制作一個易于使用的自動寵物喂食器

這是一個易于使用的自動寵物喂食器，帶有一些 3D 打印部件、可調(diào)節(jié)的喂食時間和可調(diào)節(jié)的喂食部分。

背景

前段時間，我一直在玩微控制器，并想嘗試從教程中脫離出來。并且前段時間因為疫情，我家的小狗的喂養(yǎng)計劃也開始受到影響，并導(dǎo)致一些明顯的不適。有的時候我會無法回家喂養(yǎng)我的好伙伴。所以我需要找到一個解決方案，當我不能回家的時候，我的狗也不會挨餓。

喂食器

我的狗喂食器使用 Arduino 微控制器。我需要的一些關(guān)鍵功能是大多數(shù)其他版本的喂狗器所沒有的。即，一種用于停電恢復(fù)喂養(yǎng)和解決食物卡在分配機構(gòu)中的問題的解決方案。我所在的地區(qū)有時也遭受隨機停電的困擾。停電通常不會持續(xù)很長時間，因此我認為不需要電源冗余。我還想要一些易于拆卸和清潔的東西。清洗 3D 打印部件時要小心，您可以使用溫水，而不是熱水，除非您打算使用 ABS 或 PET-G 進行打印。

完整的功能列表如下

一天喂兩次

使用實時時鐘準確計時

實時時鐘的手動時間更改

手動進紙選項

霍爾傳感器 LED 指示和實時時鐘故障

主屏幕上的喂食時間、當前時間和喂食完成情況概覽

易于導(dǎo)航的菜單

停電投料恢復(fù)（重新上電時投料）

進給時間和完成情況安全地存儲在 EEPROM 中

如果食物在分配時卡住，伺服會“抖動”

需要什么？

4x M3-0.5 x 16 mm 螺絲（編碼器輪）

4x M3-0.5 x 10 mm 螺絲（伺服支架）

12x M3 六角螺母

4x M3 鎖緊螺母

16x 1-1/2 英寸（38 毫米）多用途木螺釘

木膠

6x 0.315 x 0.118 英寸（8 x 3 毫米）磁鐵

1-1/2 x 1-1/2 英寸（3.8 x 3.8 厘米）木材用于支腿和伺服安裝

1/2 x 6 英寸（1.27 x 15.24 厘米）木材用于背部和底座

3D打印零件

我最近獲得了一臺 3D 打印機，與此同時我就在想，沒有什么比為我的寵物喂食器打印定制零件更好的學習和使用方法了。打印的所有內(nèi)容都是 PLA+，使用 Ender 3 Pro 打印，使用 Cura 作為切片機。所有部分的 STL 都可以在 Github 項目頁面上找到。鏈接在文章底部。閱讀 README 文件以獲取打印說明和切片器設(shè)置。

外殼

外殼的設(shè)計考慮到了方便和簡單。無需螺釘或螺母。只需將組件彈出和彈出即可。每個插件都有 4 個用于將組件固定到位的標簽。

盡管我最初確實弄亂了 LCD 屏幕插槽，但我還是返回并在 Fusion 360 中修復(fù)了模型。我只是懶得回去重新打印它。我使用了一些額外的 M3 0.5 x 6mm 螺釘來固定它。LCD 插槽的每個角落都有四個帶孔的墊片，因此您可以在需要時固定屏幕。不幸的是，在我把所有東西都放進去之前，我從來沒有拍過外殼蓋的照片。

編碼器輪附件

輪式編碼器輪有兩個用途：

為 Arduino 提供來自伺服的位置反饋

將橡膠槳連接到伺服器

一個進給部分等于車輪的 1/6（60 度）轉(zhuǎn)。使用食物秤來測量您的寵物每次喂食的食物量，然后調(diào)整份數(shù)，直到您獲得滿足該數(shù)量的范圍。我相信對我來說一次喂食大約是 173 克食物。17 份的份量給了我每次喂食 170-177 克的范圍。這一切都取決于你的粗磨食物的大小。確保喇叭位于 8 個 M3 六角螺母之間。

伺服支架和霍爾傳感器安裝座

這個定制的伺服支架還固定霍爾傳感器并將伺服安裝到一塊 1-1/2 x 1-1/2 英寸（3.8 x 3.8 厘米）的木頭上。木頭的長度將取決于伺服器的位置。安裝座有很大的誤差空間，所以不要太擔心長度是否完美。

確保您選擇了足夠強大的伺服并將其設(shè)置為最大電壓。我選擇的那個產(chǎn)生了 6.5 kg.cm @ 6 Volts

漏斗、食物滑槽和滑槽導(dǎo)軌

這構(gòu)成了食品配送系統(tǒng)。食物從分配器通過漏斗落到滑槽上并進入食物碗。不幸的是，在安裝滑道導(dǎo)軌之前，我沒有拍下它的照片。

我開始做的第一件事是從連接到分配器上的槳輪的桿上取下旋鈕。我用手鋸拆下旋鈕。如果你碰巧有一個電動工具，你可以使用它。不要在銀色部分結(jié)束的地方進一步切割桿。在旋鈕的底部切開。

鋸掉旋鈕后，通過切割上面最后一張圖片中的 3 個支撐來去除剩余的材料。這花了相當長的時間。我想如果你有合適的電動工具會更快。卸下這三個支撐后，留在桿本身上的剩余部分應(yīng)該用一點肘部油脂脫落。您必須打磨最靠近旋鈕的桿部分，以便它很好地適合編碼器輪。

接下來，我們開始構(gòu)建框架的基礎(chǔ)。我把 1/2 x 6 英寸（1.27 x 15.24 厘米）的木頭切成兩塊 8 英寸（20.32 厘米）的塊。這將構(gòu)成進料器框架的底座和背面。涂上一些木膠，然后使用 2 個多功能釘子將它們連接成 L 形。您將需要添加幾個直角支撐來加強后面板和底板的連接。使用 4 個多用途螺絲和一些木膠將它們固定到背板和底板上。我沒有這一步的圖片，但你可以在下面的圖片中看到它們。

從這里您必須將分配器支架切成約 4.5 英寸（11.43 厘米）的高度。它不一定是完美的。盡量靠近它。漏斗允許一些擺動空間。將支架切成合適的尺寸后，將其靠背放置，并確保它平放在底座上。將其放置到位后，使用鉛筆或鋼筆標記容器分配端的中心位置。然后，您需要在底板上鉆一個 2 英寸（5.08 厘米）的孔。至關(guān)重要的是，您測量兩次并用這個切割一次。這將是上圖中看到的孔。

在底板上鉆孔后，我們就可以將分配器支架連接到背板上了。您要做的是將支架靠在后面板上（如下面的第一張圖片所示）。分配器支架的環(huán)下方有兩個小房間。這是您希望孔所在的位置（見下圖）。使用鉛筆或鋼筆在后面板上標記兩個孔的高度。您希望它們盡可能靠近分配器支架的中心。有兩個螺釘將支架的頂環(huán)連接到您切斷的下部。鉆孔時小心不要撞到那些。再次，記住測量兩次并鉆孔一次?；蛘邇纱?，在這種情況下。

現(xiàn)在我們已經(jīng)鉆孔，我們可以使用 5/16 英寸六角螺栓、5/16 英寸六角螺母和 5/16 英寸墊圈將支架連接到背板上。您想繼續(xù)推動螺栓穿過，確保在推動螺栓之前將墊圈放在螺栓的六角端。在它們從另一側(cè)出來后，將另一組墊圈放在螺紋側(cè)，然后開始用手擰緊六角螺母。這會有點棘手。用手擰緊螺母后，您必須使用套筒固定螺母并進一步擰緊。只有大約 1/4 轉(zhuǎn)左右。注意不要擰得太緊。

現(xiàn)在支架已安全固定，我們現(xiàn)在可以添加伺服將要放置的 1/2 x 1/2 英寸的木頭。這個長度將取決于你的伺服器將坐在哪里。繼續(xù)并通過將伺服器連接到編碼器輪上的喇叭和編碼器輪到塑料容器內(nèi)的橡膠槳來組裝進給機構(gòu)。將容器向下放入頂環(huán)中，然后從底板測量伺服器的位置。不要擔心它是否完美。伺服支架允許相當多的擺動空間。使用木膠和一個多功能螺絲固定木架。

下一步是將支腿連接到進紙器的底板上。腿的長度將取決于你寵物的食物碗有多高。我的狗把她的食物碗放在一個高高的架子上；因此，我需要我的喂食器坐得很高。使用 4 個多用途螺絲和一些木膠將它們固定到位。我確實建議在兩條前腿和兩條后腿之間放置一個橫梁，并在橫梁之間放置另一個橫梁，如下所示，以增加穩(wěn)定性。總共使用 6 個多用途螺釘和一些木膠將部件固定到腿上。

接下來的步驟是：

將漏斗插入我們在底板上鉆的孔中

將伺服連接到伺服支架

將支架固定到木架上

使用 4 個 M3 x 10 mm 螺釘和 4 個 M3 六角螺母將伺服器連接到支架上。伺服固定好后，我們可以將支架固定在木制伺服支架上。使用兩顆多用途螺絲將支架輕輕固定在木架上。不要擰得過緊，否則會損壞支架。確保按該順序執(zhí)行這些步驟。漏斗會稍微抬高伺服器，它非常貼合塑料容器的末端，所以如果塑料容器已經(jīng)放在頂環(huán)支架上，就不可能放上去。

最后的步驟是連接滑槽的滑入式支架和滑道本身。您希望將支架稍微放在底板上的孔后面。您希望它盡可能向前，以便滑塊清除進紙器的框架。使用兩個多用途螺釘將支架固定到框架底板的底部。最好使用支架中的滑塊來執(zhí)行此操作，因為支架有一些彎曲，您需要在滑塊和支架之間有一個非常牢固的配合。

電子產(chǎn)品

雖然我從來沒有拍過焊接過程的照片。但這對我來說沒什么。只需將每個組件焊接到其相應(yīng)的引腳上，就可以了。如果您想改用排針，您也可以這樣做。Arduino 插槽下方和上方有足夠的間隙以容納引腳和連接器。我絕對建議將所有組件焊接在一起，然后再將所有組件放入各自的插槽中。

我通過不受管制的外部電源引腳（引腳 30）為我的 Arduino 供電。這需要 7-20 伏之間的輸入電壓，因為該電壓是通過 Arduino 的板載穩(wěn)壓器饋入的。如果您想通過 USB 為其供電，您只需確保為它提供 5 伏電壓，而不是 7-20 伏電壓。

務(wù)必在霍爾傳感器的 Vcc 和 Signal 引腳之間焊接 10k Ohm 電阻。此外，不要忘記將所有組件連接到公共地線。我犯了一個錯誤，錯過了一個理由，我的系統(tǒng)可以工作一段時間，但霍爾傳感器最終會開始出現(xiàn)故障。那對我的狗來說真是“美好”的一天。

我最終為霍爾傳感器和伺服連接制作了定制連接器。我將電線焊接到公針頭上。這些掛在外殼底部。對于霍爾傳感器，我通過切割、剝離和焊接幾根我躺在身邊的杜邦連接器線制作了一個定制的母頭適配器。

對于 Vcc 和接地軌，我將電源軌部分從我周圍的一些額外的永久原型面包板上切掉。你周圍的任何類似的東西都會起作用。在將導(dǎo)軌放入插槽之前，請仔細檢查您的連接。一旦進入，這是最難擺脫的事情。我也以艱難的方式學到了這一點。

最終成果：