Alimentador automàtic d’animals per a mascotes mitjançant un rellotge digital antic: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Hola, en aquest instructiu us mostraré com he fabricat un alimentador automàtic d’animals de companyia mitjançant un rellotge digital antic. També he incrustat un vídeo sobre com he creat aquest alimentador. Aquest instructable s’introduirà al concurs de PCB i, com a favor, agrairia que votéssiu per aquest instructable a continuació. Ens ajudaria a crear projectes més increïbles i compartir-los amb vosaltres en instruccions: D

Hi ha molts mètodes per crear un alimentador d’animals de companyia mitjançant microcontroladors, però hi ha molta gent que troba que els microcontroladors són una molèstia. Així que vaig decidir fabricar un alimentador d’animals per a mascotes mitjançant un temporitzador bàsic (un rellotge digital amb funció d’alarma), de manera que les persones que no prefereixen els microcontroladors no quedin fora de l’afició electrònica.

A continuació s’adjuntaran els fitxers Eagle necessaris.

El funcionament d’aquest circuit es descriurà al final de la instrucció.

Les eines que necessitareu per a aquest projecte són:

1. Mà auxiliar per soldar (opcional)
2. Flux
3. Soldar
4. Soldador
5. Tornavís
6. Alicates de nas doblegades
7. Decapant de filferro
8. Pistola de cola calenta

Eines addicionals que necessitareu si decidiu fabricar el vostre PCB a casa:

1. Esponja aspra
2. Impressora làser
3. Ferro o laminador
4. Contenidors
5. Clorur fèrric
6. Broca PCB
7. Trepant o eina rotativa

Els components que necessiteu són:

1. Tauler laminat revestit de coure d'una sola cara (per PCB de bricolatge)
2. Paper de revista (per a PCB de bricolatge)
3. Tiristor 2p4m - 2
4. Regulador de tensió LM7805 - 1
5. Regulador ajustable LM317 - 1
6. PC817 Optoacoblament - 2
7. Resistència 1k - 1
8. Resistència 820ohms - 2
9. Condensador 47uf 50v - 1 (es pot augmentar si cal)
10. Capçaleres femenines
11. Capçaleres masculines
12. Servo (Tower Pro-Micro Servo SG90) - 1
13. Rellotge digital amb funció d'alarma (que no emet un so cada hora): 1
14. Mini polsador (alt) - 3
15. Tauler de coure: 1
16. Fils flexibles prims
17. Potenciòmetre de 10 k: 1
18. Connector de bateria de 9 volts: 1
19. Interruptor de lliscament en miniatura - 1
20. Pom de potenciòmetre - 1
21. Micro Switch
22. Femelles i cargols
23. Petit contenidor de plàstic (per guardar els aliments)
24. Bateria de 9V

Pas 1: Dissenyar el PCB (mitjançant el programari Eagle)

Hi ha molts programes per triar quan cal dissenyar un PCB. Però el programari Autodesk Eagle em va destacar, ja que és molt professional i ofereix una enorme biblioteca de components que encara es pot ampliar si ho necessiteu i proporciona una major capacitat per personalitzar els PCB.

Si mai no heu utilitzat Eagle abans per fabricar PCB, descarregueu-la de franc ara mateix.

Jo adjuntaré els fitxers Eagle necessaris junt amb el pdf per imprimir el PCB.

Recordeu imprimir-lo en paper de revista mitjançant una impressora làser. No funcionava tan bé quan feia servir paper brillant.

El paràmetre s'ha d'establir a "Mida real" en imprimir, de manera que la impressió no es redueixi ni s'ampliï.

Pas 2: PCB de bricolatge a casa

Vaig decidir seguir gravant el meu propi PCB a casa per alguns motius. Tot i que algunes empreses ofereixen fabricar PCB per uns quants dòlars, els seus càrrecs d’enviament són moltes vegades el preu que cobren per la PCB. Al final, em va semblar una despesa innecessària i la compra d’un alimentador de mascotes reals hauria estat més barata. També m'agrada la satisfacció després de crear el meu propi PCB. És clar que és una mica complicat, però un cop us ho agafeu, les possibilitats són infinites.

Els passos que vaig fer per preparar la placa de coure per a l'aiguafort són:

1. He utilitzat una esponja rugosa per fregar la brutícia o els olis (del tauler laminat de coure) de manera que el tòner s’enganxi bé al coure.
2. Després d'assecar el tauler de coure, el vaig col·locar sobre el paper de la revista, mirant cap al costat imprès, i el vaig gravar en un tros de paper.
3. Després vaig doblegar el paper per la meitat i vaig començar a planxar-hi (el ferro s’hauria d’augmentar fins al màxim de calor i el vapor s’havia apagat)
4. Vaig col·locar la planxa al lateral del paper de la revista i la vaig planxar durant uns 5 minuts aproximadament.
5. Després vaig treure suaument el tauler de coure del paper plegat i el vaig posar a l’aigua (vés amb compte, farà molta calor).
6. Després de deixar que el paper de la revista absorbís l’aigua, vaig començar a pelar suaument el paper de la revista del tauler de coure (preneu-vos el temps, quan el peleu).
7. Després vaig eixugar-lo.
8. Vaig utilitzar un marcador permanent per omplir qualsevol buit en les traces que es poguessin formar en desprendre el paper de la revista.

Els passos que vaig fer per Etch the Copper Board:

1. Vaig fer servir el clorur fèrric per gravar el tauler de coure. Tingueu precaució quan manipuleu amb clorur fèrric.
2. El coure es comença a dissoldre a poc a poc. El procés de gravat pot trigar aproximadament 10 minuts.
3. Quan estigui acabat, el vaig esbandir amb aigua i el vaig netejar en sec. (NO deixeu-lo al clorur fèrric, fins i tot després de dissoldre el coure no desitjat, en cas contrari, les traces també es consumiran).

Finalitzant el PCB:

1. He utilitzat un trepant per perforar els forats necessaris del PCB.
2. Després de foradar tots els forats, vaig fer servir llana d’acer per fregar el tòner, revelant les traces de coure que hi havia a sota.
3. També he utilitzat la llana d’acer a l’altra banda, ja que el procés de perforació pot deixar-la dura.
4. El vaig netejar i va revelar una placa de circuit imprès molt agradable.

Pas 3: Soldar els components al PCB

La majoria de la gent considera que la soldadura és una tasca tediosa. Però si seguiu el procediment correcte, us enamorareu de la soldadura i obtindreu la millor soldadura possible.

1. Assegureu-vos de tenir sempre un ventilador d’escapament a prop del vostre banc de treball per aspirar els fums de la crema de flux (en realitat és el flux que provoca els fums, no la soldadura, i això és perjudicial per als pulmons).
2. NO utilitzeu guants (això pot semblar contrari a la intuïció, però esteu treballant amb una eina que emet molta calor; si us toca els guants, és possible que no sentiu la cremada fins que els guants no es fonen a les mans. Confieu en mi, sí no voleu cremar goma o làtex a les mans.
3. Netegeu sempre la punta abans de soldar tots els components. Una punta oxidada no crearà una soldadura perfecta. Utilitzeu una esponja mullada (les fetes específicament per soldar, que no es fonen i són bastant barates). NO utilitzeu paper de vidre rugós per netejar la punta de soldadura, ja que el revestiment protector es desgastarà i us quedarà el metall nu.
4. Utilitzeu flux (confieu en mi, això ajuda molt)

Els components que haureu de soldar en aquest PCB són:

1. Tiristor 2p4m - 2
2. Regulador de tensió LM7805 - 1
3. Regulador ajustable LM317 - 1
4. PC817 Optoacoblament - 2
5. Resistència 1k - 1
6. Resistència 820ohms - 2
7. Condensador 47uf 50v - 1 (es pot augmentar si cal)
8. Capçaleres femenines
9. Capçaleres masculines

Pas 4: Modificació del Servo

Els servos no solen girar contínuament. Normalment s’utilitzen amb un microcontrolador per ajustar la posició.

Els passos que vaig fer perquè girés contínuament són:

1. Vaig treure la tapa del Servo després de treure-li els cargols
2. Vaig dessoldar els cables del circuit a l'interior del servo i el vaig connectar directament al motor.
3. Vaig desmuntar la tapa frontal que allotja els engranatges per tal d’eliminar la parada final que prohibeix que el servo giri contínuament.
4. Però, per alguna raó, el meu servo no va tenir una parada final, de manera que vaig tornar a posar-ho tot al seu lloc.

La raó per la qual he utilitzat un Servo en lloc d’un motor normal és perquè el servo es pot muntar fàcilment en una carcassa i també el fet que el contenidor d’aliments es pugui fixar-hi amb només un cargol.

Colpeja dos ocells amb una pedra.

Pas 5: modificació del rellotge

La majoria dels rellotges de polsera tenen una funció d’alarma que utilitza un timbre piezoelèctric per avisar-vos quan s’arriba a una hora fixada. Per a aquest projecte només necessitareu això, però no hauria de sonar cada hora. Alguns rellotges tenen l’alarma horària, que acabaria activant l’alimentador cada hora. No volem mascotes obeses.

Aquests són els passos que vaig fer:

1. Primer vaig provar la funció d'alarma i, després, vaig comprovar quin botó apaga l'alarma. Sembla que el botó del llum apaga l’alarma d’aquest rellotge específic.
2. Després, vaig passar a desmuntar el rellotge.
3. Els dos contactes que toquen el brunzidor piezoelèctric són els que li envien el senyal i necessitarem aquests terminals per activar el nostre circuit.
4. Els botons funcionen tocant el contacte comú als terminals del circuit del rellotge.
5. Després de descargolar la placa del suport de la bateria, vaig trencar els contactes habituals que actuen com a botons.
6. Vaig soldar amb un filferro a la placa perquè el pogués utilitzar com a contacte comú.
7. He soldat en un altre cable al terminal que es connecta al brunzidor piezoelèctric.
8. Després vaig separar la pantalla del circuit, de manera que puc soldar els cables als contactes del botó.

Com he fet una base per aguantar els botons:

1. He soldat en 3 mini interruptors polsadors a un tros de tauler de punts, que s’utilitzaran per canviar la configuració del rellotge.
2. Vaig connectar un terminal dels 3 commutadors al contacte comú del rellotge.
3. Després, connecteu els botons del rellotge als commutadors individuals.
4. La placa de la bateria es va soldar al terminal comú dels commutadors i el terminal del brunzidor piezoelèctric es va connectar als cables que s’estenien.
5. També vaig connectar un cable a l’interruptor de desconnexió d’alarma que vam descobrir que era el botó de la llum del rellotge.

Després de completar tot això, vaig tornar a cargolar el rellotge al seu lloc.

Pas 6: Soldar la resta de components

La resta de components que calia soldar:

1. He soldat en dos cables al pin esquerre i mig d’un potenciòmetre de 10K.
2. També he soldat un connector de bateria de 9 volts a la PCB.
3. El potenciòmetre també es va soldar al PCB.
4. L'entrada de senyal d'alarma es va connectar al primer tiristor i el contacte comú a terra del PCB.
5. El cable d’apagat de l’alarma es va connectar al col·lector del segon optoacoplador i l’emissor es va connectar a terra.
6. Després, vaig soldar alguns cables que es connectarien a un micro interruptor.
7. He afegit un mini commutador de diapositives entre la placa base i el micro commutador perquè l’alimentador es pugui apagar quan sigui necessari.

Pas 7: carcassa dels components

Els passos que vaig fer per instal·lar tots els components en una carcassa:

1. Vaig fer servir una carcassa de plàstic que vaig fer prèviament les obertures necessàries.
2. Vaig introduir el servo a l'obertura necessària i el vaig cargolar al seu lloc.
3. Vaig utilitzar cola calenta per enganxar el rellotge a la carcassa.
4. Després vaig cargolar els botons del rellotge a la carcassa (els 3 botons semblen funcionar perfectament).
5. Vaig connectar el servo al PCB i vaig instal·lar el potenciòmetre i l’interruptor lliscant a la carcassa.
6. Després vaig passar els cables del microinterruptor per la petita obertura propera al servo i vaig cargolar la PCB a la carcassa.
7. Vaig fixar una pinça de plàstic a la coberta inferior de la carcassa perquè l’alimentador es pogués muntar fàcilment en un aquari i vaig tancar la tapa.
8. Vaig posar un pom al potenciòmetre perquè sigui més fàcil d’ajustar-lo.
9. Vaig retallar els cables del microinterruptor i el vaig soldar als contactes normalment tancats del microinterruptor.

Pas 8: envàs per al menjar

Vaig utilitzar un recipient de plàstic per emmagatzemar el menjar, que l’alimentador ha de dispensar.

1. Vaig fer diverses obertures, cadascuna per a funcions diferents.
2. Vaig utilitzar un tros de plàstic com a divisor, al qual també vaig fer una obertura perquè passessin els aliments.
3. Vaig utilitzar cola calenta per enganxar-la al contenidor.
4. També he utilitzat un altre tros de plàstic com a tapa ajustable per tal de limitar la quantitat d'aliments que cauen de l'alimentador.
5. Vaig utilitzar una rosca i un cargol per subjectar la tapa ajustable al contenidor.
6. Vaig utilitzar cola calenta per posar la nou al seu lloc.
7. Després, vaig enganxar el braç del servo a l’obertura central del recipient amb cola calenta.
8. Vaig afegir una rosca i un pern a l’obertura de la vora. S’utilitzarà per activar el microinterruptor.
9. Després vaig fixar-lo al contenidor al servo, mitjançant el cargol subministrat amb el servo.

Pas 9: prova d'execució

En la prova inicial, el servo continua funcionant sense aturar-se després d’un gir. Per tant, hem d’ajustar el cargol que se suposa que hauria d’activar el microinterruptor.

Sembla que el desencadeni correctament a la segona prova.

Vaig afegir la tapa del contenidor i el vaig tornar a provar. Sembla que funciona perfectament.

Vaig seguir endavant i vaig etiquetar l’interruptor d’encesa i els botons que controlen el rellotge.

Girant el potenciòmetre, podem ajustar la velocitat a la qual gira el servo.

Vaig afegir menjar de peix i vaig engegar l’alimentador. Després vaig provar la funció d'alimentació temporitzada. També funciona perfectament.

Pas 10: Com funciona el circuit

En termes bàsics, l’alarma del rellotge activa l’alimentador per dispensar aliments i el microinterruptor apaga la rotació quan es completa un gir complet.

El procés complet és que:

1. El rellotge envia un pols al brunzidor piezoelèctric que provoca el so que sentiu.
2. El pols és molt petit, de manera que fem servir un tiristor per agafar el pols.
3. El pols s'encén el tiristor permetent el pas de l'electricitat.
4. Però el pols s'activa i s'apaga ràpidament (cosa que provoca el so de pit-parada-pit-parada ….), de manera que necessitem un segon tiristor per mantenir-lo encès.
5. Quan el primer tiristor s'encén, activa els dos acobladors
6. El primer optoacoblador engega el segon tiristor (i aquest es manté activat, sense apagar-lo fins que no es prem el microinterruptor).
7. El segon optoacoblador engega l’interruptor d’aturada de l’alarma (és perquè si l’alarma continua sonant i el dispensador ja ha completat un gir, continuarà girant, ja que el rellotge continua enviant el senyal. Això donarà lloc a moltes voltes més que una sola).
8. Després que el segon optoacoblador desactivi l'alarma, el primer tiristor també s'apaga, però el segon tirador es manté activat.
9. Després que el dispensador hagi completat un gir complet, el cargol que hem fixat en una de les vores tocarà el microinterruptor i desconnectarà l'alimentació del circuit (ja que hem soldat els cables al contacte normalment tancat).
10. El condensador que hem afegit al circuit li donarà l'últim cop que el servo necessita per passar el microinterruptor, fins i tot després de desconnectar l'alimentació. Això es necessita perquè si no hi ha condensador, el pern s'encallarà al microinterruptor i mantindrà l'alimentació desconnectada.
11. L'alimentació s'atura fins que el rellotge torna a enviar un senyal quan l'alarma està activada.
12. El cicle es repeteix

Espero que això sigui útil. Recordeu votar-hi a continuació, perquè puguem continuar fent projectes fantàstics i compartir amb vosaltres en instruccions. Seguiu increïbles i ens veiem al proper projecte:)