В моя случай трябваше да спра печата, преди да приключи и трябваше да проектирам и отпечатам липсващия сегмент като допълнителна част. За следващия прототип мисля да използвам плекси за стените на кутията.

Arduino

Започнах с Uno. Беше по -малък и изглеждаше достатъчно за моите цели. Подцених обаче сложността на разработката на софтуер. Uno има само един сериен изход и тъй като използвах този изход за комуникации на esp8266, нямах порт за отстраняване на грешки за регистриране на променливи за проследяване и т.н. и се оказа, че без отстраняване на грешки в реално време е почти невъзможно да се кодира дори малка уеб услуга. Преминах към Arduino Mega. (което промени дизайна на кутията)

Дисплеи

По време на разработването на проекта опитах почти всички видове дисплеи на пазара, включително малък олеен дисплей. Всеки от тях имаше предимства и недостатъци. Oled беше хубав, но изглеждаше малък и беше скъп в сравнение с цялостния дизайн. 7segmet светодиодни дисплеи бяха ярки, но малко представиха малко информация. И така, използвах 8x2 LCD дисплей за крайния дизайн. Бъдещите дизайни може да не съдържат дисплей или по -голям олеен дисплей, който изглежда добре.

Бутони

Поставих три бутона за управление на устройството в първите прототипи. След това реших да не ги използвам в следните дизайни, защото сглобяването им отнема време, не успях да ги направя достатъчно здрави и добавяха допълнителна сложност към използваемостта на устройството.

Прототипи на електрониката

Направих няколко прототипа на електроника. Някои от тях бяха на дъската, някои на медна дъска. За окончателния дизайн направих персонализирана печатна платка, използвайки модифициран 3d принтер. (ето инструкциите за този проект)

Стъпка 3: Проектирайте пластмасовите части

Можете да намерите дизайна на всички 3d части в тази обратна връзка.

Също така можете да стигнете до дизайна на Fusion 360 на адрес:

Стъпка 4: Отпечатайте частите

Всички части за 3D принтер могат да бъдат намерени тук:

Бъдете наясно. Отпечатването отнема време. Външната кутия, която е най -голямата част, може да отнеме до 14 часа за завършване.

Винтът на Архимед е специалната част, която трябва да отпечатате вертикално. Може да се нуждаете от добър вентилатор (забавна патица), за да охладите разтопения филм, докато изтича от дюзата.

Стъпка 5: Проектирайте верига и направете печатна платка

Изработката на печатни платки за този проект е описана тук.

Файловете за проектиране на веригата EAGLE са

Повечето части са електронни модули като:

• Часовник,
• управление на постоянен двигател,
• управление на дисплея,
• дисплей,
• esp8266,
• arduino мега
• преобразувател на мощност

Има много различни разновидности на тези модули. Повечето от тях имат сходни входове/изходи, така че ще бъде лесно да се адаптира текущият дизайн на орел. Възможно е обаче да са необходими някои модификации.

Стъпка 6: Напишете софтуер

Пълният код можете да намерите тук.

Този код може да не работи с някои дефиниции на дъската на Arduino. Използвах Arduino AVR платки 1.6.15. По -новите не работиха (или работеха с някои малки или големи проблеми)

Добавих и примерен html код. Html страниците могат да се използват за тестване на възможностите за wifi връзка на устройството.

Устройството приема прости html url команди. Например: за да започнете хранене, можете просто да изпратите „https://192.168.2.40/?pin=30ST“от браузъра. (IP може да се промени в зависимост от настройките на вашата локална мрежа) В допълнение към стартирането и спирането на устройството, можете да зададете време и да зададете аларма, използвайки същия формат с различни параметри.

Тази html команда се получава от esp8266 и се анализира от софтуера. Софтуерът действа като прост уеб сървър. Той изпълнява команди и връща 200, ако е успешен.

Този метод на управление не е най -елегантният начин за управление на iot устройства. Тук можете да намерите по -добри начини за IOT комуникации като MQTT. Планирам да преразгледам софтуера, за да включа по -добър протокол.

Използвах Microsoft Visual Code като редактор. Започнах с Arduino IDE, но преминах към VSCode. Силно съветвам, че ако искате да пишете код за повече от 100 реда, дори не мислете да използвате Arduino IDE.

Стъпка 7: Сглобете

Подробно видео за сглобяване и работно видео прототип е тук