貓糧自動(dòng)分配器

貓糧自動(dòng)分配器

它通過(guò)提供每日貓食量，在預(yù)設(shè)時(shí)間自動(dòng)為寵物提供食物。

養(yǎng)寵物需要承擔(dān)很大的責(zé)任，首先是給他們食物；不幸的是，繁忙的生活方式和強(qiáng)制的工作時(shí)間并不能滿(mǎn)足我們四腳朋友的需要，而且任何靠自己生活的人都很難按時(shí)提供寵物餐。為了解決任何寵物主人，特別是貓和狗主人都非常重視的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種稱(chēng)為Felixmatic的設(shè)備：它是一種實(shí)用的自動(dòng)干食分配器，為貓（或小狗）配備了一個(gè)大容量容器，可以很容易地從頂部打開(kāi)，當(dāng)它是一個(gè)碗收集kibble時(shí)，它是PPLIDE。我們知道我們已經(jīng)可以在市場(chǎng)上找到自動(dòng)售貨機(jī)，但是，我們的例子是獨(dú)特的，因?yàn)樗梢跃幊虨槊刻?餐，以提供非常精確的數(shù)量的干糧。

項(xiàng)目

分配器的工作方式比市場(chǎng)上的普通產(chǎn)品更為復(fù)雜和完整，事實(shí)上，它不僅提供食物，而且還提供我們確定的確切劑量；基本上，在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，容器底部的耳蝸會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并在碗中滴下一定量的kibble，由專(zhuān)門(mén)的衛(wèi)士進(jìn)行調(diào)節(jié)。右側(cè)傳感器。

為了實(shí)現(xiàn)這一功能，我們的點(diǎn)膠機(jī)由一個(gè)機(jī)械部分和一個(gè)電子部分組成；前者由PLA、3-D打印部件組裝而成，而電子部分由一個(gè)Arduino UNO板組成，我們?cè)谠摪迳蠎?yīng)用了一個(gè)RTC屏蔽，一個(gè)帶LCD顯示屏的特定屏蔽，一個(gè)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的模型。伺服和稱(chēng)重傳感器；后者用于稱(chēng)重干燥食物的量，一旦達(dá)到所需的量，伺服操作耳蝸停止。LCD顯示器通過(guò)Arduino板的插腳8、3、5、6、7進(jìn)行管理；相反，稱(chēng)重傳感器通過(guò)A0插腳進(jìn)行讀取，它本身提供模擬信號(hào)。為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，我們決定使用專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量和重量顯示的屏蔽，如圖所示與Arduino UNO Rev.3接口，并連接到稱(chēng)重傳感器。這個(gè)被稱(chēng)為重量防護(hù)罩的防護(hù)罩安裝了一個(gè)8個(gè)字符的2行液晶顯示屏，在我們的項(xiàng)目中，它被用來(lái)安裝機(jī)器。除顯示器外，我們還集成了INA125，一種專(zhuān)門(mén)為測(cè)量?jī)x器（如天平）開(kāi)發(fā)的高精度放大器。我們將在這個(gè)屏蔽上焊接鍵連接，這將遵循這些頁(yè)面上提出的接線(xiàn)圖（圖1），顯示與稱(chēng)重傳感器的連接（我們已經(jīng)為這些連接提供了一個(gè)接線(xiàn)板）。

如你所見(jiàn)，五個(gè)常開(kāi)的鍵必須連接到公共接地，電阻的刻度，因?yàn)槲覀儗⑹褂肁/D轉(zhuǎn)換器讀取它們以保存Arduino的線(xiàn)路；基本上，由Arduino的5 V供電的多個(gè)分頻器在A2模擬線(xiàn)路上輸出8 V，。

0V for P1;

1,7V for P2;

2,53V for P3;

2,92 for P4;

3,26V for P5.

圖 1

稱(chēng)重傳感器的重量可達(dá)1.000克，其主體由鋁合金制成；輸出靈敏度為1 mV/V（±0.15 mV），非線(xiàn)性（滿(mǎn)刻度）為0.05%；滿(mǎn)刻度滯后為0.05%。在10°C的滿(mǎn)刻度下，由于熱推導(dǎo)產(chǎn)生的誤差為0.05%。電池的輸入電阻為1千歐（±10歐姆），與輸出電阻相同。絕緣電阻為2.000 mohm，工作溫度范圍為-10°C至+55°C。為了連接稱(chēng)重傳感器，有四根電線(xiàn)：

rad為正（5伏）；

黑色為負(fù)（GND）；

綠色是OUT +；

白色是OUT–。

四根電線(xiàn)必須延伸到重量護(hù)罩右側(cè)的接線(xiàn)板上。

固件

#include <LiquidCrystal.h>來(lái)管理LCD 8×2監(jiān)視器

#include <EEPROM.h>在eeprom中寫(xiě)入一些值

#include <Wire.h>與RTC的接口

#include <DS1307RTC.h>管理rtc

#include <TimeLib.h>方便管理已用時(shí)間

讓我們來(lái)看一下代碼中的主要變量和函數(shù)，這樣您就可以輕松地為其他目的定制項(xiàng)目。

為了管理稱(chēng)重傳感器檢測(cè)到的值，我們包括5個(gè)變量，其中4個(gè)變量用于校準(zhǔn)稱(chēng)重傳感器本身：

loadA 凈重量（皮重，單位：克）；

AnalogvalA 稱(chēng)重傳感器讀取的與load相關(guān)的克數(shù)相對(duì)應(yīng)的類(lèi)似物的重量；

loadB任何載荷的重量（單位：g）；

AnalogvalB稱(chēng)重傳感器讀取的與克數(shù)相對(duì)應(yīng)且與loadB相關(guān)的模擬值重量；

第五個(gè)變量是模擬值average，它將包含使用稱(chēng)重傳感器測(cè)量的有效重量的結(jié)果，即凈重，對(duì)應(yīng)發(fā)行的kibble克數(shù)。注意，loada是用來(lái)計(jì)算皮重的，這使得分配器可以將kibble的設(shè)定重量減去皮重，放到碗中。

在固件中，還有兩個(gè)數(shù)據(jù)陣列：

MealHour[10]

MealMinute[10]

如你所見(jiàn)，這些陣列包含食物的分配時(shí)間，并將在每次打開(kāi)分配器時(shí)進(jìn)行計(jì)算。在此階段中，草圖將初始化串行端口（通過(guò)該端口，您可以使用PC監(jiān)視程序調(diào)試）和LCD。之后，它將調(diào)用函數(shù) ResetMeals() and Initialize().

reset meals（）函數(shù)重置與進(jìn)餐分配相關(guān)的存儲(chǔ)單元：在EEPROM（其結(jié)構(gòu)如表1所示）中，通過(guò)設(shè)置一個(gè)標(biāo)志來(lái)設(shè)置有效進(jìn)餐分配，該標(biāo)志在每天00.00恢復(fù)為零，再次由reset meals（）函數(shù)設(shè)置，因此允許重新開(kāi)始一天的進(jìn)餐周期。

函數(shù)initialize（）調(diào)用其內(nèi)部的其他函數(shù)：

reset()

load()

sort()

函數(shù)reset（）允許重置數(shù)組mealhour[]和mealminute[]，以確保這些變量沒(méi)有錯(cuò)誤的值。

load（）例程負(fù)責(zé)從eeprom中獲取值，并將其復(fù)制到作為參數(shù)傳遞的數(shù)組中。

最后，sort（）函數(shù)負(fù)責(zé)使用算法（冒泡排序）對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序，當(dāng)我們希望確保進(jìn)餐時(shí)間由分配器自動(dòng)管理時(shí)，它非常有用，即使它們是隨機(jī)存儲(chǔ)的，而不是以增加的方式存儲(chǔ)的，因此確保您的寵物在正確的時(shí)間吃飯。

分配器工作核心的最后一個(gè)功能稱(chēng)為supply（）：它是一個(gè)功能，當(dāng)調(diào)用時(shí)，根據(jù)稱(chēng)重傳感器檢測(cè)到的重量來(lái)管理伺服；換句話(huà)說(shuō)，例程命令伺服向上旋轉(zhuǎn)，直到稱(chēng)重傳感器向Arduino提供與DoS對(duì)應(yīng)的重量相等的讀數(shù)。e待供應(yīng)，然后停止伺服。此后，伺服旋轉(zhuǎn)輸出螺旋并停止它，這樣當(dāng)供給必須停止時(shí)，它就像一個(gè)分隔器阻止了kibble。

在這個(gè)例行程序中，還有一個(gè)函數(shù)unjam（）用于取消供應(yīng)機(jī)構(gòu)的平衡，以防某些kibble卡在節(jié)流孔中并阻止其旋轉(zhuǎn)；通過(guò)使節(jié)流孔在一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)五次，在另一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)五次來(lái)嘗試解鎖。如果操作完成后，食物仍有庫(kù)存，系統(tǒng)將在LCD上顯示錯(cuò)誤消息；如果食物用完，也會(huì)發(fā)生同樣的情況，并且LCD上會(huì)顯示另一個(gè)錯(cuò)誤消息。由于kibble用完或供給機(jī)構(gòu)卡住而導(dǎo)致的供給缺失都以同樣的方式檢測(cè)到：在發(fā)送分配命令后的幾分鐘內(nèi)沒(méi)有凈重。

用戶(hù)界面

現(xiàn)在，讓我們來(lái)看看用戶(hù)界面，它由五個(gè)鍵和安裝在重量保護(hù)板上的顯示器組成，鍵的功能如下：

P1（向下按鈕）：用于向下滾動(dòng)菜單；

P2（OK按鈕）：用于確認(rèn)選項(xiàng)；

P3（減少按鈕）：用于減少用餐次數(shù)；

P4（減少按鈕）用于增加用餐次數(shù)；

P5（分配按鈕）；只能在初始屏幕中使用（圖2），此鍵用于手動(dòng)分配kibble，無(wú)論何時(shí)我們想要添加超過(guò)預(yù)設(shè)劑量的食物，或隨時(shí)供應(yīng)食物。

啟動(dòng)系統(tǒng)后，您將看到主屏幕（圖2），第一行顯示當(dāng)前時(shí)間（如果顯示00:00:00，則必須配置時(shí)間；我們將在下面看到如何操作）；第二行顯示單詞push，箭頭朝下：表示我們將繼續(xù)配置分配器的功能字符。特性。當(dāng)我們看到這個(gè)屏幕時(shí)，我們可以按P5手動(dòng)分配kibble，并決定劑量。

現(xiàn)在，您將看到菜單有兩個(gè)選項(xiàng)：膳食和克（圖3）。如果按兩次鍵，返回命令（圖4）將帶您返回主屏幕。

使用鍵選擇“Feeds”（膳食）選項(xiàng)，將打開(kāi)一個(gè)菜單（圖5），您可以在其中選擇要為您的貓?zhí)峁┑纳攀硵?shù)量，最多每天9頓。

要選擇用餐數(shù)量，請(qǐng)使用指針停留在第一行，然后按下減少鍵（P3）以減少用餐數(shù)量。您可以按“增加”鍵（之前），這將增加一天的用餐次數(shù)。按OK確認(rèn)（P2）。要返回主屏幕，請(qǐng)單擊“上一步”保留以前的設(shè)置。按下OK（p2）后，您將返回上一個(gè)子菜單；這用于設(shè)置進(jìn)餐時(shí)間（圖6）。選擇餐數(shù)后，我們可以繼續(xù)并指示分發(fā)kibble的時(shí)間和分鐘數(shù)。例如，如果我們一天選擇三頓飯，圖6中的屏幕將顯示三次，每頓飯一次；對(duì)于每個(gè)屏幕，我們必須指示分發(fā)食物所需的時(shí)間。

綜上所述，為了在分配器上設(shè)置顯示時(shí)鐘，放置在按鍵上，您必須將指針?lè)旁诘谝恍校缓竽梢园础霸黾踊驕p少”鍵來(lái)增加或減少與時(shí)間相對(duì)應(yīng)的數(shù)字，直到您想要的時(shí)間為止。要修改分鐘數(shù)，請(qǐng)按“確定”，然后再次按“減少”或“增加”以使用相同的步驟選擇分鐘數(shù)。選擇小時(shí)和分鐘后，按向下移動(dòng)第二行上的指針，然后按OK確認(rèn)并保存確切時(shí)間。完成時(shí)間設(shè)置后，可以返回圖2所示的主屏幕。要設(shè)置每頓飯的克數(shù)，請(qǐng)按向下鍵；這樣您就可以進(jìn)入主菜單。再向下按一次，將指針移到克數(shù)的第二行（圖7），然后按OK。打開(kāi)子菜單（圖8）設(shè)置每頓飯的克數(shù)后，可以按“增加”或“減少”來(lái)調(diào)整體重。

一旦你決定了每餐食物的重量（即克數(shù)），如圖9所示，移動(dòng)第二行的指針，按OK保存設(shè)置。如果您不想確認(rèn)新的設(shè)置，請(qǐng)使用指針向下滾動(dòng)，直到回到上一步，然后按OK返回上一個(gè)菜單（圖9）。

機(jī)械結(jié)構(gòu)

既然我們已經(jīng)解釋了系統(tǒng)的工作原理，我們就可以進(jìn)入組裝階段：電子部分放在基座上，三維打印作為機(jī)械結(jié)構(gòu)的其余部分。在底座中，我們將Arduino、護(hù)罩和鑰匙放置在專(zhuān)用隔間的右側(cè)，如圖1所示進(jìn)行連接，并將其安裝在蓋子上，使用小的自螺紋2.5×10 mm金屬螺釘固定；蓋子上印有五個(gè)鑰匙的孔和顯示器的窗口。仍然在底座內(nèi)部，在實(shí)際分配器下方的部分，您將使用兩個(gè)螺釘將大理石板固定到稱(chēng)重傳感器上，然后必須將哪個(gè)傳感器應(yīng)用到底座上；在移動(dòng)板上，您將放置收集Kibble的碗。

后者是3-D打印，但你也可以自己使用，前提是它的底座比放置在稱(chēng)重傳感器上的移動(dòng)板小（直徑），并且它足夠短以避免接觸結(jié)構(gòu)的其余部分。事實(shí)上，重量并不重要，正如本文開(kāi)頭所解釋的，固件計(jì)算皮重，然后將皮重減去將kibble放入碗中時(shí)檢測(cè)到的重量。圖10所示為塊，圖11所示為結(jié)構(gòu)的分解圖，圖12所示為機(jī)構(gòu)的內(nèi)部視圖，尤其是關(guān)于基于伺服機(jī)構(gòu)作用的螺旋元件的Kibble分配機(jī)構(gòu)的內(nèi)部視圖。

請(qǐng)注意，通過(guò)一個(gè)3D打印圓適配器，用兩個(gè)螺釘將固定碗的移動(dòng)板應(yīng)用到稱(chēng)重傳感器臂上。列表1顯示允許設(shè)置供應(yīng)時(shí)間的固件部分。在那一方面，清單2顯示了管理Kibble分配的固件部分：它是用于供應(yīng)食物的功能。

List1

如您所見(jiàn)，計(jì)數(shù)器變量檢查嘗試丟棄食物的次數(shù)；如果達(dá)到5，它將提供錯(cuò)誤消息，因?yàn)檫@意味著機(jī)制有問(wèn)題或容器為空。

List2

在這兩種情況下，您都需要照顧它，因?yàn)闄C(jī)器不提供食物，而且……您的寵物的肚子會(huì)隆隆作響！！

結(jié)論

對(duì)于任何寵物主人來(lái)說(shuō)，我們的自動(dòng)售貨機(jī)都是一個(gè)有用的好主意，尤其是整個(gè)系統(tǒng)都是基于現(xiàn)有的Arduino，這使得一切變得簡(jiǎn)單。我們建議的機(jī)制不具有約束力，因?yàn)槿魏螕碛?-D打印機(jī)的人都可以根據(jù)需要采用商用分配器。

然而，該系統(tǒng)可以適應(yīng)其他用途，而不是嚴(yán)格地指給寵物喂食：它可以用來(lái)供應(yīng)各種物質(zhì)，也可以……通過(guò)提供少量的糖和煙來(lái)避免一些不良習(xí)慣，例如過(guò)度消費(fèi)糖和煙……

總之，它是一個(gè)定時(shí)分配器，可以很容易地定制，這里看到用于供應(yīng)食物，但也能夠管理許多其他事情。