Come Realizzare una Mangiatoia Automatica per Pesce: 6 Passaggi (Illustrato)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Nell'ambito dei nostri studi di ingegneria ci è stato chiesto di utilizzare un Arduino e/o un lampone per risolvere un problema quotidiano.

L'idea era di realizzare qualcosa di utile e che ci interessasse. Volevamo risolvere un problema reale. L'idea di realizzare una mangiatoia per pesci automatica è nata dopo un po' di brainstorming.

Hai mai dimenticato di dare da mangiare ai tuoi pesci? O sei così occupato che non hai molto tempo per occupartene e finisce per essere parte dell'arredamento?

Al nostro amico succede ogni volta perché torna a casa tardi e la mattina dopo deve uscire di casa presto. A volte i suoi genitori si prendono cura dei suoi pesci, ma non hanno nemmeno molto tempo per farlo ogni volta. Quindi, per risolvere questo problema, abbiamo avuto questa idea di progetto che dovrebbe interessare anche a te.

Come dovresti sapere, un pesce ha bisogno di alcuni requisiti per vivere in buone condizioni. La prima è la dimensione dell'acquario che deve essere abbastanza grande da dare spazio ai pesci per nuotare liberamente. La seconda condizione riguarda l'acqua che deve essere filtrata in modo permanente. Quest'acqua deve anche essere aerata e parzialmente rinnovata per diminuire le concentrazioni di sostanze indesiderate. Infine, l'acqua deve essere mantenuta in un range di temperatura ottimale, a seconda del tipo di pesce. E la terza condizione riguarda il cibo. Infatti, i pesci devono essere nutriti fino a due volte al giorno.

Lo scopo di questo progetto è nutrire i nostri pesci ogni giorno senza pensarci. Per questo, volevamo anche conoscere la temperatura dell'acqua perché i pesci devono essere mantenuti in un intervallo di temperatura ottimale, a seconda della specie ittica.

A causa del limite di tempo, in questo progetto ci concentreremo sull'alimentazione dei pesci e sulla misurazione della temperatura.

In questo progetto troverai il modo di ricostruire il nostro progetto per il tuo uso personale. I materiali del modello possono essere totalmente sostituiti da altri componenti di diverse dimensioni, per adattare il progetto al proprio acquario. Tuttavia, i componenti principali ti verranno descritti in questo tutorial.

A questo ritmo, la funzione principale è completata, ma ogni progetto può essere spinto oltre, migliorato e potenziato. Quindi, sentiti libero di migliorare questo progetto da solo per prenderti cura dei nostri pesci.

Passaggio 1: componenti

Ecco un elenco dei componenti principali di cui avrai bisogno per realizzare questo progetto:

Arduino Mega

Un Arduino Mega è una scheda elettronica dotata di un microcontrollore in grado di rilevare eventi da un sensore, programmare e comandare attuatori. Si tratta quindi di un'interfaccia programmabile. Questa interfaccia è il componente principale del nostro progetto con cui forniamo gli altri componenti.

Breadbord e fili

Successivamente, abbiamo la breadboard e i cavi che ci consentono di realizzare i diversi collegamenti elettrici.

Servomotore

Poi, il servomotore che ha la capacità di raggiungere posizioni predeterminate e mantenerle. Nel nostro caso il servomotore sarà collegato ad una bottiglia di plastica che fungerebbe da acquario. La rotazione della bottiglia permette di far cadere il cibo per il pesce.

Termometro

Abbiamo anche un sensore di temperatura. Il sensore determina la temperatura nell'acqua e invia queste informazioni tramite un bus a 1 filo all'Arduino. Il sensore può essere utilizzato a una temperatura compresa tra -55 e 125 °C, che è molto più di quello di cui abbiamo bisogno.

Schermo a cristalli liquidi

Lo schermo LCD viene utilizzato per visualizzare le informazioni sulla temperatura. È inoltre necessario utilizzare un potenziometro da 10 kΩ per controllare il contrasto dello schermo e un resistore da 220 per limitare la corrente nello schermo.

LED

È inoltre necessario utilizzare 2 LED per indicare se la temperatura dell'acqua è troppo alta o troppo bassa

Resistenze

Le resistenze sono principalmente utilizzate per limitare la corrente in alcuni componenti.

Bottiglia di plastica

Abbiamo preso una bottiglia di plastica come serbatoio di cibo per pesci

Devi fare dei buchi nella bottiglia per far cadere il cibo sui tuoi pesci

Ecco una tabella contenente i prezzi dei componenti e dove è possibile individuarli (foto 9)

Passaggio 2: assemblaggio dei pannelli di legno

Per iniziare, scegli dei pannelli di legno e taglia la postazione dei tuoi dispositivi in uno dei pannelli. Usando dei chiodi e dei pannelli di legno, puoi creare il tuo modello.

Fissare tra loro i due pannelli di legno con un angolo di 90° (figura 2) e rinforzarli con due staffe di legno (figura 3).

I componenti elettronici verranno inseriti in una scatola di plastica, questa scatola sarà fissata dietro il pannello di legno verticale.

Per fare ciò, pratica un foro in questa scatola per far passare il cavo di alimentazione (figura 4).

Quindi, fissalo con una pinzatrice sul pannello di legno (foto 5).

Successivamente, posizionare lo schermo LCD, il servomotore e i LED nei rispettivi fori. Fissare la bottiglia di plastica sul servomotore (figura 6).

Passaggio 3: cablaggio

È necessario utilizzare due Arduino per separare il codice del servomotore dal codice dell'LCD, del sensore e dei LED. Poiché il servomotore ruoterà ogni 12 ore, il sensore invierà le informazioni sulla temperatura allo schermo LCD anche ogni 12 ore se i loro codici sono nello stesso programma.

Il primo gestirà il sensore, lo schermo LCD ei LED. Il secondo gestirà il servomotore.

Per il cablaggio del sensore, dovrai collegare (Sensore -> Arduino):

• VCC -> Arduino 5V, più un resistore da 4,7 kΩ che va da VCC a Data
• Dati -> Qualsiasi pin Arduino
• GND -> Arduino GND

Per il cablaggio dello schermo LCD, dovrai collegare (LCD -> Arduino):

• VSS -> GND
• VDD -> VCC
• V0 -> Potenziometro 10 kΩ
• RS -> Arduino pin 12
• R/W -> GND
• E -> Arduino pin 11
• Da DB0 a DB3 -> NESSUNO
• DB4 -> Arduino pin 5
• DB5 -> Arduino pin 4
• DB6 -> Arduino pin 3
• LED (+) -> VCC tramite un resistore da 220
• LED (-) -> GND

Per il cablaggio dei LED, dovrai collegare (Arduino -> LED -> Breadboard):

Qualsiasi pin Arduino -> pin anodo -> pin catodo a GND attraverso un resistore da 220

Per il cablaggio del servomotore, dovrai collegare (Servomotore -> Arduino):

• VCC -> Arduino 5V
• GND -> Arduino GND
• Dati -> Qualsiasi pin Arduino

Potete vedere il cablaggio finale nelle immagini.

Passaggio 4: software

Poiché abbiamo due Arduino, avremo bisogno anche di due programmi.

Ogni programma è suddiviso in tre parti. Il primo riguarda la dichiarazione di variabili e include le librerie.

La seconda parte è la configurazione. È una funzione utilizzata per inizializzare variabili, modalità pin, iniziare a utilizzare librerie, ecc.

L'ultima parte è il ciclo. Dopo aver creato una funzione di configurazione, la funzione di loop fa esattamente ciò che suggerisce il suo nome e esegue il loop consecutivamente, consentendo al programma di cambiare e rispondere.

Puoi trovare i nostri codici nel file unito.

Passaggio 5: come funziona

Ora vediamo come funziona il progetto.

L'Arduino MEGA è programmato per alimentare il servomotore ogni 12 ore. Questo servomotore consentirà alla bottiglia di plastica di compiere una rotazione di 180° per poi tornare nella posizione iniziale.

Devi fare dei buchi nella bottiglia. Quindi, quando gira, farà cadere nell'acquario del cibo per pesci (le dimensioni dei fori dipendono dalle dimensioni e dalla quantità di cibo che si desidera far cadere).

Il sensore di temperatura invierà un messaggio elettronico all'Arduino e l'Arduino comunicherà con lo schermo LCD per visualizzare la temperatura sullo schermo.

Se la temperatura dell'acqua non è tra i valori ottimali (inseriamo il codice [20°C; 30°C] a seconda della specie ittica), uno dei LED verrà alimentato. Se la temperatura è inferiore all'intervallo, il LED accanto al messaggio ("Acqua troppo fredda!") si accenderà. Se la temperatura è al di sopra dell'intervallo, l'altro LED sarà acceso.

Passaggio 6: conclusione

In conclusione possiamo dire che il progetto è pienamente operativo ed è in grado di svolgere le sue due funzioni principali: alimentare il pesce due volte al giorno e visualizzare la temperatura con i suoi due segnali (LED) per evitare le condizioni limite di temperatura per il pesce.

A causa della moderazione e delle nostre attuali conoscenze, non possiamo dire che il nostro progetto sia un sistema completamente automatizzato. Non abbiamo potuto migliorare il progetto come avremmo voluto, e quindi vi suggeriamo alcune idee per raggiungere questo scopo:

Regolazione della temperatura dell'acqua: Lo schermo LCD può visualizzare solo le informazioni di temperatura e indicarci il limite di temperatura superiore/inferiore tramite i LED e non ha alcuna influenza sulla sua regolazione

Modalità manuale per nutrire i pesci: crea la possibilità di nutrire i tuoi pesci da soli senza dover aspettare 12 ore

E tante altre idee che ti lasciamo immaginare di creare per la tua mangiatoia per pesci altamente personalizzata.