Alimentador de projeto: 14 etapas

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

Sempre quis alimentar seus animais de estimação quando estava fora de casa ou apenas no conforto do seu sofá? Se sim, este projeto é para você! O Project Feeder é um projeto de código aberto que permite alimentar seus animais de estimação automaticamente ou manualmente a partir do telefone ou pc. Você também pode acompanhar uma transmissão ao vivo e acompanhar o comportamento alimentar do seu animal de estimação.

Antes que você comece!

Este projeto é uma tarefa feita para a faculdade e tinha um prazo determinado, por isso é muito "um trabalho em andamento". É por isso que estou ciente de que há coisas que podem ser melhoradas e atualizadas no futuro. Eu encorajo você a ser criativo, melhorar e expandir este conceito.

Para começar, examinaremos os requisitos para construir este projeto. Você realmente precisará das habilidades e ferramentas listadas abaixo.

Habilidades do fabricante:

• Impressão 3D ou acesso a um serviço de impressão
• De solda
• Conhecimento básico de eletrônica

Ferramentas:

• impressora 3d
• Ferro de solda
• Pistola de cola quente ou outra cola que funcione com compostos de filamento de impressora 3D
• Chaves de fenda

Suprimentos

O custo total de construção deste projecto ronda os 120 € dependendo de onde compra a peça e do tipo de descontos que obtém.

Importante:

Algumas peças são marcadas com "Único", isso significa que é específico para o projeto estrutural da construção e você precisa de uma cópia exata dessa peça.

Raspberry Pi 4 Modelo B / 2 GB + 16 GB (requisito mínimo) Cartão Micro SD

O estoque do Rasberry Pi é muito limitado no momento, e isso precisará ser verificado.

Adaptador de fonte de alimentação 12V 60W

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

Soquete de entrada de alimentação CC de 5,5 mm x 2,1 mm (exclusivo)

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

DC-DC 12V a 5V 3A Módulo de alimentação Buck Step Down (exclusivo)

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42mm 12V Nema 17 motor de passo bifásico

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Módulo de ponte L298N Dual H

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Sensor de distância de tempo de voo GY6180 VL6180X

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Sensor infravermelho de prevenção de obstáculos (x3)

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

Camera USB

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Backlight 16 × 2 LCD, microcontrolador I2C 8051

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

Deslocador de nível bidirecional

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

Resistores de valor comum (10k, 220R, 470R)

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

LEDs (x2)

Diodos (x2)

Chave 12V ON / OFF (Única)

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

Porcas: 3x8mm, 3x10mm, 3x12mm

Etapa 1: Flash do cartão SD

Para esta etapa, você terá que atualizar seu cartão SD com a imagem fornecida:

thomy.stackstorage.com/s/KbCfVgoU0t8gU3C

A imagem vem equipada com um servidor web apache pré-construído, banco de dados e código para fazer a interface com o alimentador. Portanto, você não precisa fazer nada que envolva a configuração do software.

Se quiser dar uma olhada no código, você pode obter todos os códigos necessários em:

github.com/VanIseghemThomas/ProjectFeeder

Certifique-se de saber como fazer o flash correto do cartão SD ou não interromper o processo porque isso pode resultar em um cartão corrompido. Para fazer o flash do cartão, usei um software chamado Win32DiskManager. Outro programa que conheço funciona e é um pouco mais amigável se chama Ethcer. Ambos funcionam igualmente bem.

Etapa 2: SSH no Pi

Quando o flash estiver pronto, você pode colocar o cartão SD no pi e ligá-lo. Certifique-se de estar conectado ao pi usando um cabo Ethernet. Agora você deve ser capaz de se conectar a ele usando SSH com ip 169.254.10.1. Eu uso um programa chamado PuTTY, mas se você não quiser instalar um software, pode digitar o seguinte comando no prompt de comando:

ssh [email protected]

Agora abra uma sessão. Ao conectar-se pela primeira vez, você encontrará um aviso, você pode ignorá-lo e continuar. Será solicitado que você faça o login como usuário e, em seguida, a senha, para esta imagem use as seguintes credenciais:

• Usuário: feederpi
• Senha: Redeef1

O usuário 'pi' também está ativo, mas você não poderá fazer o login como ele. Isso ocorre porque ele está configurado para fazer login automaticamente ao ligar e executar o programa. É por isso que você encontrará o seguinte quando estiver conectado:

[sudo] senha para feederpi:

Basta pressionar crtl + ce você deve ter um shell agora.

Agora digite o seguinte:

sudo -i

Agora você está logado como root.

Etapa 3: Configurando Wifi

Agora você está logado como root e pode digitar:

wpa_passphrase "Seu SSID" "Sua senha" >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Para verificar se sua configuração foi adicionada corretamente, digite o seguinte. Você também pode excluir a senha de texto simples para segurança, se desejar, mas certifique-se de salvar as alterações ao sair.

nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Agora você pode reiniciar seu pi digitando:

reinicie agora

Agora, dê ao pi algum tempo para inicializar e faça login novamente com SSH como antes, para ver se você tem uma conexão wi-fi digitada:

ip a

Sob a interface wlan0 você deve ver algo semelhante com um endereço IP, isso significa que você se conectou com sucesso ao seu wi-fi. Mais tarde, quando tudo estiver conectado, o software exibirá isso em um LCD.

Etapa 4: Imprimir as peças

As peças de que você precisará para este projeto podem ser encontradas aqui:

www.thingiverse.com/thing:4459996

A impressão de todas essas peças demorará um pouco, então você precisará de um pouco de paciência.

Estas são as configurações que usei (PLA):

• Altura da camada: 0,3 mm
• Velocidade de impressão: 50-60 mm / s
• Temperatura do bico: 200 ° C
• Temperatura do leito: 60 ° C

Não há muito a dizer sobre isso, exceto divirta-se imprimindo.

Etapa 5: montagem das peças (introdução)

Tudo bem, agora vamos montar tudo. Antes de explicar tudo, examinarei algumas coisas para manter em mente e que o ajudarão a fazer isso.

DICA 1:

Decidi fazer todos os furos de 2,5 mm, exceto 3 mm, como os parafusos. Isso é para que você possa rosquear uma rosca aparafusando os parafusos e elimina a necessidade de porcas. Colocar o parafuso é muito difícil, use seu ferro de solda para alargar a parte superior, isso tornará mais fácil colocar o parafuso e começar a aparafusar.

DICA 2:

Se, como eu, você está com poucos parafusos, apenas aperte em pares diagonais. Isso salva muitos deles e funciona bem.

Etapa 6: montagem da parte superior (dispensador)

As peças estão dispostas como na foto.

Eles são mantidos juntos pelos chamados 'pratos'. Uma das placas é montada no motor de passo.

Certifique-se de que a parte superior dos parafusos está nivelada com a superfície, caso contrário, a alimentação será bloqueada. Você deve usar os parafusos de 3x8 mm para isso e o modelo "Stepper_offset" entre o passo e a parte externa da placa.

Agora coloque o moinho no stepper, deve continuar com bastante facilidade. Se não, você pode usar um pouco de vaselina.

O resto é bastante simples, basta pegar um parafuso onde encontrar um buraco.

Etapa 7: montagem da parte superior (recipiente)

Aqui você vê como fiz meu container. O recipiente é originalmente usado para peças secas de união.

Na parte superior, você deseja anexar o sensor TOF, este será usado para medir a quantidade de comida que resta no recipiente. Nas fotos você pode ver como anexei. Primeiro derreti os orifícios para os pinos com meu ferro de solda, depois colei o sensor no lugar com um pouco de cola quente enquanto os cabos são conectados.

Para fechar o recipiente fiz 2 furos com o meu ferro de soldar e aparafusei 2 parafusos. Um elástico, um zíper ou arame podem ser usados para fechá-lo dessa forma.

Etapa 8: montagem da parte inferior

Para a colocação dos diferentes módulos de referência das fotos, eles são bastante autoexplicativos. Parte dessas fotos já tem fiação, você deve olhar além disso por enquanto. As fotos foram tiradas no meio do desenvolvimento deste projeto. Inicialmente, o plano era colocar uma célula de carga e pesar a comida, mas devido ao meu amplificador da célula de carga quebrar no último momento, eu tive que descartar esse recurso e substituí-lo por uma transmissão ao vivo de vídeo que também é muito legal. A opção está sempre lá para adicionar uma célula de carga, mas você terá que cavar no código e editar algumas coisas.

Etapa 9: Eletrônica, Sensores e Atuadores

Agora é hora de colocar o ferro de solda. Forneci 2 representações do que você precisa fazer, um esquema elétrico padrão e uma representação visual. Eu sugiro que você use o esquema elétrico porque dá muito mais informações sobre como tudo funciona e está conectado um ao outro, na minha opinião. A única razão pela qual o outro está aqui é porque era obrigatório. A razão de eu dizer isso é porque não há muito espaço para cabos, então você terá que ser eficiente com a fiação GND, + 5V, etc. que depende de como você deseja passar os cabos. Portanto, não conecte tudo exatamente um ao outro como no esquema, ele funcionará, mas não caberá.

Para o switch, você pode ver que eu conectei todos os 3 fios, isso porque o switch vem com um LED embutido que indica se a alimentação está ligada. Os 2 fios sem cor atuam como o interruptor, o fio colorido vai para GND.

Em geral, esta é a ordem em que conectei tudo:

1. Seção de alimentação: conector de alimentação, ponte H, conversor de aumento de torque, interruptor
2. Raspberry Pi (veja a próxima etapa para obter mais informações)
3. Sensores infravermelhos
4. LED's
5. Entradas de passo
6. Porção I2C: 3,3 V, SDA, SCL

Não é essencial, mas útil ter uma placa de prototipagem pronta para soldar como eu fiz.

Também não se esqueça de conectar a câmera a uma porta USB do pi.

Importante:

Certifique-se de ajustar o conversor boost buck para 5 V antes de conectar a parte de 5 V do circuito. Do contrário, você corre o risco de fritar tudo. Para ajustar isso, gire o potenciômetro e observe a leitura da tensão na tela.

Etapa 10: Eletrônicos, Raspberry Pi

Devido a limitações do software para desenhar o esquema, não consegui desenhar como enganchar o pi de framboesa.

Para + 5V você poderia apenas conectar ao pino de 5V do pi, mas isso contorna a segurança como o fusível. Se você olhar na parte inferior, deverá ver alguns pads que são rotulados como TPxx, no nosso caso estamos procurando TP1 ou TP2. Solde seu cabo de + 5V em um deles, mas tome cuidado para não fazer a ponte com outros rastros. Isso provavelmente também anulará a garantia. Eu pessoalmente tentei conectá-lo aos dois blocos de teste e cheguei à conclusão de que é provavelmente o mais fácil e seguro de usar o TP2, fica longe de outros blocos expostos e não tem muitos vestígios ao redor.

Para GND, basta pegar um dos pinos no topo como mostra o esquema, isso está perfeitamente bem agora.

Etapa 11: Testando os eletrônicos

Quando tudo está conectado corretamente, é recomendável primeiro testar tudo antes de montar tudo completamente.

Aqui está uma lista de verificação:

• O endereço IPV4 aparece no LCD
• Capaz de se conectar ao IP por meio do navegador
• Capaz de girar o stepper "alimentando" e ver os LEDs acesos
• Leituras e atualizações de status do contêiner
• Transmissão ao vivo da câmera
• Detectando eventos alimentares

Solução de problemas:

Aqui eu listo alguns dos problemas que tive e como corrigi-los.

- Meu LCD acende, mas não exibe nada:

1) No momento em que escrevo isso, o pi precisa de cerca de 2 minutos para inicializar totalmente, então você precisa dar a ele algum tempo extra.

2) Você não conectou o LCD corretamente. Você pode ver se o conectou corretamente digitando o seguinte comando em um shell:

sudo i2cdetect -y 1

Isso deve retornar 2 endereços: 0x27 (= LCD) e 0x29 (= sensor TOF). Se 0x27 não aparecer, você deve verificar a fiação do LCD. Se ambos não aparecerem, você deve verificar a fiação dos pinos SDA e SCL. Por exemplo. verifique se você trocou os dois por acidente. Na pior das hipóteses, você fez algo errado com os 2 componentes individuais ou algo quebrou.

- Meu LCD está travado em "Conectando ao WiFi"

Isso significa que seu pi está travado tentando se conectar a uma das redes que você configurou para se conectar. Isso significa que você não está ao alcance do ponto de acesso ou fez algo errado durante a configuração, por exemplo. um erro de digitação. Nesse caso, volte a "Configurar WiFi" e repita o processo.

O software também está configurado para se conectar a redes domésticas com um endereço IP que começa com "192.168". Se sua rede estiver configurada com outro intervalo privado, como "10.0" ou "172.16", você terá que ir para /home/pi/project/main.py e na função get_ips () alterar: se "192.168" em ip if "Seu intervalo privado aqui" no ip.

- Meu LCD exibe o ip, mas não consigo conectar:

1) Certifique-se de estar se conectando ao ip 192.168. X. X, o outro ip 169.254.10.1 está sempre configurado para se conectar via ethernet direto ao seu pc. Isso não funcionará se você não estiver conectado.

2) Certifique-se de que você está na mesma rede ou habilitou o encaminhamento de porta em sua rede se quiser acessar o alimentador de fora da rede.

- O stepper treme e não gira:

Isso significa que você não conectou corretamente as entradas ou saídas da ponte H dupla. Tente trocá-los até que funcione.

Etapa 12: Conclusão

Agora que você descobriu como fazer tudo funcionar, é hora de colocar tudo junto. Tive que unir as 2 partes com fita, isso porque o desenho dos furos não é forte o suficiente para segurar a tensão e rachou para mim. Este é um aspecto importante a ser melhorado no futuro. Uma opção de limpeza é apenas colar as duas partes, mas isso pode ser um problema quando algo dentro se quebra e você deseja ter acesso ao interior. É por isso que escolhi a boa e velha fita isolante.

Ao acessar o site, você deve ser saudado por um painel onde pode fazer coisas como alimentação manual, verificar o status, verificar os dados e adicionar predefinições.

Etapa 13: Extra: Extensão do Chrome

Se você não quiser navegar até o painel e apenas quiser verificar rapidamente o status ou feed, pode usar a extensão do Chrome. Por não estar na loja oficial do Chrome na web, você terá que carregá-lo como se fosse desenvolver um pacote desse tipo.

Primeiro, certifique-se de baixar a pasta Feeder Extension do diretório github:

github.com/VanIseghemThomas/ProjectFeeder

Vá para o seguinte URL:

chrome: // extensions /

Uma vez lá, habilite o modo de desenvolvedor e carregue a pasta de extensão. Agora ele deve aparecer como uma extensão.

Se ele não aparecer na barra do Chrome, você pode encontrá-lo no menu do Chrome.

Etapa 14: o software

Se você gosta de mexer no software ou por algum motivo precisa de uma nova cópia de um arquivo, todos os arquivos de que você precisa estão no repositório GitHub que fiz:

Também forneci um esquema EER para o banco de dados, caso você queira adicionar recursos à API. Um dump do banco de dados também pode ser encontrado no repositório GitHub. Todo o código de backend é escrito em Python. Flask é usado para roteamento e Socket.io para websockets.