Automaattinen kissan syöttölaite: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Fusion 360 -projektit »

Jos et hallitse kissasi syötävää ruokaa, tämä voi johtaa ylensyöntiin ja ylipainoon. Tämä pätee erityisesti, jos olet poissa kotoa ja jätät kissallesi ylimääräistä ruokaa kulutettavaksi oman aikataulunsa mukaisesti. Muina aikoina saatat huomata, että unohdat laittaa hänen ruokansa ajoissa ja mahdotonta palata kotiin.

Diy -automaattinen kissanruoka -annostelija voi käyttää ja annostella täsmällisen määrän kuivaruokaa milloin tahansa esiasetettuna, ja sitä voidaan ohjata matkapuhelimellasi kaikkialla maailmassa.

Tämä projekti on täydellinen oppimisprojekti 3D -tulostuksesta fusion360 -suunnitteluun, arduino -ohjelmoinnista iot -perusteisiin, kotkan elektroniikan suunnittelu kaksipuoliseen piirilevytuotantoon.

Tämän ohjeen pääluvut ovat

Työpaja: Tämä osa ei liity suoraan todelliseen tuotantoon, mutta voi innostaa lukijoita pienillä kiinteistöillä. Kaikki suunnittelu, 3D -tulostus, pdb -tuotanto, prototyypit, elektroninen suunnittelu ja valmistus tehdään 2x2 metrin työpajassa.

Prototyypit: Täydellistä suunnittelua on lähes mahdotonta saavuttaa. Jokainen epäonnistunut suunnittelun iterointi tuo kuitenkin uusia ideoita, ratkaisee ongelmia ja nostaa suunnittelun korkeammalle tasolle. Joten vaikka ohjejoukko ei tyypillisesti sisällä epäonnistuneita yrityksiä, lisäsin ne lyhyesti, koska ne osoittavat edistymisen ja perustelut lopullisen suunnittelun takana.

Mekaaninen suunnittelu: Mekaniikan ja kontin suunnittelu.

Elektroniikan suunnittelu: Tämä projekti perustuu Arduino Mega -levyyn. Virtayksikkö, kelloyksikkö, tasavirtamoottorin ohjausyksikkö ja ESP8266 -wifi -yksikkö on koottu räätälöityyn piirilevyyn. Löydät aiheeseen liittyvän Instructable -ohjelman täältä

Ohjelmointi: Jotkut perus Arduino -ohjelmoinnit. Hieman ESP8266 ohjelmointia. Pieni verkkopalvelin on luotu Arduinon ja esp8266: n avulla.

Tuotanto: 3D -tulostus kaikille fusion360 -suunnitelluille osille ja niiden kokoaminen. Suurin osa osista on 3D -tulostettuja. muussa kuin muovissa on yksi metallitanko ja useita metalliruuveja. Loput ovat elektroniikkaa ja tasavirtamoottoria.

Vaihe 1: Työpaja

Työpaja sisältää kaikki tarvittavat työkalut elektronisten piirien tuottamiseen, piirilevyjen valmistukseen, 3D -tulostamiseen, mallien maalaamiseen ja muihin pieniin tuotantotöihin. Siellä on Windows -pöytätietokone, joka on liitetty 3D -tulostimeen ja jota käytetään myös elektronisen musiikin tekemiseen.

Tietysti enemmän tilaa on aina parempi harrastajalle. Työkalujen tiheä sijoittaminen ja muutamat fiksut temput, kuten 3D -tulostimen asettaminen tietokoneen näyttöjen yläpuolelle, voivat kuitenkin luoda toimivan ja nautittavan työtilan.

Vaikka työpaja ei ehkä koskaan ole Instructable -ohjelman suora osa, siitä kannattaa mainita tässä prosessin päävaiheena.

Vaihe 2: Prototyypit

Tämän hankkeen kesto aliarvioitiin täysin. Se alkoi arviolta kolmesta viiteen viikkoon. Se valmistui yli 40 viikossa. Koska en voinut sijoittaa jatkuvaa aikaa tähän projektiin, en voi olla varma todellisesta hankkeeseen käytetystä ajasta, mutta olen varma, että jokainen tämän projektin osa kesti odotettua enemmän.

Olen käyttänyt paljon aikaa prototyyppeihin.

Archimedes -ruuvi

Prototyyppien luominen alkoi Archimedes -ruuveilla. Tämä oli myös ensimmäinen Fusion 360 -projektini. Tein ja tulostin vähintään 8 eri ruuvia samalla kun opin suurta ohjelmistoa nimeltä Fusion 360. (Fusion 360 on ilmainen ohjelmisto harrastajille ja vaikka voit tehdä melko hienostuneita asioita, oppimiskäyrä ei ole niin jyrkkä) Ensimmäiset leikattiin keskeltä kahteen. En löytänyt tapaa tulostaa kolmiulotteista ruuvia. Kun olen tulostanut kaksi puolta, liimasin ne yhteen, mikä on erittäin tehoton ja varma tapa tehdä Archimedes -ruuvi. Sitten tajusin, että jos lisään tulostimeen "tuuletinparkoja", pystysuora tulostuslaatu paranee. On olemassa monia erilaisia "fan -ankkoja", joten minun piti löytää paras yhdistelmä kokeilemalla. Lopulta päädyin melkein täydelliseen yksiosaisena painettuun Archimedes -ruuviin.

Syöttösäiliö

Toinen haaste oli syöttösäiliön suunnittelu. Ruuvit voivat siirtää nesteitä ilman ongelmia. Kiinteät materiaalit, kuten kissan kuivaruoka, olivat kuitenkin ongelma hillojen takia. Yritin luoda jonkin verran turvatilaa tukosten estämiseksi ja huomasin myös, että taaksepäin suuntautuvan liikkeen lisääminen ruuvin jokaiselle eteenpäinliikkeelle vähensi tukoksia merkittävästi. Lopullisen rakenteen puoliputken muoto ja ohjelmiston ohjaama taaksepäin suuntautuva liike poistivat kokonaan mahdollisen tukoksen.

Laatikko

Projektin alussa tulostin koko laatikon tulostimeen. Koska tulostimen koko oli pienempi kuin laatikon koko, jouduin jakamaan sen palasiksi, mikä teki laatikosta erittäin heikon ja ruman. Sitten mietin puulaatikkoa. Toisen prototyypin seinät olivat puuta. Joitakin tuotanto -ongelmia (minulla ei ollut oikeaa paikkaa ja työkaluja puun leikkaamiseen ja muotoiluun) päätin harkita uudelleen täysin painettua laatikkoa kolmannen prototyypin (tai lopullisen suunnittelun) osalta. Tein suunnittelusta tehokkaamman ja pienemmän, jotta voisin tulostaa sen yhtenä kappaleena. Teoriassa tämä lähestymistapa toimi. Käytännössä suurten esineiden tulostaminen vie liikaa aikaa, ja kaikki tulostimen ongelmat voivat tuhota lopputuotteen milloin tahansa jopa 14. päivänä. tunti painosta. Minun tapauksessani minun piti lopettaa tulostus ennen kuin se oli valmis ja joutua suunnittelemaan ja tulostamaan puuttuva segmentti lisäosana. Seuraavaa prototyyppiä ajatellen käytän plexiä laatikon seiniin.

Arduino

Aloitin Unosta. Se oli pienempi ja näytti tarpeeksi tarkoituksiini. Olen kuitenkin aliarvioinut ohjelmistokehityksen monimutkaisuuden. Unolla on vain yksi sarjalähtö, ja koska käytin tätä lähtöä esp8266-tietoliikenteeseen, minulla ei ollut virheenkorjausporttia katselumuuttujien jne. Kirjaamiseen ja kävi ilmi, että ilman reaaliaikaista virheenkorjausta oli lähes mahdotonta koodata edes pientä verkkopalvelua. Vaihdoin Arduino Megaan. (mikä muutti laatikon muotoilua)

Näyttää

Projektin kehittämisen aikana kokeilin lähes kaikkia markkinoilla olevia näyttötyyppejä, mukaan lukien pieni OLED -näyttö. Jokaisella niistä oli etuja ja haittoja. Oled oli mukava, mutta näytti pieneltä ja oli kallis verrattuna yleiseen suunnitteluun. 7segmet -led -näytöt olivat kirkkaita, mutta niissä oli vähän tietoa. Joten käytin lopulliseen suunnitteluun 8x2 lcd -näyttöä. Tulevat mallit eivät ehkä sisällä näyttöä tai isompaa OLED -näyttöä, joka näyttää hyvältä.

Painikkeet

Laitoin kolme painiketta laitteen ohjaamiseen ensimmäisissä prototyypeissä. Päätin sitten olla käyttämättä niitä seuraavissa malleissa, koska niiden kokoaminen vie aikaa, en voinut tehdä niistä tarpeeksi tukevia ja ne lisäsivät laitteen käytettävyyttä.

Elektroniikan prototyypit

Tein useita elektroniikan prototyyppejä. Jotkut niistä olivat leipälaudalla, osa kuparileipälevyllä. Lopullista suunnittelua varten tein mukautetun piirilevyn muokatulla 3D -tulostimella. (tässä ohjeistus kyseiselle projektille)

Vaihe 3: Suunnittele muoviosat

Löydät kaikkien 3D -osien suunnittelun tästä asiayhteydestä.

Voit myös tavoittaa Fusion 360 -mallin osoitteessa:

Vaihe 4: Tulosta osat

Kaikki 3D -tulostimen osat löytyvät täältä:

Ole varuillasi. Tulostaminen vie aikaa. Ulompi laatikko, joka on suurin osa, voi kestää jopa 14 tuntia.

Archimedesin ruuvi on erikoisosa, joka sinun on tulostettava pystysuunnassa. Saatat tarvita hyvän ilmanpuhaltimen (hauska ankka) sulatetun filmanetin jäähdyttämiseksi, kun se virtaa ulos suuttimesta.

Vaihe 5: Suunnittele piiri ja tee PCB

Tässä projektissa on kuvattu piirilevyjen valmistus.

EAGLE -piirin suunnittelutiedostot ovat

Suurin osa osista on elektroniikkamoduuleja, kuten:

• Kello,
• DC -moottorin ohjaus,
• näytön ohjaus,
• näyttö,
• esp8266,
• arduino mega
• tehomuunnin

Näitä malleja on monia erilaisia. Useimmilla niistä on samanlaiset tulot/lähdöt, joten nykyisen kotkan suunnittelua on helppo mukauttaa. Joitakin muutoksia voi kuitenkin olla tarpeen.

Vaihe 6: Kirjoita ohjelmisto

Koko koodin löydät täältä.

Tämä koodi ei ehkä toimi joissakin Arduino -levymäärityksissä. Käytin Arduino AVR -levyjä 1.6.15. Uudemmat eivät toimineet (tai toimivat pienillä tai suurilla ongelmilla)

Lisäsin myös html -näytekoodin. Html -sivuja voidaan käyttää laitteen wifi -yhteysominaisuuksien testaamiseen.

Laite hyväksyy yksinkertaisia html -url -komentoja. Esimerkiksi: aloittaaksesi syöttämisen voit lähettää "https://192.168.2.40/?pin=30ST" selaimesta. (IP voi muuttua paikallisten verkkoasetusten mukaan) Laitteen käynnistämisen ja pysäyttämisen lisäksi voit asettaa ajan ja asettaa hälytyksen käyttämällä samaa muotoa eri parametreilla.

Esp8266 vastaanottaa tämän html -komennon ja ohjelmisto jäsentää sen. Ohjelmisto toimii yksinkertaisena verkkopalvelimena. Se suorittaa komentoja ja palauttaa 200, jos se onnistuu.

Tämä ohjausmenetelmä ei ole tyylikkäin tapa hallita iot -laitteita. Täältä löydät parempia tapoja IOT -viestintään, kuten MQTT. Aion päivittää ohjelmiston sisällyttääkseni paremman protokollan.

Käytin Microsoft Visual Code -ohjelmaa editorina. Aloitin Arduino IDE: llä, mutta vaihdoin VSCodeen. Suosittelen vahvasti, että jos kirjoitat koodia yli 100 riville, älä edes ajattele Arduino IDE: n käyttöä.

Vaihe 7: Kokoa

Yksityiskohtainen kokoonpanovideo ja toimiva prototyyppivideo ovat täällä