Электронная кормушка для собак на базе Raspberry Pi с автоматическим управлением через Интернет

Сегодняшняя статья об автоматической кормушке для собак крупных пород и других домашних животных на базе компьютера Raspberry Pi.

С его помощью вы можете:

Легко и просто кормить крупную собаку
Контролировать время кормлений
Контролировать частоту кормлений и объем корма, который съедает питомец
Иметь возможность покормить питомца, отправив письмо с электронной почты, если вы далеко от дома

Если все составляющие части у вас уже есть, процесс сборки кормушки для собаки своими руками займет не больше пары уик-эндов.

Шаг 1: Материалы

Raspberry Pi 2 Model B
Набор разветвителя Т-Cobbler для Raspberry Pi
ЖК-дисплей 16х2
Высокомоментный 12В электромотор
Дозатор для сыпучих продуктов
Вай-фай адаптер для Raspberry Pi
Стержень для дозатора 6,4 мм
Переходник на вал мотора 6,4-6 мм
Два кнопочный выключателя
Аккумулятор 12В для электромотора
Блок питания мини-USB для Raspberry Pi
Древесина для корпуса
Соединительные кабели
Труба для корма (опционально)

Шаг 2: Подключение к макетной плате выключателей

Выключатели дают возможность контролировать кормушку. В моей сборке установлены два кнопочных выключателя.
Один подключен к электромотору, другой нужен для сброса настроек таймера (переключатель сброса).

Сначала подключите разветвитель к плате Raspberry Pi через шлейф. Красная полоса на шлейфе должна прийти на угол платы компьютера.
Положите разветвитель на макетную плату.
Соедините один контакт выключателя электромотора с пином 6 разветвителя. Второй контакт подключите к земле разветвителя.
Соедините один из контактов переключателя сброса с пином 13 разветвителя, а другой контакт – с землей разветвителя.

Выключатели подключены.

Шаг 3: Подключение к макетной плате ЖК-дисплея

ЖК-дисплей запрограммирован на вывод часов, таймера обратного отсчета до кормления, статус-сообщений во время кормления, перезагрузки и т.д.

Этапы подключения дисплея к разветвителю и компьютеру Raspberry Pi:

Припаяйте штыревые разъемы к панели ЖК-дисплея, к обратной стороне штыревого разъема припаяйте малую печатную плату. Я обрезал старую печатную плату до нужного размера. Это облегчит вывод проводов на макетную плату.
Установите потенциометр 10 кОм на макетной плате.
Подключите левую и правую ножки потенциометра к выводу 5В и земле соответственно.
Подключите выводы дисплея к разветвителю в следующем порядке:

пин 1 (VSS) – соедините с землей (черный провод)
пин 2 (VDD) – соедините с 5В (красный провод)
пин 3 (VE) – соедините со средней ножкой потенциометра
пин 4(RS) – соедините с разъемом 25 разветвителя
пин 5 (RW) – соедините с землей (черный провод)
пин 6 (EN) — соедините с разъемом 24 разветвителя
пины 7,8,9 и 10 дисплея пропустите
пин 11 (D4) — соедините с разъемом 23 разветвителя
пин 12 (D5) – соедините с разъемом 17 разветвителя
пин 13 (D6) – соедините с разъемом 21 разветвителя
пин 14 (D7) – соедините с разъемом 22 разветвителя
пин 15 (LED +) – соедините с 5В (красный провод)
пин 16 (LED -) – соедините с землей (черный провод)

Есть интересный вариант modmypi.com

Для программирования дисплея используется библиотека Adafruit (подробнее позже).

Шаг 4: Подключение к макетной плате электромотора

Высокомоментный мотор – это 12В 3,5rpm мотор с 6-мм D-валом.
Схема подключения простая транзисторная, с контрольным сигналом, идущим от пина 19 Raspberry Pi.

Соедините все компоненты, как показано на схеме. Не забывайте, что аккумулятор 12 В питает только электромотор.
Соедините землю от 12 В аккумулятора и землю от Raspberry Pi. Транзистор работает как выключатель, на вывод Raspberry устанавливаем выходное значение HIGH, для включения и выключения электромотора.

Шаг 5: Программируем Raspberry Pi

Основные характеристики автоматической кормушки для собак.

При нажатии на кнопку в миску высыпается определенное количество корма.
Для предотвращения перекармливания кнопка не работает в течение восьми часов после нажатия.
При нажатии переключателя сброса кнопка кормления снова работает.
При случайном нажатии на деактивированную кнопку кормления на дисплее появляется дружелюбное сообщение.
На дисплее показано текущее время, а также время, оставшееся до следующего кормления.
Отправка электронного письма на Google-аккаунт инициирует кормление.
Можно отправить электронное письмо-запрос о времени прошлого кормления и времени, оставшегося до следующего кормления на Google-аккаунт.
Выводит на дисплей сообщения с шутками Чака Норриса и любопытными фактами.
Система защищена от сброса всех настроек, программа автоматически запускается при перезагрузке, сохраняя свой статус в отдельном файле.

Файлы

petfeeder.py

Шаг 6: Соединяем дозатор с электромотором

Дозатор идет в комплекте с монтажным набором и ручкой-барашком. Достаньте из упаковки барашек и пластиковый стержень.

Возьмите металлический стержень 6,4 мм и обрежьте так, чтобы его длины хватило соединить крутящийся механизм дозатора с электромотором. Стержень может немного «ходить» в отверстии дозатора, но это легко исправляется вкладкой, вырезанной из ненужной пластиковой карты.
Закрепите электромотор (я использовал крепление-уголок).
Соедините стержень и вал мотора переходником 6-6,4 мм.
Закрепите дозатор на постоянном месте.

Шаг 7: Желоб для ссыпания корма — опционально

Я не хотел постоянно нагибаться, чтобы нажать на кнопку дозатора, и хотелось уберечь пластиковый дозатор от собаки, поэтому установил дозатор повыше. Но с такой высоты корм разлетался по всему полу, поэтому я решил сделать желоб для ссыпания корма.

Для этого я использовал 76 мм дренажную трубу и колено к ней.
Отверстие трубы я частично перекрыл изолентой, чтобы гранулы корма ссыпались точно в миску.

Шаг 8: Собираем и красим корпус

Сделайте небольшой деревянный шкафчик и покрасьте его.

Дверцу шкафчика сделайте на петлях, чтобы иметь постоянный доступ к системе на всякий случай.

Руководство пользователя:

Нажмите на кнопку для начала кормления.
Отправьте электронное письмо с темой «Когда» (“When”), чтобы узнать время последнего кормления.
Отправьте электронное письмо с темой «Кормить» (“Feed”), чтобы покормить питомца.

На видео показана кормушка в действии.

Шаг 9: Установка камеры

На протяжении нескольких месяцев кормушка работала без нареканий.
Не хватало только подтверждения тому, что собака съедала корм, когда я использовал функцию удаленного кормления.
Поэтому я решил установить камеру Raspberry Pi.

После того, как вы подключите камеру к плате компьютера, нужно будет внести фрагмент кода в основной код, чтобы камера интегрировалась в систему. Камера будет делать снимки в определенное время и сохранять их в отдельном файле. При желании вы можете отправить этот файл на свою электронную почту.

В функции «Отправить письмо» (“sendmail”) в исходном коде просто нужно заменить параметр «attach=None» на «PICFILE» и вы должны получить письмо с файлом.