وحدة تغذية الحيوانات الأليفة الذكية: 9 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

هل تمتلك حيوانا أليفا؟

• لا: تبنى واحدة! (وارجع إلى هذه التعليمات).
• نعم: عمل جيد!

ألن يكون رائعًا إذا كان بإمكانك إطعام من تحب وإعطائه الماء دون إلغاء الخطط من أجل العودة إلى المنزل في الوقت المحدد؟ نقول لا داعي للقلق بعد الآن.

في هذا المشروع ، صنعنا موزعات طعام ومياه يتم التحكم فيها عن بُعد (عبر الويب).

من خلال لوحة التحكم على الإنترنت يمكنك عرض البيانات والتحكم في الموزعات:

• عرض منسوب المياه والغذاء في الخزانات.
• اعرض مستويات الطعام والماء في الأوعية.
• هل يأكل الحيوان أو يشرب في هذه اللحظة؟
• جدولة الوجبات (لن يقوم الجهاز بتوزيع الطعام إذا كان هناك ما يكفي من الطعام في الوعاء).
• قم بتوزيع الماء تلقائيًا عندما يفرغ الوعاء.
• قم بتوزيع الطعام / الماء بضغطة زر.
• تلقي إشعارات الدفع على هاتفك (عن طريق تطبيق Telegram).

من نحن؟

تم إنشاؤه بواسطة توم كوفمان وكاتيا فيشمان ، طلاب علوم الكمبيوتر في IDC Herzliya.

تم إنشاء هذا المشروع لدورة IOT.

اللوازم

إلكترونيات

• 2 X ESP8266 (Wemos d1 mini).
• أسلاك العبور.
• 2 X اللوح.
• 4 X جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية.
• 2 X خلية تحميل.
• 2 X مضخم خلية الحمل (HX711).
• المؤازرة (180 درجة).
• المؤازرة (الدوران المستمر).
• 2 X 6V امدادات الطاقة.

القطع

• موزع رقائق الذرة (رابط أمازون).
• قمع موزع الطعام المطبوع ثلاثي الأبعاد (https://www.thingiverse.com/thing:3998805).
• مرفق مؤازر للطباعة ثلاثية الأبعاد (https://www.thingiverse.com/thing:3269637).
• حامل موزع طعام مطبوع ثلاثي الأبعاد (مصمم لهذا المشروع:
• قاعدة ولوحة تحميل مطبوعة ثلاثية الأبعاد (مصممة لهذا المشروع:
• موزع المياه (رابط أمازون لشيء مشابه).
• سلك (لتوصيل مقبض موزع المياه إلى المؤازرة).
• 3 X حامل جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية.

الخطوة 1: كيف يعمل؟

ترسل لوحات ESP8266 قراءات أجهزة الاستشعار إلى Node-RED من خلال Mosquitto (وسيط MQTT).

تقوم Node-RED بمعالجة البيانات ، واتخاذ الإجراءات وفقًا لذلك (أرسل أيضًا أوامر الاستغناء إلى لوحات ESP8266 من خلال Mosquitto) وعرض المعلومات على لوحة القيادة.

يتم إجراء جميع العمليات الحسابية في Node-RED لذلك سيكون من السهل تكرار هذا المشروع وتغيير معالجة البيانات وفقًا لإعداداتك وتفضيلاتك دون أن تتسخ يديك مع الترميز.

الخطوة الثانية: البرامج

اردوينو IDE

تنزيل وتثبيت (الرابط:

البعوض

قم بالتنزيل والتثبيت (الرابط:

Node.js

التنزيل والتثبيت (الرابط:

العقدة الحمراء

اتبع التعليمات:

نجروك

تنزيل:

برقية

قم بتثبيت التطبيق على هاتفك الذكي.

الخطوة 3: تخطيط الدائرة

* كلا الجهازين لهما دوائر متطابقة

موزع المياه

• جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية (لخزان المياه)

  • GND - G
  • VCC - 5 فولت
  • صدى - D5
  • الزناد - D0

• جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية (لمسافة الحيوان الأليف عن الوعاء)

  • GND - G
  • VCC - 5 فولت
  • صدى - D6
  • الزناد - D7

• تحميل خلية

  • أخضر - A + (HX711)
  • أبيض - A- (HX711)
  • أسود - E- (HX711)
  • أحمر - E + (HX711)

• HX711 (مضخم خلية الحمل)

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

• المؤازرة (180 درجة)

  • GND - G
  • VCC - 5 فولت

موزع طعام

• جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية (لخزان الطعام)

  • GND - G
  • VCC - 5 فولت
  • صدى - D5
  • الزناد - D0

• جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية (لمسافة الحيوان الأليف عن الوعاء)

  • GND - G
  • VCC - 5 فولت
  • صدى - D6
  • الزناد - D7

• تحميل خلية

  • أخضر - A + (HX711)
  • أبيض - A- (HX711)
  • أسود - E- (HX711)
  • أحمر - E + (HX711)

• HX711 (مضخم خلية الحمل)

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

• مؤازر (دوران مستمر)

  • GND - G
  • VCC - 5 فولت
  • التحكم - D8

الخطوة 4: الحرف

موزع المياه

1. قم بلصق المؤازرة بأعلى الجزء السفلي من الموزع (كما هو موضح في الصورة).
2. اصنع ثقبًا صغيرًا في مقبض موزع المياه.
3. قم بتوصيل رأس المؤازرة بالمقبض بسلك (تأكد من أن رأس المؤازرة في الموضع 0 وتأكد من إحكام السلك).
4. ألصق حساسًا فوق صوتيًا واحدًا على الجانب الداخلي من الخزان ، بالقرب من قمته (المستشعر متجهًا لأسفل).
5. ألصق حساسًا فوق صوتيًا واحدًا أسفل مقبض الماء باتجاه الخارج (تأكد من ارتفاعه بدرجة كافية حتى لا يؤثر وعاء الماء على قراءاته).

موزع طعام

1. اربط المؤازرة بحاملها (الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد).
2. ألصق القمع (الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد) على حامل الخزان (الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد).
3. قم بتوصيل حامل الخزان بحامل الموزع (الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد) وضع الخزان في مكانه.
4. أدخل الجزء الدوار (مطبوع ثلاثي الأبعاد) في مكانه ومن خلال الجزء المطاطي الدوار من الموزع.
5. برغي جزء حامل المؤازرة في حامل الموزع.
6. ألصق حساسًا فوق صوتيًا واحدًا بالجانب الداخلي لغطاء الخزان (المستشعر متجهًا لأسفل).
7. الصق مستشعرًا واحدًا بالموجات فوق الصوتية على جانب حامل الخزان باتجاه المكان الذي يأكل فيه حيوانك الأليف.

خلايا التحميل

ألصق كل خلية تحميل بالقاعدة واللوحة المطبوعة ثلاثية الأبعاد (سهم خلية التحميل متجهًا لأسفل)

الخطوة 5: البعوض

افتح Mosquitto (مستخدمو windows: اذهب إلى مجلد Mosquitto وافتح cmd وأدخل: "mosquitto -v").

* للحصول على عنوان IP الداخلي للكمبيوتر ، قم بتشغيل cmd وأدخل "ipconfig".

الخطوة 6: Arduino IDE

افتح Arduino IDE واتبع جزء "Install ESP8266 Add-on in Arduino IDE" من هذا الدليل:

انتقل إلى Tools-> Board واختر "LOLIN (WEMOS) D1 R2 & mini".

اذهب إلى Sketch-> Include Library-> Add. ZIP Library… وأضف المكتبات الثلاث في ملف "Libraries.rar".

افتح مخطط "HX711Calibration" ، وقم بتحميله على كل من ESP8266 ، وقم بتشغيله واتبع التعليمات (في بداية الكود وفي الشاشة التسلسلية) لمعايرة خلايا التحميل (تأكد من ضبط معدل الباود للشاشة التسلسلية على 115200 باود).

* اكتب عامل المعايرة والإزاحة الصفرية (للاستخدام لاحقًا).

افتح "FoodDispenser" و "WaterDispenser" الرسومات التخطيطية من خلال IDE وقم بتغيير المتغيرات التالية بإعداداتك (في ملف "Settings.h"):

• WIFI_SSID
• كلمة السر واي فاي
• MQTT_SERVER
• LOAD_CELL_CALIBRATION_FACTOR
• LOAD_CELL_ZERO_OFFSET

* في MQTT_SERVER أدخل عنوان IP الداخلي من خطوة "Mosquitto".

قم بتحميل الرسومات التخطيطية إلى جهازي ESP8266 (رمز واحد لكل لوحة).

* لاحظ أننا استخدمنا مكتبة "AsyncMqttClient" وليس مكتبة "pubsubclient" الأكثر شيوعًا منذ تعطل esp8266 عند دمجها مع مكتبة "HX711".

* إذا اخترت إجراء تغييرات على الكود ، فتأكد من عدم استخدام وظائف "تأخير" و "إنتاج" داخل وظائف رد الاتصال حيث سيؤدي ذلك إلى حدوث أعطال.

الخطوة 7: نجروك

قم بفك ضغط الملف الذي تم تنزيله (من الرابط في خطوة "البرامج").

افتح "ngrok.exe" وقم بتشغيل الأمر "ngrok http 1880".

* يمكنك تحديد المنطقة الأقرب إليك (au ، eu ، ap ، us ، jp ، in ، sa). الافتراضي هو نحن.

على سبيل المثال ، تشغيل الأمر: "ngrok http --region = eu 1880" (اضبط المنطقة على أوروبا).

الآن سترى عنوان الويب الخاص بك للاستخدام الخارجي (سنشير إلى هذا العنوان باسم YOUR_NGROK_ADDRESS).

الخطوة 8: Node-RED

افتح Node-RED (مستخدمو windows: افتح cmd وأدخل "node-red") وانتقل إلى https:// localhost: 1880 (إذا لم ينجح ذلك ، فابحث عن العنوان في نافذة cmd حيث تمت كتابته "الخادم الآن يعمل في ").

افتح القائمة (في الزاوية اليمنى العليا) واضغط على "إدارة اللوحة".

انتقل إلى علامة التبويب "تثبيت" ، وابحث عن هذه الوحدات وقم بتثبيتها:

• عقدة حمراء مساهمة مستمرة.
• عقدة حمراء مساهم كرون بلس.
• عقدة حمراء مساهمة واجهة المستخدم بقيادة.
• العقدة الحمراء لوحة القيادة.
• عقدة حمراء مساهمة برقية.

اذهب إلى القائمة-> استيراد وتحميل ملف التدفق (استخراج ملف RAR المرفق وتحميل ملف json).

انظر الصور المرفقة للحصول على توضيحات حول التدفق.

ستحتاج إلى تعديل هذه العقد بالإعدادات الخاصة بك:

• قم بتحديث ملف تعريف العقدة "Telegram sender" باستخدام اسم المستخدم والرمز المميز لبرنامج الروبوت الخاص بك (استخدم هذا الدليل: https://www.iotwithus.com/send-messages-using-tel …).
• في الجزء السفلي من التدفق ، قم بتغيير حمولات عقد "Ngrok Address" و "Telegram Chat Id" (احصل على معرف الدردشة الخاص بك باستخدام دليل Telegram في الرابط أعلاه).

• يوجد في الجزء السفلي من التدفق عقد إعدادات - قم بتعديلها وفقًا لاحتياجاتك:

  • تنشيط تنبيهات أكل / شرب الحيوانات الأليفة.
  • حدد المسافة لتفعيل تنبيه الأكل / الشرب.
  • تحديد معالجة بيانات الأوعية والخزانات.
  • قم بتعديل أوقات التوزيع (إلى متى يتم التوزيع - الوضع التلقائي والضغط على الزر).
  • حدد النسبة المئوية للحد الأدنى لتدفق وعاء الطعام (قم بإلغاء التوزيع التلقائي للطعام إذا كان هناك ما يكفي من الطعام في الوعاء).

انشر التدفق (في أعلى اليمين).

* في أول عملية نشر فقط ، سترى تحذيرًا في نافذة تصحيح الأخطاء بشأن فقدان ملف "persistance.json". لا تقلق بشأن ذلك لأنك في الوقت الحالي ستقوم بتعيين أوقات التغذية أو تغيير مفتاح الماء التلقائي ، فسيتم تهيئة هذا الملف ولن يكون لديك هذا التحذير بعد الآن.

يمكنك عرض لوحة القيادة الخاصة بك على https:// NODE-RED_PC'S_INTERNAL_IP_ADDRESS: 1880 / ui (إذا كنت متصلاً بنفس شبكة LAN كخادم) أو YOUR_NGROK_ADDRESS / ui (من كل مكان).

الخطوة 9: الختام

نأمل أن يكون هذا البرنامج التعليمي مفيدًا وسهل القراءة والفهم والتنفيذ.

لا تتردد في أن تطلب منا أي شيء.