Умная автоматическая кормушка для питомца на базе Arduino – ШАГ 1

в 6:43, , рубрики: arduino, IoT, микроконтроллеры, программирование микроконтроллеров

В данном цикле статей я буду рассказывать о моем опыте сборки «умной» автоматической системы для кормления домашнего питомца, в моем случае – кота.

Хочу сразу отметить, что на первом шаге речь пойдет только об "автоматической" кормушке, а "умной" она станет на следующих этапах (если повезет, и все пойдет по плану).

Итак, начнем с концепции и целей:

  1. Сделать систему, которая освободит меня от обязанности кормить кота сухим кормом (шаг 1)
  2. Оснастить систему датчиком веса под миской и осуществлять кормежку в соответствии с показаниями весов: если миска пустая – подсыпать, иначе – ждать пока миска не станет пустой (шаг 2)
  3. Добавить в систему вай-фай модуль и видеокамеру для передачи фотографий с любимым котом, а также обеспечить контроль кормежки удаленно. Кроме того, собирать данные о том сколько кот съел и строить аналитику (шаг 3)

На первом шаге не требуется большое количество датчиков и манипуляторов, достаточно одного серводвигателя (например, Micro Servo Towerpro SG90 9 г), поэтому все управление происходит с платы ArdruinoUno, которая идеально подходит для задач такого рода.

Системы кормления так или иначе содержат некоторый контейнер, в котором лежит сухой корм, и вращающийся механизм, дозирующий его количество. Изучив опыт других "изобретателей", я бы выделила три основных механизма:

  1. Используется контейнер и сама система из под диспенсера мюслей (наверняка видели в отелях). Внизу в горлышке контейнера установлен стержень с лопостями. Ось стержня лежит вдоль плоскости горлышка. К нему прикреплен мотор, который прокручивает лопасть на одно деление один раз в заданный промежуток времени image Такой механизм выглядит довольно аккуратно, его легко собрать (собственно и собирать почти ничего не надо), но, увы, очень уж дорогой. Но тут на вкус и цвет.
  2. Другой вариант — наоборот, конструкция делается своими руками из акрила, а вращающийся дозатор из CD дисков. Довольно понятно о том, как сделать такую кормушку рассказано в этом видео https://www.youtube.com/watch?v=C_ezRywtVg4&t=20s. Если есть под рукой акрил, резак для него, ну и в принципе есть какой-то опыт в сборке такого рода вещей, то это дов
    ольно бюджетный вариант. Но не для таких как я — самостоятельно все спроектировать, вырезать и ровненько соединить требует другого уровня аккуратности.
  3. Для третьего варианта потребуется: обычная банка, которая будет играть роль контейнера, что-то, из чего можно вырезать небольшой сектор (подойдет, например, крышка какой-нибудь пластмассовой икеевской коробки), ну и пара магнитов для крепежа конструкции. Этот вариант мы и разберем подробней, он не требует инженерного образования и большого количества вложений, в общем, как раз то, что нужно.

Все материалы, которые мне были нужны для сборки кормушки на первом этапе:

  • Стеклянная банка
  • ArduinoUno
  • MicroServo (у меня разрешенный угол поворота 180, но это не принципиально)
  • кусок пластика
  • магниты
  • пины для соединении платы с серводигателем
  • Usb зарядка на 5V

Логика работы механизма проста: в крышке банки делается дырка типа сектор (центр крышки не вырезается), такой же сектор вырезается из пластмассы. Внутрь крышки прикрепляется серводвигатель, например, скотчем. На ось двигателя насаживается сначала крышка, а с внешней стороны вырезанный сектор. Так, при повороте оси серводвигателя вырезанный сектор смещается относительно дырки в крышке банки.
image

Также надо не забыть сделать дырочку под вывод провода серводвигателя наружу для подключения к плате. На шаге 1 кормежка происходит по таймеру, кот у меня не обжора, поэтому открытие сектора происходит раз в день на короткое время, ниже код для Arduino:

#include <Servo.h>

#define servoPin 9

Servo myservo;
void setup() //процедура setup

{
myservo.attach(servoPin); //привязываем привод к порту 9
}

void loop()

{

myservo.write(0); //ставим вал под 0 градусов
delay(300); //ждем 0.3 секунды
myservo.write(160); //ставим вал под 160 градусов
delay(86400000); //ждем 24 часа

}

Для крепежа банки к стене я использовала вот такие магниты, каждый на 4кг (мне кажется лучше использовать более мощные). К банке магниты крепятся просто клеем, к стене — винтами.
image

Плата прикреплена к банке при помощи такой липучки, ее удобно снимать и крепить обратно. Липучка такая продается в любом хозяйственном, используется для крепежа картин.
image

Поскольку у меня единственным внешним модулем является серводвигатель, то дополнительного питания не надо, достаточно запитать плату, ее можно подключить напрямую к сети через usb зарядку на 5V.

Вот как все выглядит в собранном состоянии:
image

"Ниже я набросала несколько идей дальнейшего развития кормушки, их много и пока непонятно, что именно будет делаться дальше, эта часть для обсуждения.

  • установка датчиков движения, фотографирование кота в тот момент, когда он появляется в зоне видимости. Интеграция датчика веса и датчика движения позволяет определять, когда кот просто прогуливается мимо кормушки, а когда пришел покушать. Соответственно, можно прикрутить аналитику, когда котэ предпочитает кушать и как много.
  • можно добавить датчик веса в сам контейнер с кормом, чтобы кормушка определяла момент, когда становится пустой и присылала предупреждение хозяину, что, мол, пусто, надо пополнить. Потом, как вариант, прикрутить возможность автозаказа корма с любимого сайта с доставкой.
  • Можно добавить возможность кормушки работать на двух котов:
    • Либо это будут две разные кормушки, каждая из которых умеет отпугивать “чужого” кота
    • Либо это одна, но как-то модифицированная
  • Надо подумать как реализовать поилку и синтегрировать ее с кормушкой, добавить систему фильтрации.

Надеюсь кому-то это будет полезно.

Автор: MaryKul

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля