Projektmatare: 14 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

Har du någonsin velat mata dina husdjur när du är hemifrån eller bara i soffan? I så fall är det här projektet något för dig! Project Feeder är ett projekt med öppen källkod som låter dig mata dina husdjur automatiskt, eller manuellt från din telefon eller dator. Du kan också följa en livestream och hålla koll på ditt husdjurs ätbeteende.

Innan du börjar!

Detta projekt är en uppgift gjord för högskolan och var tidsbunden, så det är mycket "på gång". Det är därför jag är medveten om att det finns saker som kan förbättras och kan uppdateras i framtiden. Jag uppmuntrar dig att vara kreativ, förbättra och utöka detta koncept.

Till att börja med kommer vi att gå igenom kraven för att bygga detta projekt. Du kommer verkligen att behöva de färdigheter och verktyg som anges nedan.

Skaparkunskaper:

• 3D-utskrift eller tillgång till en utskriftstjänst
• Lödning
• Grundläggande kunskaper inom elektronik

Verktyg:

• 3d skrivare
• Lödkolv
• Het limpistol eller annat lim som fungerar med 3D-skrivare filamentföreningar
• Skruvmejslar

Tillbehör

Den totala kostnaden för att bygga detta projekt är cirka € 120 beroende på var du köper delen och vilken typ av rabatter du får.

Viktig:

Vissa delar är märkta med "unikt", det betyder att det är specifikt för konstruktionens konstruktion och du behöver en exakt kopia av den delen.

Raspberry Pi 4 Model B / 2GB + 16GB (min. Krav) Micro SD -kort

Lagret på Rasberry Pi är mycket begränsat för tillfället, detta kommer att behöva titta lite.

12V 60W nätadapter

www.banggood.com/AC-100-240V-to-DC-12V-5A-…

5,5 mm X 2,1 mm DC -uttag (unikt)

www.banggood.com/10pcs-5_5-x-2_1mm-DC-Powe…

DC-DC 12V till 5V 3A Buck Step Down Power-modul (unik)

www.banggood.com/LM2596-DC-DC-Voltage-Regu…

42mm 12V Nema 17 tvåfas stegmotor

www.banggood.com/42mm-12V-Nema-17-Two-Phas…

L298N Dual H -bryggmodul

www.banggood.com/Wholesale-L298N-Dual-H-Br…

GY6180 VL6180X Time Of Flight Distance Sensor

www.banggood.com/GY6180-VL6180X-Time-Of-Fl…

Sensor för att undvika infraröd hinder (x3)

www.banggood.com/3Pcs-Infrared-Obstacle-Av…

USB -kamera

www.banggood.com/Electronic-Camera-Module-…

Bakgrundsbelysning 16 × 2 LCD, 8051 mikrokontroller I2C

www.hobbyelectronica.nl/product/1602-lcd-d…

Dubbelriktad nivåskiftare

www.banggood.com/nl/Two-Channel-IIC-I2C-Lo…

Motstånd med gemensamt värde (10k, 220R, 470R)

www.banggood.com/Wholesale-Geekcreit-600pc…

Lysdioder (x2)

Dioder (x2)

12V ON/OFF -omkopplare (unik)

www.banggood.com/5pcs-12V-Round-Rocker-Tog…

Muttrar: 3x8mm, 3x10mm, 3x12mm

Steg 1: Blinkar SD -kortet

För detta steg måste du blinka ditt SD -kort med den medföljande bilden:

thomy.stackstorage.com/s/KbCfVgoU0t8gU3C

Bilden är utrustad med en förbyggd apache-webbserver, databas och kod för gränssnitt med mataren. Så du behöver inte göra något som innebär att du installerar programvaran.

Om du vill titta på koden kan du få all nödvändig kod från:

github.com/VanIseghemThomas/ProjectFeeder

Se till att du vet hur du korrekt blinkar SD -kortet eller inte avbryter processen eftersom det kan resultera i ett skadat kort. För att blinka kortet använde jag programvara som heter Win32DiskManager. Ett annat program som jag vet fungerar och är lite mer användarvänligt kallas Ethcer. Båda fungerar lika bra.

Steg 2: SSH i Pi

När blinkningen är klar kan du nu sätta in SD -kortet i pi och slå på det. Se till att du är ansluten till din pi med en ethernet -kabel. Nu ska du kunna ansluta till den med SSH med ip 169.254.10.1. Jag använder ett program som heter PuTTY, men om du inte känner för att installera programvara kan du alltid skriva följande kommando i kommandotolken:

ssh [email protected]

Öppna nu en session. När du ansluter för första gången kommer du att stöta på en varning, du kan ignorera det och bara fortsätta. Du kommer att bli ombedd att logga in som en användare och efter det lösenordet, använd följande uppgifter för denna bild:

• Användare: feederpi
• Lösenord: Redeef1

"Pi" -användaren är också aktiv men du kommer inte att kunna logga in som den. Detta beror på att den är inställd för att automatiskt logga in på ström och köra programmet. Det är därför du kommer att stöta på följande när du loggar in:

[sudo] lösenord för feederpi:

Tryck bara på crtl+c så ska du ha ett skal nu.

Skriv nu följande:

sudo -i

Nu är du inloggad som root.

Steg 3: Konfigurera Wifi

Nu är du inloggad som root och kan skriva:

wpa_passphrase "Ditt SSID" "Ditt lösenord" >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

För att kontrollera om din konfiguration har lagts till korrekt skriver du följande. Du kan också ta bort lösenordet för vanlig text för säkerhet om du vill, men se till att spara ändringarna när du avslutar.

nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Nu kan du starta om din pi genom att skriva:

starta om nu

Ge nu pi lite tid att starta och logga in igen med SSH som tidigare, för att se om du har en anslutning till wifi du skriver:

ip a

Under wlan0-gränssnittet ska du se något liknande med en ip-adress, det betyder att du framgångsrikt har anslutit till ditt wifi. Senare när allt är anslutet kommer programvaran att visa detta på en LCD -skärm.

Steg 4: Skriva ut delarna

Delarna du behöver för detta projekt hittar du här:

www.thingiverse.com/thing:4459996

Det tar ett tag att skriva ut alla dessa delar, så du behöver lite tålamod.

Dessa är de inställningar jag använde (PLA):

• Lagerhöjd: 0,3 mm
• Utskriftshastighet: 50-60 mm/s
• Munstyckstemperatur: 200 ° C
• Sängtemperatur: 60 ° C

Det finns inte mycket att säga om detta förutom, ha kul utskrift.

Steg 5: Montering av delarna (intro)

Okej nu fortsätter vi med att montera allt. Innan jag förklarar allt ska jag gå igenom några saker att tänka på och som hjälper dig att få det gjort.

TIPS 1:

Jag har bestämt mig för att göra alla hål 2,5 mm förutom 3 mm som bultarna. Detta är så att du kan knacka på en tråd genom att skruva i bultarna och eliminerar behovet av muttrar. Att få in bulten är ganska svårt, använd ditt lödkolv för att bredda toppen, det gör det enkelt att få in bulten och börja skruva.

TIPS 2:

Om du som jag håller på att ta slut på bultar, skruva bara in diagonala par. Detta sparar många av dem och fungerar bra.

Steg 6: Montering av toppen (dispenser)

Delarna är upplagda som på bilden.

De håller ihop av de så kallade "plattorna". En av plattorna monteras på din stegmotor.

Se till att bultarnas ovansida är i linje med ytan, annars blockerar matningen. Du bör använda 3x8mm bultar för detta och "Stepper_offset" modellen mellan steget och utsidan av plattan.

Lägg nu kvarnen på steget, det ska gå ganska enkelt. Om inte, kan du använda lite vaselin.

Resten är ganska rakt fram, ta bara en skruv där du hittar ett hål.

Steg 7: Montering av toppen (behållare)

Här ser du hur jag gjorde min behållare. Behållaren används ursprungligen för torkade bitar av union.

Överst vill du fästa TOF-sensorn, den här kommer att användas för att mäta hur mycket mat som finns kvar i behållaren. På bilderna kan du se hur jag fäst den. Först smälte jag hålen för stiften med mitt lödkolv, sedan limmade jag sensorn på plats med lite varmt lim medan kablarna är anslutna.

För att stänga behållaren gjorde jag 2 hål med mitt lödkolv och skruvade in 2 bultar. Ett gummiband, dragkedja eller tråd kan alla användas för att stänga det på det sättet.

Steg 8: Montering av botten

För placering av de olika modulerna referera till bilderna, de är ganska självförklarande. En del av dessa bilder har redan ledningar i dem, du bör titta förbi det för nu. Bilderna togs mitt i utvecklingen av detta projekt. Inledningsvis var planen att sätta i en lastcell och väga maten men på grund av att min lastcellsförstärkare gick sönder i sista stund, var jag tvungen att skrota den funktionen och ersätta den med en video live stream som också är ganska snygg. Alternativet är alltid där för att lägga till en lastcell, men du måste gräva i koden och redigera några saker.

Steg 9: Elektronik, sensorer och ställdon

Nu är det dags att sätta på lödkolven. Jag har tillhandahållit 2 representationer av vad du behöver göra, en standard elektrisk schematisk, en visuell representation. Jag föreslår starkt att du använder det elektriska schemat eftersom det ger mycket mer insikt om hur allt fungerar och är anslutet till varandra enligt min mening. Den enda anledningen till att den andra är här är att den var obligatorisk. Anledningen till att jag säger detta är att det inte finns mycket plats för kablar, så du måste vara effektiv med kabeldragning GND, +5V, etc. som beror på hur du vill köra dina kablar. Så led inte allt exakt till varandra som schemat, det fungerar men passar inte.

För omkopplaren kan du se att jag har kopplat upp alla tre ledningar, det beror på att omkopplaren har en inbyggd LED som indikerar om strömmen är påslagen. De två ofärgade avledningarna fungerar som omkopplare, den färgade avledningen går till GND.

I allmänhet är detta ordningen jag kopplade allt:

1. Strömdel: strömuttag, h-bridge, boost buck-omvandlare, switch
2. Raspberry Pi (Se nästa steg för mer information)
3. IR-sensorer
4. LED -lampor
5. Stepper ingångar
6. I2C -del: 3,3V, SDA, SCL

Det är inte nödvändigt men användbart att ha en prototypande PCB som ligger runt för att lödas som jag gjorde.

Glöm inte heller att ansluta kameran till en USB -port på pi.

Viktig:

Se till att justera boost buck -omvandlaren till 5V innan du ansluter 5V -delen av kretsen. Annars kan du riskera att steka allt. För att justera detta vrider du på potentiometern och tittar på spänningsavläsningen på skärmen.

Steg 10: Elektronik, Raspberry Pi

På grund av begränsningar i programvaran för att rita schemat kan jag inte rita hur jag ska koppla ihop hallon pi.

För +5V kan du bara koppla till 5V -stiftet på pi, men detta kringgår säkerhet som säkring. Om du tittar på botten bör du se några kuddar som är märkta som TPxx, i vårt fall söker vi efter TP1 eller TP2. Löd din +5V ledning till en av dem men var försiktig så att du inte överbryggar med andra spår. Detta kommer sannolikt också att ogiltigförklara garantin. Jag har personligen försökt ansluta det till båda testkuddarna och kom fram till att det förmodligen är det enklaste och säkraste att använda TP2, det är borta från andra exponerade kuddar och har inte många spår runt det.

För GND, ta bara en av stiften ovanpå som de schematiska visar, det här är helt ok nu.

Steg 11: Testa elektroniken

När allt är korrekt anslutet är det bra att först testa allt innan du monterar allt helt.

Här är en checklista:

• IPV4 -adressen visas på LCD -skärmen
• Kan ansluta till IP via webbläsaren
• Kan vända steget genom att "mata" och se lysdioder lysa
• Behållarstatus läser och uppdaterar
• Livestream från kameran
• Upptäcker ätthändelser

Felsökning:

Här listar jag några av problemen jag hamnade i och hur jag åtgärdar dem.

- Min LCD tänds men visar ingenting:

1) När du skriver detta behöver pi: n cirka 2 minuter för att starta upp helt så att du måste ge det lite extra tid.

2) Du anslöt inte LCD -skärmen korrekt. Du kan se om du har anslutit det korrekt genom att skriva följande kommando i ett skal:

sudo i2cdetect -y 1

Detta måste returnera 2 adresser: 0x27 (= LCD) och 0x29 (= TOF -sensor). Om 0x27 inte dyker upp måste du kontrollera ledningarna för LCD -skärmen. Om båda inte dyker upp måste du kontrollera kablarna för SDA- och SCL -stiften. T.ex. kolla om du bytte de två av misstag. I värsta fall gjorde du något fel med de två enskilda komponenterna eller något gick sönder.

- Min LCD -skärm sitter fast vid "Ansluter till WiFi"

Det betyder att din pi fastnar och försöker ansluta till ett av de nätverk du konfigurerade att ansluta till. Det betyder antingen att du inte är inom räckvidden för åtkomstpunkten eller att du gjorde något fel när du konfigurerade t.ex. ett stavfel. Gå i så fall tillbaka till "Konfigurera WiFi" och gå över det igen.

Programvaran är också inställd för att ansluta till hemnätverk med en IP -adress som börjar med "192.168". Om ditt nätverk är konfigurerat med ett annat privat intervall som "10.0" eller "172.16" måste du gå in på /home/pi/project/main.py och i funktionen get_ips () ändra: om "192.168" i ip om "Ditt privata sortiment här" i ip.

- Min LCD -skärm visar IP: n men jag kan inte ansluta:

1) Se till att du ansluter till 192.168. X. X ip, den andra ip 169.254.10.1 är alltid konfigurerad för att ansluta via ethernet direkt till din dator. Detta fungerar inte om du inte är ansluten.

2) Se till att du är i samma nätverk, eller om du har aktiverat portvidarebefordran i ditt nätverk om du vill komma åt mataren från nätverkets utanför.

- Steppen skakar och vänder inte:

Det betyder att du inte korrekt anslutit ingångarna eller utgångarna på den dubbla H-bron. Testa att byta dem tills det fungerar.

Steg 12: Slutförande

Nu har du kommit på hur du får allt att gå, det är dags att sätta ihop allt. Jag var tvungen att sätta ihop de två delarna med tejp, detta eftersom hålens utformning inte är tillräckligt robust för att hålla spänningen och det sprack för mig. Detta är en viktig sak som ska förbättras i framtiden. Ett renare alternativ är att bara limma ihop de två delarna men det kan vara ett problem när något inuti går sönder och du vill få tillgång till insidan. Det var därför jag gick med gammalt bra eltejp.

När du går till webbplatsen bör du hälsas med en instrumentpanel där du kan göra saker som manuell matning, kontrollera status, titta på data och lägga till förinställningar.

Steg 13: Extra: Chrome -tillägg

Om du inte känner för att surfa till instrumentpanelen och bara vill kontrollera statusen eller flödet kan du använda Chrome -tillägget. Eftersom det inte finns i den officiella Chrome -webbutiken måste du ladda det som om du skulle utveckla ett sådant paket.

Se först till att du laddar ner mappen för tillägget från github -katalogen:

github.com/VanIseghemThomas/ProjectFeeder

Gå till följande URL:

chrome: // extensions/

Väl där aktiverar du utvecklarläge och laddar tilläggsmappen. Nu ska det visas som en förlängning.

Om det inte visas i Chrome -fältet kan du hitta det i Chrome -menyn.

Steg 14: Programvaran

Om du gillar att pyssla med programvaran eller av någon anledning behöver en ny kopia av en fil, finns alla filer du behöver i GitHub -arkivet jag gjorde:

Jag har också tillhandahållit en EER-schematisk för databasen, om du känner för att lägga till funktioner till API: et. En dumpning av databasen finns också i GitHub -förvaret. All backend -kod skrivs i Python. Kolv används för routing och Socket.io för webbuttag.