Contrôle d'accès à la nourriture pour chat (ESP8266 + servomoteur + impression 3D): 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Ce projet reprend le processus que j'ai utilisé pour créer un bol de nourriture pour chat automatisé, pour mon chat diabétique âgé Chaz. Vous voyez, il a besoin de petit-déjeuner avant de pouvoir prendre son insuline, mais j'oublie souvent de ramasser son plat de nourriture avant d'aller au lit, ce qui lui gâche l'appétit et perturbe son programme d'insuline. Ce plat utilise un servomoteur pour fermer un couvercle sur les aliments entre minuit et 7h30. L'esquisse Arduino du microcontrôleur NodeMCU ESP8266 utilise le protocole NTP (Network Time Protocol) pour contrôler le calendrier.

Ce projet peut ne pas convenir aux chats plus jeunes et plus actifs. Chaz est si vieux et frêle qu'il n'est pas enclin à essayer de forcer le bol, mais c'est possible.

Si vous débutez avec l'Arduino ou l'ESP8266, vous pouvez profiter des guides de prérequis suivants:

• Instructables Arduino Classe
• Instructables Internet des objets classe

Fournitures

• Imprimante 3D (j'utilise une Creality CR-10s Pro)
• Filament d'imprimante 3D (j'utilise du PLA doré)
• Microcontrôleur wifi NodeMCU ESP8266
• Câble USB (A vers microB)
• Adaptateur secteur USB
• Micro servomoteur
• Petit tournevis et vis
• Brancher le fil
• Broches d'en-tête
• Carte perma-proto

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Étape 1: Pièces imprimées en 3D

Le support de bol de nourriture pour chat est basé sur la conception d'Ardy Lai sur Thingiverse. Je l'ai agrandi pour accueillir la gamelle de mon chat et je l'ai également raccourci car l'agrandir l'avait rendu trop grand. J'ai ajouté un support pour un micro servomoteur et quelques trous pour les câbles à acheminer vers l'intérieur.

J'ai modélisé un simple couvercle à l'aide de Tinkercad, conçu pour se fixer à la corne du micro servo. Vous pouvez récupérer mon design directement depuis Tinkercad et/ou télécharger les STL attachées à cette étape.

J'ai imprimé les pièces sur mon imprimante Creality CR-10s Pro avec du filament PLA doré.

Divulgation: au moment d'écrire ces lignes, je suis un employé d'Autodesk, qui fabrique Tinkercad.

Étape 2: Fixez le couvercle au servomoteur

J'ai utilisé un petit foret pour augmenter la taille des trous sur le palonnier du servo, puis j'ai utilisé des vis pour fixer le servo au couvercle imprimé en 3D.

Étape 3: Construire le circuit NodeMCU ESP8266

Le circuit est contrôlé par un microcontrôleur wifi NodeMCU ESP8266. J'ai utilisé des broches d'en-tête sur une carte perma-proto pour rendre le micro servomoteur facilement détachable. Les en-têtes de servo sont connectés au NodeMCU comme suit:

Fil de servo jaune: NodeMCU D1

Fil servo rouge: alimentation NodeMCU (3V3 ou VIN)

Fil de servo noir: masse NodeMCU (GND)

Étape 4: Téléchargez le code Arduino et testez

Installez votre ensemble moteur/couvercle dans la découpe en forme de moteur sur la pièce imprimée en 3D du porte-bol. Branchez l'embase du moteur dans les broches d'en-tête de la carte du microcontrôleur et branchez le circuit sur votre ordinateur avec un câble USB.

L'esquisse Arduino utilise Network Time Protocol pour récupérer l'heure actuelle, puis ouvre ou ferme le couvercle selon un calendrier codé en dur. Copiez le code suivant, mettez à jour vos informations d'identification wifi et le décalage horaire UTC, et téléchargez-le sur votre carte NodeMCU à l'aide de l'IDE Arduino.

#comprendre

#include #include #include ESP8266WiFiMulti wifiMulti; // Créez une instance de la classe ESP8266WiFiMulti, appelée 'wifiMulti' WiFiUDP UDP; // Crée une instance de la classe WiFiUDP pour envoyer et recevoir l'adresse IP timeServerIP; // time.nist.gov Adresse du serveur NTP const char* NTPServerName = "time.nist.gov"; const int NTP_PACKET_SIZE = 48; // L'horodatage NTP se trouve dans les 48 premiers octets de l'octet de message NTPBuffer[NTP_PACKET_SIZE]; // tampon pour contenir les paquets entrants et sortants Servo myservo; // créer un objet servo pour contrôler un servo // douze objets servo peuvent être créés sur la plupart des cartes int pos = 0; // variable pour stocker la position du servo void setup() { myservo.attach(5); // attache le servo sur la broche 5 aka D1 à l'objet servo // ouvre le couvercle par défaut Serial.println (" ouverture du couvercle "); for (pos = 95; pos >= 0; pos -= 1) { // passe de 95 degrés à 0 degrés myservo.write(pos); // dit au servo de se positionner dans la variable 'pos' delay(15); // attend 15ms que le servo atteigne la position } Serial.begin(115200); // Démarre la communication série pour envoyer des messages à l'ordinateur delay(10); Serial.println("\r\n"); démarrerWiFi(); // Essayez de vous connecter à certains points d'accès donnés. Attendez ensuite une connexion startUDP(); if(!WiFi.hostByName(NTPServerName, timeServerIP)) { // Récupère l'adresse IP du serveur NTP Serial.println("La recherche DNS a échoué. Redémarrage."); Serial.flush(); ESP.reset(); } Serial.print("IP du serveur de temps:\t"); Serial.println(timeServerIP); Serial.println("\r\nEnvoi de la requête NTP …"); sendNTPpacket(timeServerIP); } intervalle long non signéNTP = 60000; // Demande l'heure NTP toutes les minutes non signée long prevNTP = 0; non signé long lastNTPResponse = millis(); uint32_t timeUNIX = 0; prevActualTime long non signé = 0; void loop() { long currentMillis non signé = millis(); if (currentMillis - prevNTP > intervalNTP) { // Si une minute s'est écoulée depuis la dernière requête NTP prevNTP = currentMillis; Serial.println("\r\nEnvoi de la requête NTP …"); sendNTPpacket(timeServerIP); // Envoie une requête NTP } uint32_t time = getTime(); // Vérifiez si une réponse NTP est arrivée et obtenez l'heure (UNIX) if (time) { // Si un nouvel horodatage a été reçu timeUNIX = time; Serial.print("Réponse NTP:\t"); Serial.println(timeUNIX); lastNTPResponse = currentMillis; } else if ((currentMillis - lastNTPResponse) > 3600000) { Serial.println("Plus d'une heure depuis la dernière réponse NTP. Redémarrage."); Serial.flush(); ESP.reset(); } uint32_t actualTime = timeUNIX + (currentMillis - lastNTPResponse)/1000; uint32_t EasternTime = timeUNIX - 18000 + (currentMillis - lastNTPResponse)/1000; if (actualTime != prevActualTime && timeUNIX != 0) { // Si une seconde s'est écoulée depuis la dernière impression prevActualTime = actualTime; Serial.printf("\rUTC time:\t%d:%d:%d ", getHours(actualTime), getMinutes(actualTime), getSeconds(actualTime)); Serial.printf("\rEST (-5):\t%d:%d:%d ", getHours(EasternTime), getMinutes(EasternTime), getSeconds(EasternTime)); Serial.println(); } // 7h30 if(getHours(EasternTime) == 7 && getMinutes(EasternTime) == 30 && getSeconds(EasternTime) == 0){ //ouvrir le couvercle Serial.println("ouvrir le couvercle"); for (pos = 95; pos >= 0; pos -= 1) { // passe de 95 degrés à 0 degrés myservo.write(pos); // dit au servo de se positionner dans la variable 'pos' delay(15); // attend 15ms que le servo atteigne la position } } // minuit if(getHours(EasternTime) == 0 && getMinutes(easternTime) == 0 && getSeconds(easternTime) == 0){ //ferme le couvercle Serial. println("fermer le couvercle"); for (pos = 0; pos <= 95; pos += 1) { // passe de 0 degré à 95 degrés // par pas de 1 degré myservo.write(pos); // dit au servo de se positionner dans la variable 'pos' delay(15); // attend 15ms que le servo atteigne la position } } /* // test if(getHours(EasternTime) == 12 && getMinutes(easternTime) == 45 && getSeconds(easternTime) == 0){ //ferme le couvercle Serial.println("fermer le couvercle"); for (pos = 0; pos = 0; pos -= 1) { // passe de 95 degrés à 0 degrés myservo.write(pos); // dit au servo de se positionner dans la variable 'pos' delay(15); // attend 15 ms que le servo atteigne la position } } */ } void startWiFi() { // Essayez de vous connecter à certains points d'accès donnés. Attendez ensuite une connexion wifiMulti.addAP("ssid_from_AP_1", "your_password_for_AP_1"); // ajoutez les réseaux Wi-Fi auxquels vous souhaitez vous connecter //wifiMulti.addAP("ssid_from_AP_2", "your_password_for_AP_2"); //wifiMulti.addAP("ssid_from_AP_3", "your_password_for_AP_3"); Serial.println("Connexion"); while (wifiMulti.run() != WL_CONNECTED) { // Attendre que le Wi-Fi se connecte delay(250); Serial.print('.'); } Serial.println("\r\n"); Serial.print("Connecté à "); Serial.println(WiFi. SSID()); // Dites-nous à quel réseau nous sommes connectés Serial.print("IP address:\t"); Serial.print(WiFi.localIP()); // Envoyez l'adresse IP de l'ESP8266 à l'ordinateur Serial.println("\r\n"); } void startUDP() { Serial.println("Démarrage UDP"); UDP.début(123); // Commencer à écouter les messages UDP sur le port 123 Serial.print("Local port:\t"); Serial.println(UDP.localPort()); Serial.println(); } uint32_t getTime() { if (UDP.parsePacket() == 0) { // S'il n'y a pas (encore) de réponse, retourne 0; } UDP.read(NTPBuffer, NTP_PACKET_SIZE); // lit le paquet dans le tampon // Combine les 4 octets d'horodatage en un nombre de 32 bits uint32_t NTPTime = (NTPBuffer[40] << 24) | (NTPBuffer[41] << 16) | (NTPBuffer[42] << 8) | NTPBuffer[43]; // Convertir l'heure NTP en horodatage UNIX: // L'heure Unix commence le 1er janvier 1970. C'est 2208988800 secondes en temps NTP: const uint32_t seventyYears = 2208988800UL; // soustrait soixante-dix ans: uint32_t UNIXTime = NTPTime - soixante-dixYears; renvoyer UNIXTime; } void sendNTPpacket(IPAddress& address) { memset(NTPBuffer, 0, NTP_PACKET_SIZE); // définit tous les octets du tampon sur 0 // Initialise les valeurs nécessaires pour former la requête NTP NTPBuffer[0] = 0b11100011; // LI, Version, Mode // envoie un paquet demandant un horodatage: UDP.beginPacket(address, 123); // Les requêtes NTP doivent être envoyées au port 123 UDP.write(NTPBuffer, NTP_PACKET_SIZE); UDP.endPacket(); } int int getSeconds(uint32_t UNIXTime) { return UNIXTime % 60; } int int getMinutes(uint32_t UNIXTime) { return UNIXTime / 60 % 60; } int int getHours(uint32_t UNIXTime) { return UNIXTime / 3600 % 24; }

Étape 5: Utilisez-le

Acheminez vos fils vers l'intérieur du porte-bol et branchez votre mangeoire pour chat dans une prise à l'aide d'un adaptateur secteur USB. La façon dont le code simple est écrit, il est destiné à être démarré dans l'état "ouvert", et ne changera sa position de couvercle qu'aux seuils de temps spécifiés dans l'esquisse Arduino.

Merci d'avoir suivi ! Si vous créez votre propre version, j'aimerais la voir dans la section I Made It ci-dessous !

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