Intelligens állateledel: 9 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Van háziállatod?

• Nem: fogadj örökbe egyet! (és térjünk vissza ehhez a tanulságoshoz).
• Igen: jó munkát!

Nem lenne jó, ha a tervek lemondása nélkül etethetne és adhatna vizet szeretteinek, hogy időben hazaérjen? Azt mondjuk, ne aggódj tovább.

Ebben a projektben távirányítású (webes) élelmiszer- és vízadagolókat készítettünk.

Az online műszerfalon keresztül megtekintheti az adatokat és szabályozhatja az adagolókat:

• Tekintse meg az ételek és a víz szintjét a tartályokban.
• Tekintse meg az ételek és a víz szintjét a tálakban.
• Eszik vagy iszik az állat ebben a pillanatban?
• Tervezze meg az etetést (a készülék nem ad ki ételt, ha elegendő étel van a tálban).
• Automatikusan adagol vizet, amikor a tál kiürül.
• Egy gombnyomással adagoljon ételt/vizet.
• Fogadjon push értesítéseket a telefonjára (a Telegram alkalmazással).

Kik vagyunk mi?

Készítette: Tom Kaufman és Katya Fichman, az IDC Herzliya informatika szakos hallgatói.

Ez a projekt egy IOT tanfolyamra készült.

Kellékek

Elektronika

• 2 X ESP8266 (Wemos d1 mini).
• Jumper vezetékek.
• 2 X Breadboard.
• 4 X ultrahangos érzékelő.
• 2 X Betöltőcella.
• 2 X Terheléscellás erősítő (HX711).
• Szervo (180 °).
• Szervó (folyamatos forgás).
• 2 X 6V tápegység.

Alkatrészek

• Kukoricapehely adagoló (Amazon link).
• 3D nyomtatott ételadagoló tölcsér (https://www.thingiverse.com/thing:3998805).
• 3D nyomtatott ételadagoló szervocsatlakozó (https://www.thingiverse.com/thing:3269637).
• 3D nyomtatott élelmiszer -adagoló állvány (ehhez a projekthez készült:
• 3D nyomtatott mérőcella -alap és lemez (ehhez a projekthez készült:
• Vízadagoló (Amazon link valami hasonlóhoz).
• Huzal (a vízadagoló gombjának a szervóhoz való csatlakoztatásához).
• 3 X Ultrahangos érzékelő állványa.

1. lépés: Hogyan működik?

Az ESP8266 táblák Mosquitto (MQTT bróker) segítségével elküldik az érzékelők leolvasásait a Node-RED-re.

A Node-RED feldolgozza az adatokat, ennek megfelelően cselekszik (a Mosquitto-n keresztül elosztási parancsokat is küld az ESP8266 tábláknak), és megjeleníti az információkat a műszerfalon.

Az összes számítást Node-RED-ben hajtják végre, így könnyű lenne megismételni ezt a projektet, és megváltoztatni az adatok feldolgozását a beállításai és preferenciái szerint, anélkül, hogy a kódolással szennyezné a kezét.

2. lépés: Szoftverek

Arduino IDE

Töltse le és telepítse (link:

Mosquitto

Töltse le és telepítse (link:

Node.js

Töltse le és telepítse (link:

Csomópont-PIROS

Kövesse az utasításokat:

ngrok

Letöltés:

Távirat

Telepítse az alkalmazást az okostelefonjára.

3. lépés: Áramkör elrendezés

* Mindkét eszköz azonos áramkörrel rendelkezik

Vízadagoló

• Ultrahangos érzékelő (a víztartályhoz)

  • GND - G
  • VCC - 5V
  • ECHO - D5
  • TRIGGER - D0

• Ultrahangos érzékelő (a kisállat távolsága a tálból)

  • GND - G
  • VCC - 5V
  • ECHO - D6
  • TRIGGER - D7

• Cella betöltése

  • ZÖLD - A+ (HX711)
  • FEHÉR - A- (HX711)
  • FEKETE - E- (HX711)
  • PIROS - E+ (HX711)

• HX711 (terhelésmérő erősítő)

  • GND - G
  • VCC - 5V
  • DT - D4
  • SCK - D3

• Szervó (180 °)

  • GND - G
  • VCC - 5V

Élelmiszer adagoló

• Ultrahangos érzékelő (az élelmiszer -tartályhoz)

  • GND - G
  • VCC - 5V
  • ECHO - D5
  • TRIGGER - D0

• Ultrahangos érzékelő (a kisállat távolsága a tálból)

  • GND - G
  • VCC - 5V
  • ECHO - D6
  • TRIGGER - D7

• Cella betöltése

  • ZÖLD - A+ (HX711)
  • FEHÉR - A- (HX711)
  • FEKETE - E- (HX711)
  • PIROS - E+ (HX711)

• HX711 (terhelésmérő erősítő)

  • GND - G
  • VCC - 5V
  • DT - D4
  • SCK - D3

• Szervó (folyamatos forgás)

  • GND - G
  • VCC - 5V
  • VEZÉRLÉS - D8

4. lépés: Kézműves

Vízadagoló

1. Ragassza a szervót az adagoló alsó részének tetejére (a képen látható módon).
2. Fúrjon egy kis lyukat a vízadagoló gombjába.
3. Csatlakoztassa a szervofejet a gombbal egy vezetékkel (győződjön meg arról, hogy a szervofej a 0 helyzetben van, és győződjön meg arról, hogy a vezeték szoros).
4. Ragasszon egy ultrahangos érzékelőt a tartály belső oldalára, annak tetejéhez közel (az érzékelő lefelé).
5. Ragasszon egy ultrahangos érzékelőt a vízgomb alá, kifelé (ügyeljen arra, hogy elég magas legyen, hogy a víztartály ne befolyásolja a leolvasott értékeket).

Élelmiszer adagoló

1. Csavarja a szervót a tartójához (3D nyomtatott rész).
2. Ragassza a tölcsért (3D nyomtatott rész) a tartálytartóhoz (3D nyomtatott rész).
3. Csatlakoztassa a tartálytartót az adagoló állványához (3D nyomtatott rész), és helyezze a tartályt a helyére.
4. Helyezze be a fonó részt (3D nyomtatással) a helyére és az adagoló gumis részén keresztül.
5. Csavarja fel a szervo tartó részét az adagoló állványára.
6. Ragasszon egy ultrahangos érzékelőt a tartály fedelének belső oldalára (az érzékelő lefelé).
7. Ragasszon egy ultrahangos érzékelőt a tartálytartó oldalára, amely a kedvence étkezési helye felé mutat.

Betöltőcellák

Ragasszon minden mérőcellát a 3D nyomtatott alapra és lemezre (a mérőcella nyílja lefelé)

5. lépés: Mosquitto

Nyissa meg a Mosquitto -t (Windows felhasználók: lépjen a Mosquitto mappába, nyissa meg a cmd parancsot, és írja be: "mosquitto -v").

* A számítógép belső IP -címének megtekintéséhez futtassa a cmd parancsot, és írja be az "ipconfig" parancsot.

6. lépés: Arduino IDE

Nyissa meg az Arduino IDE-t, és kövesse az útmutató "ESP8266-bővítmény telepítése az Arduino IDE-ben" részét:

Lépjen az Eszközök-> Tábla menübe, és válassza a "LOLIN (WEMOS) D1 R2 & mini" lehetőséget.

Lépjen a Sketch-> Include Library-> Add. ZIP Library… menüpontra, és adja hozzá a 3 könyvtárat a "Libraries.rar" fájlhoz.

Nyissa meg a "HX711Calibration" vázlatot, töltse fel mindkét ESP8266 -ra, futtassa és kövesse az utasításokat (a kód elején és a soros monitorban) a terhelési cellák kalibrálásához (győződjön meg arról, hogy a soros monitor adatátviteli sebessége 115200 baud).

* Írja le a kalibrációs tényezőt és a nulla eltolást (későbbi használatra).

Nyissa meg a "FoodDispenser" és a "WaterDispenser" vázlatokat az IDE -n keresztül, és módosítsa a következő változókat a beállításokkal (a "Settings.h" fájlban):

• WIFI_SSID
• WIFI_JELSZÓ
• MQTT_SERVER
• LOAD_CELL_CALIBRATION_FACTOR
• LOAD_CELL_ZERO_OFFSET

* Az MQTT_SERVER mezőben adja meg a belső IP -címet a "Mosquitto" lépésből.

Töltse fel a vázlatokat a két ESP8266 készülékére (egy kódot minden táblához).

* Ne feledje, hogy az "AsyncMqttClient" könyvtárat használtuk, és nem a gyakoribb "pubsubclient" könyvtárat, mivel az esp8266 összeomlott a "HX711" könyvtárral kombinálva.

* Ha úgy dönt, hogy módosítja a kódot, ügyeljen arra, hogy ne használja a "késleltetés" és a "hozam" függvényeket a visszahívási funkciókban, mert összeomlásokat okozhat.

7. lépés: Ngrok

Csomagolja ki a letöltött fájlt (a "Szoftverek" lépésben található linkről).

Nyissa meg az "ngrok.exe" fájlt, és futtassa az "ngrok http 1880" parancsot.

* Kiválaszthatja a hozzá legközelebb eső régiót (au, eu, ap, us, jp, in, sa). Az alapértelmezés mi vagyunk.

Például futtassa a következő parancsot: "ngrok http --region = eu 1880" (állítsa a régiót Európára).

Most láthatja webcímét külső használatra (ezt a címet YOUR_NGROK_ADDRESS néven fogjuk használni).

8. lépés: Node-RED

Nyissa meg a Node-RED (Windows felhasználók: nyissa meg a cmd parancsot, és írja be a "node-red" parancsot), és lépjen a https:// localhost: 1880 címre (ha nem működik, keresse meg a címet a cmd ablakban, ahol ez van írva: "Szerver most fut ").

Nyissa meg a menüt (a jobb felső sarokban), és nyomja meg a "Paletta kezelése" gombot.

Lépjen a "Telepítés" fülre, keresse meg és telepítse ezeket a modulokat:

• csomópont-vörös-hozzájárul-fennmarad.
• node-red-contrib-cron-plus.
• csomópont-piros-hozzájárulás-ui-led.
• csomópont-piros-műszerfal.
• node-red-contrib-telegrambot.

Lépjen a menübe-> Importálja és töltse fel a folyamatfájlt (bontsa ki a csatolt RAR fájlt, és töltse fel a json fájlt).

Az áramlással kapcsolatos magyarázatokat lásd a mellékelt képeken.

Ezeket a csomópontokat módosítania kell a beállításokkal:

• Frissítse a "Távirat küldő" csomópont profilját a bot felhasználónevével és tokenjével (használja ezt az útmutatót:
• A folyamat alján módosítsa az "Ngrok Address" és a "Telegram Chat Id" csomópontok hasznos terhét (a csevegési azonosítót a fenti linken található Telegram útmutató segítségével kaphatja meg).

• A folyamat alsó részén vannak beállítási csomópontok - módosítsa azokat igényei szerint:

  • Az állat evés/ivás figyelmeztetések aktiválása.
  • Határozza meg, mennyi a távolság az evés/ivás riasztás aktiválásához.
  • Határozza meg a tálak és tartályok adatfeldolgozását.
  • Módosítsa az adagolási időket (mennyi ideig tart az adagolás - automatikus mód és gombnyomás).
  • Határozza meg az ételtálca túlfolyási küszöbértékét (szakítsa meg az automatikus ételadagolást, ha elegendő étel van a tálban).

Telepítse az áramlást (jobb felső sarokban).

* Csak az első telepítéskor figyelmeztetést lát a hibakeresési ablakban a hiányzó 'persistance.json' fájlról. Ne aggódjon miatta, mivel pillanatnyilag beállítja az etetési időket, vagy megváltoztatja az automatikus vízkapcsolót, inicializálja ezt a fájlt, és nem fogja látni ezt a figyelmeztetést.

Az irányítópultot a https:// NODE-RED_PC'S_INTERNAL_IP_ADDRESS: 1880/ui (ha ugyanahhoz a LAN-hoz csatlakozik, mint a szerver) vagy a YOUR_NGROK_ADDRESS/ui (mindenhonnan) címen tekintheti meg.

9. lépés: Csomagolás

Reméljük, hogy ez az oktatóanyag informatív volt, és könnyen olvasható, érthető és megvalósítható.

Kérdezzen tőlünk bármit.