Проекты

Автоматическая кормушка для рыб

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Электроника и приборостроение»

Направление работы: Домашняя автоматизация
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1329
Предметы: Информатика, Программирование, Технология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

За аквариумом не требуется сложный и постоянный уход. В отличие от других видов животных, которых человек может содержать в квартире или доме, аквариумные рыбы в основном не нуждаются в постоянном контроле.  Ежедневный уход за этим видом домашних животных включает кормёжку и визуальный осмотр. Это не занимает много времени, однако иногда владельцам аквариума необходимо уехать на несколько дней. В это время рыбы остаются без необходимого ежедневного питания. Если уезжать приходится часто, то наиболее разумным решением будет приобрести автоматическую кормушку, которая сможет через равные промежутки времени порционно выдавать корм.

Цель

Разработать, запрограммировать и применить в жизни автоматическую кормушку для рыб с датчиками температуры и уровня воды и возможностью настройки интервала кормления.

Задачи

  1. Изучить принцип работы аквариума и автокормушек для рыб.
  2. Спроектировать корпус автокормушки.
  3. Разработать код программы для Arduino.
  4. Подобрать необходимые компоненты.
  5. Собрать и протестировать готовое устройство.
  6. Доработать при необходимости.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Компоненты:

  • Корпус автокормушки («Компас-3D»)
  • Датчик температуры ds18b20 с изоляцией
  • Датчик уровня воды
  • Плата Arduino Nano
  • Сервопривод и насадка для него
  • OLED I2C дисплей 0.96″ 128×64 px
  • Энкодер KY-040
  • Светодиод
  • Повышающий преобразователь напряжения
  • Портативное зарядное устройство ёмкостью 2200 mAh
  • Резисторы 2,7 кОм

Оборудование:

  • 3D-принтер Makerbot
  • Паяльная станция

Описание

Сначала автор разработал электрическую схему устройства. Проектирование схемы производилось в программе «Fritzing». Эта программа позволяет представлять схему наглядно, что облегчает последующий монтаж радиокомпонентов.

После этого на макетной плате для проверки работоспособности была собрана электрическая часть устройства.

На следующем этапе в программе «Компас-3D» был создан корпус автокормушки, затем крышка автокормушки, а также крышка для отсека с едой для рыб. Для всех компонентов сборки были созданы модели по подобию оригинальных деталей.

Принцип работы созданного устройства. В устройстве установлены датчики температуры и уровня воды. Температура выводится на дисплей, встроенный в крышку корпуса. При недостаточном количестве воды на крышке загорается светодиод. Кормление осуществляется с помощью сервопривода, регулярно открывающего отверстие с кормом.

Результаты работы/выводы

В процессе сборки автоматической кормушки каждая система (работа датчика температуры, передача данных на дисплей, работа сервопривода и др.) была протестирована и проверена в отдельном порядке вне аквариума. После полной сборки готового устройства его работа была также проверена сначала вне заданной среды (аквариум с рыбами). После корректировок системы и её размещения в корпусе автоматической кормушки устройство было помещено в заданную среду (аквариум) без рыб в нём. При успешном испытании работы автокормушки в подобных условиях рыбы будут возвращены в аквариум, и устройство будет эксплуатироваться ещё какое-то время в зависимости от времени работы аккумулятора.

Перспективы использования результатов работы

Проект можно усовершенствовать, установив в корпус автоматической кормушки аккумулятор (батарейки). Также можно расширить меню, управляемое энкодером. Например, выводить уровень воды в аквариуме на дисплей, добавив функцию переключения между показателями датчиков.