制作一個(gè)易于使用的自動(dòng)寵物喂食器

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

背景

前段時(shí)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(shí)間因?yàn)橐咔?，我家的小狗的喂養(yǎng)計(jì)劃也開始受到影響，并導(dǎo)致一些明顯的不適。有的時(shí)候我會(huì)無法回家喂養(yǎng)我的好伙伴。所以我需要找到一個(gè)解決方案，當(dāng)我不能回家的時(shí)候，我的狗也不會(huì)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(jī)構(gòu)中的問題的解決方案。我所在的地區(qū)有時(shí)也遭受隨機(jī)停電的困擾。停電通常不會(huì)持續(xù)很長時(shí)間，因此我認(rèn)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(shí)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(jìn)行打印。

完整的功能列表如下

一天喂兩次

使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘準(zhǔn)確計(jì)時(shí)

實(shí)時(shí)時(shí)鐘的手動(dòng)時(shí)間更改

手動(dòng)進(jìn)紙選項(xiàng)

霍爾傳感器 LED 指示和實(shí)時(shí)時(shí)鐘故障

主屏幕上的喂食時(shí)間、當(dāng)前時(shí)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(shí)投料）

進(jìn)給時(shí)間和完成情況安全地存儲(chǔ)在 EEPROM 中

如果食物在分配時(shí)卡住，伺服會(huì)“抖動(dòng)”

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(jī)，與此同時(shí)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(xué)習(xí)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(jī)。所有部分的 STL 都可以在 Github 項(xiàng)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(jì)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(gè)插件都有 4 個(gè)用于將組件固定到位的標(biāo)簽。

盡管我最初確實(shí)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(gè)角落都有四個(gè)帶孔的墊片，因此您可以在需要時(shí)固定屏幕。不幸的是，在我把所有東西都放進(jìn)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(gè)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(gè)進(jìn)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(gè) M3 六角螺母之間。

伺服支架和霍爾傳感器安裝座

這個(gè)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(dān)心長度是否完美。

確保您選擇了足夠強(qiáng)大的伺服并將其設(shè)置為最大電壓。我選擇的那個(gè)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(jìn)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(gè)電動(dòng)工具，你可以使用它。不要在銀色部分結(jié)束的地方進(jìn)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(gè)支撐來去除剩余的材料。這花了相當(dāng)長的時(shí)間。我想如果你有合適的電動(dòng)工具會(huì)更快。卸下這三個(gè)支撐后，留在桿本身上的剩余部分應(yīng)該用一點(diǎn)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(jìn)料器框架的底座和背面。涂上一些木膠，然后使用 2 個(gè)多功能釘子將它們連接成 L 形。您將需要添加幾個(gè)直角支撐來加強(qiáng)后面板和底板的連接。使用 4 個(gè)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(dòng)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(biāo)記容器分配端的中心位置。然后，您需要在底板上鉆一個(gè) 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(gè)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(gè)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(biāo)記兩個(gè)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(gè)螺釘將支架的頂環(huán)連接到您切斷的下部。鉆孔時(shí)小心不要撞到那些。再次，記住測量兩次并鉆孔一次。或者兩次，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(dòng)螺栓穿過，確保在推動(dòng)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?jǐn)Q緊六角螺母。這會(huì)有點(diǎn)棘手。用手?jǐn)Q緊螺母后，您必須使用套筒固定螺母并進(jìn)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(gè)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(jìn)給機(jī)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(dān)心它是否完美。伺服支架允許相當(dāng)多的擺動(dòng)空間。使用木膠和一個(gè)多功能螺絲固定木架。

下一步是將支腿連接到進(jìn)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(gè)高高的架子上；因此，我需要我的喂食器坐得很高。使用 4 個(gè)多用途螺絲和一些木膠將它們固定到位。我確實(shí)建議在兩條前腿和兩條后腿之間放置一個(gè)橫梁，并在橫梁之間放置另一個(gè)橫梁，如下所示，以增加穩(wěn)定性?？偣彩褂?6 個(gè)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(gè) M3 x 10 mm 螺釘和 4 個(gè) 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(huì)損壞支架。確保按該順序執(zhí)行這些步驟。漏斗會(huì)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(jìn)紙器的框架。使用兩個(gè)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?yàn)橹Ъ苡幸恍澢?，您需要在滑塊和支架之間有一個(gè)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(gè)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?yàn)樵撾妷菏峭ㄟ^ 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(gè)錯(cuò)誤，錯(cuò)過了一個(gè)理由，我的系統(tǒng)可以工作一段時(shí)間，但霍爾傳感器最終會(huì)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(gè)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(huì)起作用。在將導(dǎo)軌放入插槽之前，請仔細(xì)檢查您的連接。一旦進(jìn)入，這是最難擺脫的事情。我也以艱難的方式學(xué)到了這一點(diǎn)。

最終成果：