DIY automatic Pet feeder IoT (alimentador automático de mascotas)
Abstract
This is our automatic pet feeder project. The pieces can be printed entirely.
The objective of this project was to be simple, functional, have few electronic elements, that is low consumption, easy to assemble, easy to print and that has an innovative design.
In addition, the main objective is that you can control completely from the internet with a smart phone.
There is no equal project on the internet. It is also fully customizable in terms of colors.
A "wemos d1 mini" plate and a continuous rotation servo are used for the control part. In addition to an LED that serves as a witness that the system is active.
The entire project is in instructables and the code is in github.
Introducción
La idea de este proyecto fue crear un dosificador automático
para mascotas. Es un proyecto bastante ambicioso y si bien hay productos
industriales en el mercado tienen sus desventajas.
Nosotros queríamos crear una versión hecha por nosotros
mismos (Do it yourself) para tomarlo como un desafío y además utilizar un poco
de nuestra creatividad.
En internet hay muchos sistemas hechos o construidos tipo DIY
pero la verdad que están pensados como una solución más para salir del paso que
algo que sea repetible o seriable. Es decir, que otra persona pueda tomarlo y
replicar el proyecto. No son soluciones muy profesionales, toman una lata y la
cortan, le ponen un motor y fuerzan un mecanismo, por dar un ejemplo. El
gabinete lo construyen de cartón o de madera, etc.
En nuestro proyectos nosotros queríamos hacer algo que cumpla
su rol funcional y además que tenga un diseño innovador y que pueda ser
construido de una forma industrial por decirlo así. Por ejemplo utilizando una
impresora 3d. Si bien utilizando una impresora 3D no podemos lograr una
terminación demasiado buena, es más rustica, queda bastante bien igual.
En este artículo vamos a ver el paso a paso de nuestro
proyecto, desde el diseño, la construcción, el circuito electrónico, la
plataforma de control, etc.
Condiciones y Punto de partida (limitaciones).
Antes de empezar con el proyecto
nos pusimos cierto número de limitaciones y restricciones.
Estas restricciones tenían en
cuenta tanto lo económico como lo práctico. Estas son algunas de ellas:
·
Materiales (3): Para la construcción del gabinete y
depósito podíamos utilizar cualquier tipo de material pero decidimos hacerlo
mediante una impresora 3D usando PLA. Ya que de esta manera podemos replicar el
proyecto infinitas veces.
·
Diseño (6): debíamos buscar un diseño que además de
ser funcional nos permitiera realizar la impresión cuidando lo económico además
de otros factores que nombraremos después.
·
Placa y Plataforma de Control (1)(5): desde un
principio pensamos en realizar el
control mediante el celular, es decir que necesitábamos un sistema que nos
permitiera la conexión a internet. Y además buscar una plataforma para lograr
este control, cualquiera sea la plataforma (iOS o Android). Es por eso que
elegimos la placa Wemos y la plataforma
Blynk.
·
Mecanismo dosificador (2): queríamos utilizar un
pequeño servo de rotación continua junto con un tornillo helicoidal. La
restricción era usar el motor más grande que se pudiera conectar a la placa
directamente sin necesidad de manejar potencias elevadas. Y además se buscó el
tamaño mínimo para que el sistema funcionara con las condiciones impuestas por
lo que funciona para un tamaño de comida pequeño.
·
Reloj (7): como un alimentador automático maneja
horario necesitábamos encontrar la forma de tener acceso a la hora local. Esto
se puede hacer de dos formas pero
elegimos la más simple. Se puede usar un reloj universal que es una placa que
viene aparte (Ds3231) pero eso complicaba el sistema o podemos utilizar un
reloj de tiempo universal desde internet (NTP). Como estamos conectados todo el
tiempo a internet con la placa Wemos no habría ningún inconveniente.
·
Fuente de alimentación (4): no queríamos utilizar una
placa de potencia adicional para alimentar la placa o el motor.
Notas:
1.
Wemos
d1 mini: Utilizar un Wemos d1 mini para poder utilizar wifi y realizar el
control mediante internet y que sea una aplicación IOT. Es una placa pequeña y
bastante potente.
2.
Servo:
Utilizar un servo de rotación continua de bajo consumo, en nuestro caso un “Dm-s0090d”. Que es un servo con un torque de
1.6kg/cm, bastante bajo.
3.
Impresora
3D: ender3. Material: Pla.
4.
Alimentación:
Fuente de 5Voltios USB + Cable
5.
Plataforma
de control: utilizamos la plataforma Blynk para el control mediante el celular
de nuestro alimentador. Además utilizamos las librerías para poder usarlo con
una placa Wemos.
6.
Diseño
3D: utilizamos la plataforma Tinkercad que nos permite crear cosas simples y a
la vez nos permite guardar todo en la nube en forma de repositorio.
7.
Reloj:
en vez de utilizar un reloj físico (DS3231) utilizamos una librería para
obtener la hora de servidores horarios universales (NTP).
DIY Petfeeder mini V01
Desarrollo
Este es la primera versión de nuestro proyecto. Estas son las
características principales que se pensaron para el desarrollo:
·
Diseño:
Se buscó que el diseño fuera lo más
simple posible y se buscó el tamaño exacto (el más pequeño posible) para que
sea funcional y que respete las otras restricciones.
·
Economía:
Como utilizamos una impresora 3D debemos pensar que el diseño sea eficiente
para utilizar la menor cantidad de material posible y a la vez que sea fácil de
imprimir por el uso eficiente de energía. Cuanto más material se utiliza y
cuanto más complicada es la pieza más tiempo tarda en imprimirla.
·
Ecología:
El material que utilizamos es PLA por
lo que es un material ecológico y biodegradable.
·
Facilidad
de construcción y montaje:
Se pensó para que sea fácil de
imprimir y fácil de montar. Al tener varias piezas encastrables nos permite
montarlo fácilmente y además permite que en caso que la impresora por algún
motivo funcione mal no arruina la pieza completa. Por otro lado al ser de
varias piezas nos permite imprimir en varias impresoras y además poder
reemplazar fácilmente una pieza que se nos rompe por ejemplo (y que sea
económico)
·
Simplicidad
Se buscó un diseño que sea simple y
funcional. Tiene que ver con los puntos anteriores.
·
Bajo
consumo:
Se buscó utilizar la menor cantidad
de componentes electrónicos para que sea simple y a la vez económico. En
nuestro caso utilizamos una placa de control (Wemos d1 mini) y un motor
solamente. La restricción que tenemos que el motor es de bajo torque (aprox. 1.6kg/cm)
por lo que el mecanismo no debe tener muchas pérdidas o roces sino se puede
bloquear el servo.
Características
principales del Alimentador (Resumen)
- Alimentador
automático de mascotas;
- El
control se realiza mediante una aplicación en la plataforma Blynk;
- Permite
programar 4 comidas diarias;
- Permite
entregar un premio en cualquier momento del día;
- Permite
configurar el tamaño de la porción en segundos;
- Permite
ver la cantidad de comidas dosificadas en el día;
- Está pensado para tamaño de comida chico.
Hardware:
- Wemos
D1 mini;
- Servo
de rotación continua "Dm-s0090d ";
- Led
Azul;
- Resistencia
de entre 100 a 220 ohm;
Software (gratuito):
·
Arduino
IDE.
·
Blynk App (Android/IOS) and
libraries. (aplicación multiplataforma)
Herramientas:
·
Computadora
personal o notebook.
·
Teléfono
Smart con Android o IOS.
Desarrollo del proyecto:
1)
Diseño
El diseño completo del alimentador
se encuentra en Thingiverse. Se realizó mediante la plataforma Thinkercad.
El diseño básicamente se basa en
utilizar un tornillo helicoidal que recibe alimento desde un depósito en la
parte posterior y pasa por una tobera el cual dosifica en un plato.
El tornillo es movido por un servo
continuo de bajo torque. Esto es posible ya que el tornillo es bastante
eficiente en la función y es muy baja la carga por rozamiento y no permite que
el alimento de trabe.
La placa de control es pequeña al
igual que el servo por lo que no hubo problemas de ubicarlo dentro del
gabinete.
Link Thingiverse:
https://www.thingiverse.com/thing:3761936
2)
Dashboard Blynk
Bueno ahora vamos a ver el diseño del dahsboard en Blynk. A
continuación mostramos los elementos y las variables a crear en un print de
pantalla.
- V2:
valor por defecto.
- V5:
On=1, Off=0;
- V6:
0 a 4;
- V7;
On=1, Off=0. Se puede configurar como push o switch;
- V8/V9/V10/V11:
valores por defecto;
- V12:
se pueden setear valores min y máx cualquiera. En nuestro caso mín=10 y
máx=60. Estos son segundos;
3)
Circuito
Ahora vamos a ver el circuito que utilizamos:
Componentes
- Wemos
D1 mini;
- Servo
de rotación continua "Dm-s0090d ";
- Led
Azul;
- Resistencia
de entre 100 a 220 ohm;
4)
Código:
Bueno dicho lo anterior, el código:
5)
Funcionamiento.
Una vez grabado el programa en el
Wemos y haber creado la aplicación en Wemos deberíamos poder probar el sistema:
·
Conectamos el Petfeeder , la alimentación de la
placa por medio de una fuente USB.
·
Abrimos la app en Blynk , si la placa conecto correctamente
a internet deberíamos ver la placa conectada en la parte superior de la
aplicación. Una vez que tenemos esto confirmado podemos encender la aplicación
del petfeeder con la variable V5 que es un on/off. Luego de esto podemos usar
todas las funcionalidades.
·
Debemos configurar los 4 horarios de las 4 comidas y
luego debemos testear/elegir el tiempo de dosificación. Este tiempo puede
variar de acuerdo a nuestras necesidades. Hay que probarlo para que no se
atasque el plato y si no usamos el plato
que trae por defecto y queremos usar un plato común, hay que levantar el
alimentador unos centímetros para que el alimento tenga caída libre en el
plato.
·
Con el botón que se llama premio o prize podemos
dosificar un poco de alimento en el momento que queramos.
·
El led azul sirve como testigo de que el sistema
esta online. Cuando el sistema esta online y además en la app de Blynk está en
ON se enciende.
Conclusiones:
Este es un sistema muy sencillo pero a la vez muy encantador
y tiene bastante potencial.
Las piezas, del dosificador se pueden hacer con todas las
combinaciones posibles y eso permite que sea totalmente personalizable. Es
decir cada alimentador es único para el que lo construye.
Esta es una aplicación totalmente funcional que ha tomado
meses de desarrollo, espero la disfruten
y nos den feedback y reconocimiento!!
En el futuro se le agregaran más features o funcionalidades a
nuestro alimentador básico.
Links:
<Github> : https://github.com/arduinominilabs <Instagram> : https://www.instagram.com/arduinominilabs<Instructables> : https://www.instructables.com/member/arduinominilabs/ <Thingiverse> : https://www.thingiverse.com/ArduinominiLabs <Facebook> : https://facebook.com/arduinominilabs
Keys:
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Alimentador
automático controlado por internet
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