การออกแบบที่เอาใจใส่: Arduino Automatic Rat Feeder: 18 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

คำแนะนำนี้ทำหน้าที่เป็นคู่มือที่ครอบคลุมทั้งหมดในการสร้างอุปกรณ์ให้อาหารอัตโนมัติสำหรับหนูหรือสัตว์เลี้ยงที่มีขนาดใกล้เคียงกัน แรงบันดาลใจสำหรับโครงการนี้มาจากหนูของพี่สาวที่ต้องได้รับอาหารวันละ 4 เม็ด จากสถานการณ์ปัจจุบัน (โควิด-19) น้องสาวของฉันไม่สามารถให้อาหารหนูได้ทุกวัน ระบบที่ฉันออกแบบใช้ Arduino Nano, เซอร์โว "ไมโคร" และกล่องหุ้มที่พิมพ์ 3 มิติแบบกำหนดเอง การใช้ก้านกระทุ้ง เครื่องควรจ่ายอาหาร 4 เม็ดทุกๆ 24 ชั่วโมงอย่างสม่ำเสมอและไม่ล้มเหลว ระบบสามารถปิดเต้ารับที่ผนัง 5 โวลต์หรือใช้พลังงานจากชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาดเล็กไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็ใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย

เสบียง

วัสดุ:

3x 6” ความยาว 22 AWG สายไฟ (Breadboarding Wire)

1x ไมโครเซอร์โว

1x Arduino Nano (หรือ Metro Mini)

1x ม้วนเส้นใยเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ไม่ยืดหยุ่นใดๆ (PLA, PETG, ABS, PEK, NYLON หรือเรซินใดๆ หากคุณเลือกใช้เครื่องพิมพ์ SLA)

ท่อหดความร้อน 1x 20 มม.

ท่อหดความร้อน 3x 1mm

1x Micro Servo Arm (ปกติจะมาพร้อมกับ Micro Servo)

1x ม้วน Flux-Cored ประสาน

อุปกรณ์:

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ (FDM หรือ SLA)

เครื่องตัดแบบแนวทแยง

คีมจมูกเข็ม

ไฟแช็กหรือปืนความร้อน

หัวแร้ง

ขั้นตอนที่ 1: การวิจัยด้วยความเห็นอกเห็นใจ

ความเห็นอกเห็นใจคืออะไร?

การเอาใจใส่อธิบายว่าเป็นความสามารถในการเข้าใจและแบ่งปันความรู้สึกของผู้อื่น แม้ว่าสิ่งนี้อาจดูเรียบง่าย แต่จริงๆ แล้วมีความเห็นอกเห็นใจสามประเภทที่แตกต่างกัน: ความรู้ความเข้าใจ อารมณ์ และความเห็นอกเห็นใจ ความเห็นอกเห็นใจทางปัญญาต้องการเพียงผู้เดียวเท่านั้นที่จะเข้าใจว่าบุคคลนั้นรู้สึกอย่างไรและรู้ว่าพวกเขากำลังคิดอะไรอยู่ การเอาใจใส่ทางปัญญาไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อทางอารมณ์ แต่ก็ยังมีประโยชน์อย่างเหลือเชื่อในชีวิตประจำวัน ความเห็นอกเห็นใจทางอารมณ์เกี่ยวข้องกับการทำให้อารมณ์ของบุคคลอื่นอยู่ภายใน คุณต้องรู้สึกว่าบุคคลนั้นรู้สึกอย่างไรจึงจะได้สัมผัสกับการเอาใจใส่ทางอารมณ์ นี่เป็นส่วนสำคัญของความสัมพันธ์และอาชีพที่ใกล้ชิดซึ่งกำหนดให้บุคคลต้องตัดสินใจเกี่ยวกับชีวิตของผู้อื่น น่าเสียดายที่การเอาใจใส่ทางอารมณ์สามารถครอบงำได้ในบางครั้ง สุดท้าย มีความเห็นอกเห็นใจที่มีความเห็นอกเห็นใจ ซึ่งรวมเอาสองรูปแบบแรกของการเอาใจใส่เข้าไว้ด้วยกัน มันสร้างความสมดุลให้กับการพิจารณาอย่างรอบคอบพร้อมกับอารมณ์ที่เชื่อมโยงกัน และที่สำคัญที่สุดคือการกระทำ หัวใจสำคัญของการเอาใจใส่ความเห็นอกเห็นใจคือความปรารถนาที่จะทำตามความรู้สึกของใครคนหนึ่งและช่วยเหลือผู้ที่ต้องการความช่วยเหลือ

เหตุใดการเอาใจใส่ลูกค้ารายหนึ่งจึงสำคัญ

ในการออกแบบที่ดี การเอาใจใส่เป็นสิ่งสำคัญ ไม่ว่าจะเป็นความรู้ความเข้าใจ อารมณ์ หรือความเห็นอกเห็นใจ อย่างน้อยที่สุด นักออกแบบทุกคนต้องใช้ความพยายามอย่างเต็มที่ในการทำความเข้าใจความต้องการและความต้องการของลูกค้า นี่คือเหตุผลที่เราเห็นว่านักออกแบบส่วนใหญ่เลือกใช้การเอาใจใส่ทางปัญญาเมื่อทำโครงการ เห็นได้ชัดว่าความเห็นอกเห็นใจทางอารมณ์ไม่เหมาะสมจากมุมมองของการออกแบบ และมักจะถูกมองว่าไม่เป็นมืออาชีพ อย่างไรก็ตาม เมื่อนักออกแบบสามารถเห็นอกเห็นใจลูกค้าอย่างเห็นอกเห็นใจ พวกเขาได้รับการสื่อสารในระดับที่เอื้อต่อการสร้างผลิตภัณฑ์ที่น่าทึ่ง ดังนั้น เมื่อฉันออกแบบสำหรับลูกค้า ฉันพยายามไม่เพียงแต่เข้าใจความรู้สึกและมุมมองของพวกเขา แต่ยังรู้สึกในสิ่งที่พวกเขารู้สึก เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานของพวกเขาอย่างสุดความสามารถ

ความเห็นอกเห็นใจนี้ทำให้ฉันสร้างโครงการนี้โดยเฉพาะได้อย่างไร

เครื่องให้อาหารหนูตัวนี้ออกแบบมาสำหรับน้องสาวของฉัน เธอเพิ่งกลายเป็นเจ้าของหนูดัมโบ(ดัมโบ้เพราะหูที่ใหญ่ ไม่ใช่สติปัญญาของมัน) และมีประสบการณ์ขึ้นๆ ลงๆ ของการเป็นเจ้าของหนูขนยาวขนาดใหญ่ หนูขี้อาย แต่ก็ยังเป็นอยู่ ครั้งแรกที่เธอไปหยิบมันขึ้นมา มันฟันด้วยฟันและกัดนิ้วเธอ เธอร้องไห้เป็นเวลาหลายชั่วโมงหลังจากนั้น เธอใช้เวลาหนึ่งหรือสองสัปดาห์ในการสร้างความกล้าพอที่จะเอามือกลับเข้าไปในกรงนั้น แต่ในที่สุดเธอก็ทำได้ ฉันเฝ้าดูทัศนคติของเธอเปลี่ยนจากการดูถูกเหยียดหยามเป็นความห่วงใย เธอให้อาหารหนูทุกวัน ล้างมันทุกสัปดาห์ และแม้กระทั่งสร้างกรงใหม่ให้มันวิ่งไปรอบๆ ฉันเข้าใจความรู้สึกของเธอในตอนนั้นและความรู้สึกของเธอตอนนี้ ไม่ใช่แค่เพราะฉันเป็นพี่ชายของเธอ แต่เพราะฉันเคยดูแลหนูตัวเล็กด้วย ฉันกลัวว่ามันกัดฉัน ฉันเองก็เช่นกัน ปล่อยให้มันนั่งบนไหล่ของฉันในขณะที่ฉันเดินไปรอบ ๆ ห้องของฉัน อารมณ์ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเป็นสิ่งที่ฉันได้สัมผัสโดยตรง น่าเสียดาย เนื่องจากโควิด-19 และเหตุผลอื่นๆ อีกสองสามอย่าง เราจึงต้องอยู่ห่างจากบ้านปกติในเมือง น้องสาวของฉันยังต้องให้อาหารหนูทุกวัน และต้องอยู่ที่นี่อย่างไม่มีกำหนด ในขณะที่คนอื่นๆ ในครอบครัวของฉัน รวมทั้งฉัน สามารถเดินทางได้ตามต้องการ แต่พี่สาวของฉันก็ต้องอยู่ เพื่อดูแลหนูของมัน ดังนั้น ด้วยการสร้างเครื่องให้อาหารหนูแบบอัตโนมัติ เธอจึงมีอิสระที่จะไปทุกที่ที่เธอต้องการตราบเท่าที่เธอต้องการ และเธอก็สมควรได้รับสิ่งนั้น

ขั้นตอนที่ 2: ออกแบบ

ฉันออกแบบส่วนประกอบทั้งหมดสำหรับโครงการนี้โดยใช้ Autodesk Inventor

ขั้นตอนที่ 3: ดาวน์โหลดไฟล์ที่พิมพ์ 3 มิติทั้งหมด

ไปที่ลิงค์นี้: https://www.thingiverse.com/thing:4354393 และดาวน์โหลดไฟล์ที่มีอยู่ 5 ไฟล์

ขั้นตอนที่ 4: พิมพ์ตัวเรือนลูกสูบ

การตั้งค่าการพิมพ์สำหรับแต่ละส่วนประกอบจะแตกต่างกันเล็กน้อย นี่คือการตั้งค่าการพิมพ์สำหรับ "Piston Housing"

อุณหภูมิและการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดจะแตกต่างกันไปตามเครื่องพิมพ์ แต่ต่อไปนี้คือแนวทางบางประการสำหรับวัสดุเติมและวัสดุสนับสนุน

วัสดุ: PLA หรือ PETG

เติม: 10%

ปริมณฑล/ผนัง: 2

วัสดุสนับสนุน: ใช่

ความเร็ว/ความแม่นยำ: เร็ว

ขั้นตอนที่ 5: พิมพ์ส่วนขยายของเซอร์โวอาร์ม

การตั้งค่าการพิมพ์สำหรับแต่ละส่วนประกอบจะแตกต่างกันเล็กน้อย นี่คือการตั้งค่าการพิมพ์สำหรับ "Servo Arm Extension"

อุณหภูมิและการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดจะแตกต่างกันไปตามเครื่องพิมพ์ แต่ต่อไปนี้คือแนวทางบางประการสำหรับวัสดุเติมและวัสดุสนับสนุน

วัสดุ: PLA หรือ PETG

เติม: 10%

ปริมณฑล/ผนัง: 2

วัสดุสนับสนุน: ไม่

ความเร็ว/ความแม่นยำ: มาตรฐาน

ขั้นตอนที่ 6: พิมพ์หัวลูกสูบ

การตั้งค่าการพิมพ์สำหรับแต่ละส่วนประกอบจะแตกต่างกันเล็กน้อย นี่คือการตั้งค่าการพิมพ์สำหรับ "หัวลูกสูบ"

อุณหภูมิและการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดจะแตกต่างกันไปตามเครื่องพิมพ์ แต่ต่อไปนี้คือแนวทางบางประการสำหรับวัสดุเติมและวัสดุสนับสนุน

วัสดุ: PLA หรือ PETG

เติม: 10%

ปริมณฑล/ผนัง: 2

วัสดุสนับสนุน: ไม่

ความเร็ว/ความแม่นยำ: มาตรฐาน

ขั้นตอนที่ 7: พิมพ์ Piston Arm

การตั้งค่าการพิมพ์สำหรับแต่ละส่วนประกอบจะแตกต่างกันเล็กน้อย นี่คือการตั้งค่าการพิมพ์สำหรับ "Piston Arm"

อุณหภูมิและการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดจะแตกต่างกันไปตามเครื่องพิมพ์ แต่ต่อไปนี้คือแนวทางบางประการสำหรับวัสดุเติมและวัสดุสนับสนุน

วัสดุ: PLA หรือ PETG

เติม: 10%

ปริมณฑล/ผนัง: 2

วัสดุสนับสนุน: ใช่

ความเร็ว/ความแม่นยำ: มาตรฐาน

ขั้นตอนที่ 8: พิมพ์สิ่งที่กระโดด

การตั้งค่าการพิมพ์สำหรับแต่ละส่วนประกอบจะแตกต่างกันเล็กน้อย นี่คือการตั้งค่าการพิมพ์สำหรับ "Hopper"

อุณหภูมิและการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดจะแตกต่างกันไปตามเครื่องพิมพ์ แต่ต่อไปนี้คือแนวทางบางประการสำหรับวัสดุเติมและวัสดุสนับสนุน

วัสดุ: PLA หรือ PETG

เติม: 5%

ปริมณฑล/ผนัง: 1

วัสดุสนับสนุน: ไม่

ความเร็ว/ความแม่นยำ: เร็ว

ขั้นตอนที่ 9: เตรียมส่วนประกอบ

ลบสื่อสนับสนุน:

ตัวเรือนลูกสูบพิมพ์ด้วยวัสดุรองรับ ซึ่งควรถอดออกด้วยคีมปากแหลม

แขนลูกสูบสามารถถอดออกจากวัสดุรองรับได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ

ทางเลือก: ทรายเบา ๆ ทุกส่วน

ขั้นตอนที่ 10: เชื่อมต่อหัวลูกสูบและแขนลูกสูบ

จัดตำแหน่งด้านข้างรูปตัว "T" ของแขนลูกสูบให้ตรงกับช่องบนหัวลูกสูบ

กดแขนลูกสูบลงให้แน่นจนเข้าที่ในช่องวงกลม

ขั้นตอนที่ 11: ติดตั้งเซอร์โว

ใส่เซอร์โวมอเตอร์ลงในช่องที่เหมาะสมโดยให้เพลาอยู่ในตำแหน่งด้านบนของตัวเรือนลูกสูบ

ใช้สกรูที่ให้มาเพื่อยึดเซอร์โวมอเตอร์ให้เข้าที่ อย่าขันสกรูให้แน่นเกินไปเนื่องจาก PLA จะเปราะและมีแนวโน้มที่จะแตกร้าว

ขั้นตอนที่ 12: การแนบ Servo Arm และ Servo Arm Adapter

ใส่แขนเซอร์โวพลาสติกขนาดเล็กที่มาพร้อมกับเซอร์โวมอเตอร์ลงในช่องบนอะแดปเตอร์แขนเซอร์โว

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแขนเซอร์โวถูกล้างด้วยอะแดปเตอร์แขนเซอร์โว และหากไม่เป็นเช่นนั้น ให้พลิกแขนเซอร์โวและควรใส่ให้พอดี

กดแขนเซอร์โวและเซอร์โวอะแด็ปเตอร์เข้ากับเพลาเอาท์พุตของเซอร์โวมอเตอร์ให้แน่น

ใช้สกรูที่เล็กที่สุดที่มาพร้อมกับเซอร์โวมอเตอร์เพื่อยึดทั้งสองชิ้นเข้าที่

หากติดตั้งอย่างถูกต้อง ควรมี "การเล่น" ในแนวตั้งเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย (กระดิก)

ขั้นตอนที่ 13: การประกอบ (ส่วนประกอบเครื่องกล)

ใส่หัวลูกสูบเข้าไปในเรือนลูกสูบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปลายลูกสูบเรียบเสมอกับส่วนปลายของตัวเรือนลูกสูบ

จัดตำแหน่งรูบนแขนเซอร์โวและแขนลูกสูบ เซอร์โวสามารถเคลื่อนย้ายได้โดยไม่ทำให้เกิดความเสียหาย ดังนั้นหากจำเป็นก็สามารถทำได้ตามสบาย

สอดสลักเกลียว M3 ยาวหนึ่งนิ้วผ่านแขนเซอร์โวและแขนลูกสูบ ใช้น็อต 2 ตัวเพื่อยึดเข้ากับด้านตรงข้าม

ไม่ว่าจะใส่โบลต์ไปทางไหน

ขั้นตอนที่ 14: เชื่อมต่อเซอร์โวกับ Arduino

การบัดกรีเป็นทางเลือก โปรดข้ามไปยังขั้นตอนถัดไปหากคุณไม่ต้องการ/ไม่สามารถบัดกรีได้

การเตรียมลวด:

ตัดสายไฟบนเซอร์โวมอเตอร์ให้เหลือ 3 นิ้ว

แยกสายไฟแต่เฉพาะ 1 นิ้วแรกเท่านั้น

ลอกฉนวน 1/2 ออกจากเส้นลวดแต่ละเส้น

การบัดกรี:

หัวแร้งบัดกรีดีบุกและบัดกรีลวดสีน้ำตาลกับ GND (กราวด์) สายสีแดงถึง 5V และสีเหลืองเพื่อพิน 9

ทำตามแผนผังด้านบน!

ขั้นตอนที่ 15: ติดตั้ง Arduino

ใช้สกรูเซอร์โวขนาดเล็กอีก 2 ตัวเพื่อยึด Arduino Nano เข้ากับด้านหลังของตัวเครื่องจ่าย

แนบ Feed Hopper

ขั้นตอนที่ 16: เชื่อมต่อและแฟลชรหัสไปยัง Arduino

คัดลอกโค้ดด้านล่างและอัปโหลดไปยัง Arduino ผ่าน Arduino CC:

#รวม

เซอร์โว myservo; // สร้างวัตถุเซอร์โวเพื่อควบคุมเซอร์โว // สามารถสร้างวัตถุเซอร์โวได้สิบสองรายการบนกระดานส่วนใหญ่

int pos = 0; // ตัวแปรเก็บตำแหน่งเซอร์โว

การตั้งค่าเป็นโมฆะ () { myservo.attach (9); // ติดเซอร์โวบนพิน 9 กับวัตถุเซอร์โว }

วงเป็นโมฆะ () { สำหรับ (pos = 0; pos = 0; pos -= 1) {// เปลี่ยนจาก 45 องศาเป็น 0 องศา myservo.write (pos); // บอกให้เซอร์โวไปที่ตำแหน่งในตัวแปร 'pos' delay(15); // รอ 15ms เพื่อให้เซอร์โวไปถึงตำแหน่ง } }

ขั้นตอนที่ 17: ต่อเข้ากับกรง

ใช้ซิปผูกใบหน้าของตัวป้อนหนูกับกรงสัตว์เลี้ยงของคุณ!

โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟของกรงไม่กีดขวางการเปิดเครื่องจ่าย

ลูกสูบจะหมุนเวียน 4 ครั้งทุกๆ 24 ชั่วโมง ตัวจับเวลาจะเริ่มขึ้นเมื่อ Arduino ได้รับพลังงาน

ตัวป้อนต้องการเพียง 5v เท่านั้น จึงสามารถไหลออกจากเต้ารับที่ผนังผ่าน Micro USB หรือก้อนแบตเตอรี่ภายนอกได้

ขั้นตอนที่ 18: คิดเกี่ยวกับการดูแลสัตว์เลี้ยง

จุดประสงค์ทั้งหมดของผลิตภัณฑ์นี้คือการมอบการดูแลและเอาใจใส่ให้สัตว์เลี้ยงของคนที่คุณรักหรืออาจเป็นสัตว์เลี้ยงของคุณเอง มันทำงานที่ผู้ดูแลปกติจะปล่อยให้พวกเขาใช้เวลาช่วงสั้น ๆ ห่างจากสัตว์เลี้ยงของพวกเขาโดยไม่ต้องกังวล

การได้รับอิสรภาพคือการมีอิสระ และเสรีภาพมาพร้อมกับความรับผิดชอบ

ฉันต้องการชี้แจงอย่างชัดเจน: ผลิตภัณฑ์นี้ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาอย่างถาวรสำหรับการดูแลสัตว์เลี้ยง ในขณะที่ฉันได้แสดงความเห็นอกเห็นใจต่อน้องสาวของฉันเมื่อฉันสร้างผลิตภัณฑ์นี้ให้กับเธอ ฉันขอให้คุณแสดงความเห็นอกเห็นใจต่อสัตว์เลี้ยงของคุณ เพียงเพราะคุณทำได้ อย่าปล่อยพวกมันไว้หลายวัน เล่นกับพวกมันเป็นประจำ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมของพวกเขาสะอาดและปลอดภัย

ขอขอบคุณ, คานัว.