Controle de acesso à comida de gato (ESP8266 + servo motor + impressão 3D): 5 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este projeto repassa o processo que usei para criar uma tigela de comida de gato automatizada, para meu gato idoso e diabético, Chaz. Veja, ele precisa tomar café da manhã antes de conseguir sua insulina, mas muitas vezes me esqueço de pegar seu prato de comida antes de ir para a cama, o que estraga seu apetite e prejudica sua rotina de insulina. Este prato utiliza um servo motor para fechar a tampa dos alimentos entre a meia-noite e as 7h30. O esboço do Arduino do microcontrolador NodeMCU ESP8266 usa o Network Time Protocol (NTP) para controlar a programação.

Este projeto pode não ser adequado para gatos mais jovens e ativos. Chaz é tão velho e frágil que não está inclinado a tentar abrir a tigela, mas é possível.

Se você é novo no Arduino ou no ESP8266, pode aproveitar os seguintes guias de pré-requisitos:

• Classe Arduino instrutíveis
• Aula instrutível de Internet das coisas

Suprimentos

• Impressora 3D (eu uso uma Creality CR-10s Pro)
• Filamento de impressora 3D (estou usando PLA dourado)
• Microcontrolador wi-fi NodeMCU ESP8266
• Cabo USB (A para microB)
• Adaptador de alimentação USB
• Micro servo motor
• Chave de fenda pequena e parafusos
• Fio de conexão
• Pinos de cabeçalho
• Placa perma-proto

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Etapa 1: peças impressas em 3D

O suporte para tigela de comida de gato é baseado no design de Ardy Lai no Thingiverse. Eu a tornei maior para acomodar a tigela do meu gato, e também a tornei mais curta, já que aumentá-la a tornara muito alta. Eu adicionei um suporte para um micro servo motor e alguns orifícios para os cabos passarem para o interior.

Eu modelei uma tampa simples usando o Tinkercad, projetada para prender no chifre do micro servo. Você pode pegar meu design diretamente do Tinkercad e / ou baixar os STLs anexados a esta etapa.

Imprimi as peças em minha impressora Creality CR-10s Pro com filamento PLA dourado.

Divulgação: no momento da redação deste artigo, sou funcionário da Autodesk, que fabrica o Tinkercad.

Etapa 2: Anexe a tampa ao servo motor

Usei uma pequena broca para aumentar o tamanho dos orifícios no chifre do servo e, em seguida, usei parafusos para prender o servo à tampa impressa em 3D.

Etapa 3: construir o circuito NodeMCU ESP8266

O circuito é controlado por um microcontrolador wi-fi NodeMCU ESP8266. Eu usei pinos de cabeçalho em uma placa perma-proto para tornar o micro servo motor facilmente removível. Os conectores de servo são conectados ao NodeMCU da seguinte maneira:

Fio de servo amarelo: NodeMCU D1

Fio servo vermelho: alimentação NodeMCU (3V3 ou VIN)

Fio preto do servo: aterramento NodeMCU (GND)

Etapa 4: faça upload do código do Arduino e teste

Instale o conjunto do motor / tampa no recorte em forma de motor na parte impressa em 3D do suporte da tigela. Conecte o conector do motor aos pinos do conector da placa do microcontrolador e conecte o circuito ao computador com um cabo USB.

O esboço do Arduino usa o Network Time Protocol para buscar a hora atual e, em seguida, abre ou fecha a tampa de acordo com uma programação embutida em código. Copie o código a seguir, atualize suas credenciais de wi-fi e deslocamento de tempo UTC e faça upload para sua placa NodeMCU usando o IDE do Arduino.

#incluir

#include #include #include ESP8266WiFiMulti wifiMulti; // Cria uma instância da classe ESP8266WiFiMulti, chamada 'wifiMulti' WiFiUDP UDP; // Cria uma instância da classe WiFiUDP para enviar e receber IPAddress timeServerIP; // time.nist.gov endereço do servidor NTP const char * NTPServerName = "time.nist.gov"; const int NTP_PACKET_SIZE = 48; // O carimbo de hora NTP está nos primeiros 48 bytes do byte da mensagem NTPBuffer [NTP_PACKET_SIZE]; // buffer para conter os pacotes de entrada e saída Servo myservo; // cria um objeto servo para controlar um servo // doze objetos servo podem ser criados na maioria das placas int pos = 0; // variável para armazenar a posição do servo void setup () {myservo.attach (5); // anexa o servo no pino 5 também conhecido como D1 ao objeto servo // abre a tampa por padrão Serial.println ("abrindo a tampa"); for (pos = 95; pos> = 0; pos - = 1) {// vai de 95 graus para 0 graus myservo.write (pos); // diz ao servo para ir para a posição na variável 'pos' delay (15); // espera 15ms para o servo atingir a posição} Serial.begin (115200); // Inicia a comunicação serial para enviar mensagens ao computador delay (10); Serial.println ("\ r / n"); startWiFi (); // Tente se conectar a alguns pontos de acesso fornecidos. Então espere por uma conexão startUDP (); if (! WiFi.hostByName (NTPServerName, timeServerIP)) {// Obter o endereço IP do servidor NTP Serial.println ("DNS lookup failed. Rebooting."); Serial.flush (); ESP.reset (); } Serial.print ("IP do servidor de horário: / t"); Serial.println (timeServerIP); Serial.println ("\ r / nEnviando solicitação NTP …"); sendNTPpacket (timeServerIP); } intervalo longo sem sinal NTP = 60000; // Solicita a hora NTP a cada minuto unsigned long prevNTP = 0; longo sem sinal lastNTPResponse = millis (); uint32_t timeUNIX = 0; não assinado longo prevActualTime = 0; void loop () {Unsigned long currentMillis = millis (); if (currentMillis - prevNTP> intervalNTP) {// Se um minuto se passou desde a última solicitação NTP prevNTP = currentMillis; Serial.println ("\ r / nEnviando solicitação NTP …"); sendNTPpacket (timeServerIP); // Envia uma solicitação NTP} uint32_t time = getTime (); // Verifique se uma resposta NTP chegou e obtenha o horário (UNIX) if (time) {// Se um novo carimbo de data / hora foi recebido timeUNIX = time; Serial.print ("Resposta NTP: / t"); Serial.println (timeUNIX); lastNTPResponse = currentMillis; } else if ((currentMillis - lastNTPResponse)> 3600000) {Serial.println ("Mais de 1 hora desde a última resposta NTP. Reinicializando."); Serial.flush (); ESP.reset (); } uint32_t actualTime = timeUNIX + (currentMillis - lastNTPResponse) / 1000; uint32_t EasternTime = timeUNIX - 18000 + (currentMillis - lastNTPResponse) / 1000; if (actualTime! = prevActualTime && timeUNIX! = 0) {// Se um segundo se passou desde a última impressão prevActualTime = actualTime; Serial.printf ("\ rUTC time: / t% d:% d:% d", getHours (actualTime), getMinutes (actualTime), getSeconds (actualTime)); Serial.printf ("\ rEST (-5): / t% d:% d:% d", getHours (EasternTime), getMinutes (EasternTime), getSeconds (EasternTime)); Serial.println (); } // 7h30 if (getHours (EasternTime) == 7 && getMinutes (EasternTime) == 30 && getSeconds (EasternTime) == 0) {// abre a tampa Serial.println ("abrindo a tampa"); for (pos = 95; pos> = 0; pos - = 1) {// vai de 95 graus para 0 graus myservo.write (pos); // diz ao servo para ir para a posição na variável 'pos' delay (15); // espera 15 ms para o servo atingir a posição}} // meia-noite if (getHours (eastTime) == 0 && getMinutes (eastTime) == 0 && getSeconds (eastTime) == 0) {// feche a tampa Serial. println ("fechando a tampa"); for (pos = 0; pos <= 95; pos + = 1) {// vai de 0 graus a 95 graus // em passos de 1 grau myservo.write (pos); // diz ao servo para ir para a posição na variável 'pos' delay (15); // espera 15 ms para o servo atingir a posição}} / * // testando if (getHours (eastTime) == 12 && getMinutes (eastTime) == 45 && getSeconds (eastTime) == 0) {// feche a tampa Serial.println ("fechando a tampa"); for (pos = 0; pos = 0; pos - = 1) {// vai de 95 graus para 0 graus myservo.write (pos); // diz ao servo para ir para a posição na variável 'pos' delay (15); // espera 15ms para que o servo alcance a posição}} * /} void startWiFi () {// Tente se conectar a alguns pontos de acesso fornecidos. Em seguida, aguarde uma conexão wifiMulti.addAP ("ssid_from_AP_1", "your_password_for_AP_1"); // adicionar redes Wi-Fi que deseja conectar a //wifiMulti.addAP("ssid_from_AP_2 "," your_password_for_AP_2 "); //wifiMulti.addAP("ssid_from_AP_3 "," your_password_for_AP_3 "); Serial.println ("Conectando"); while (wifiMulti.run ()! = WL_CONNECTED) {// Aguarde o atraso de conexão do Wi-Fi (250); Serial.print ('.'); } Serial.println ("\ r / n"); Serial.print ("Conectado a"); Serial.println (WiFi. SSID ()); // Diga-nos a qual rede estamos conectados Serial.print ("endereço IP: / t"); Serial.print (WiFi.localIP ()); // Envia o endereço IP do ESP8266 para o computador Serial.println ("\ r / n"); } void startUDP () {Serial.println ("Iniciando UDP"); UDP.begin (123); // Comece a ouvir mensagens UDP na porta 123 Serial.print ("Porta local: / t"); Serial.println (UDP.localPort ()); Serial.println (); } uint32_t getTime () {if (UDP.parsePacket () == 0) {// Se não houver resposta (ainda) retorne 0; } UDP.read (NTPBuffer, NTP_PACKET_SIZE); // leia o pacote no buffer // Combine os 4 bytes do carimbo de data / hora em um número de 32 bits uint32_t NTPTime = (NTPBuffer [40] << 24) | (NTPBuffer [41] << 16) | (NTPBuffer [42] << 8) | NTPBuffer [43]; // Converte a hora NTP em um carimbo de data / hora UNIX: // A hora Unix começa em 1 de janeiro de 1970. São 2208988800 segundos em hora NTP: const uint32_t seventyYears = 2208988800UL; // subtrai setenta anos: uint32_t UNIXTime = NTPTime - seventyYears; return UNIXTime; } void sendNTPpacket (IPAddress & address) {memset (NTPBuffer, 0, NTP_PACKET_SIZE); // define todos os bytes no buffer para 0 // Inicializa os valores necessários para formar a solicitação NTP NTPBuffer [0] = 0b11100011; // LI, Versão, Modo // envia um pacote solicitando um carimbo de data / hora: UDP.beginPacket (endereço, 123); // Os pedidos NTP são para a porta 123 UDP.write (NTPBuffer, NTP_PACKET_SIZE); UDP.endPacket (); } inline int getSeconds (uint32_t UNIXTime) {return UNIXTime% 60; } inline int getMinutes (uint32_t UNIXTime) {return UNIXTime / 60% 60; } inline int getHours (uint32_t UNIXTime) {return UNIXTime / 3600% 24; }

Etapa 5: Use

Passe os fios para o interior do suporte da tigela e conecte o comedouro para gatos em uma tomada usando um adaptador CA USB. Da maneira como o código simples é escrito, ele deve ser inicializado no estado "aberto" e só mudará a posição da tampa nos limites de tempo especificados no esboço do Arduino.

Obrigado por acompanhar! Se você fizer sua própria versão, adoraria vê-la na seção Eu fiz abaixo!

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