Pengumpan Ikan Otomatis DIY Ultimate: Tier 2: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Pengumpan Tier 2 adalah langkah besar dari Tier 1. Versi ini menggunakan modul wifi ESP8266 untuk menyinkronkan jam arduino untuk mengontrol jadwal pemberian makan dan pencahayaan tangki.

Langkah 1: Apa yang Anda Butuhkan:

Semua yang ada di Tier 1 kecuali pengatur waktu cahaya

• ESP8266-01
• Programmer FTDI (untuk memprogram ESP8266)
• Besi solder
• Strip LED 5V RGBW (SK6812 IP 65, siang hari putih, saya menggunakan yang ini)
• Strip lampu harus tahan air, karena air akan menguap dari tangki dan mengembun pada tutup tangki dan lampu itu sendiri.
• Catu daya 5V (saya menggunakan yang ini, arduino TIDAK BISA menyalakan semua lampu sendiri.).
• Jangan ragu untuk menggunakan catu daya 5V apa pun yang Anda inginkan, pastikan catu daya tersebut menyediakan daya yang cukup untuk memasok semua lampu.
• Pengatur tegangan 3.3V
• ESP8266 berjalan pada 3.3V, inilah mengapa yang lainnya adalah 5V, lebih mudah untuk turun 5 ke 3,3 daripada turun 12 ke 3,3
• Resistor (1kOhm x2, 2kOhm x2 (atau 1kOhm x4), 10kOhm x1)
• lem super
• Lem panas
• Bagian tercetak 3D x8 (file STL disediakan)
• Penari telanjang kawat (saya merekomendasikan hal-hal berguna ini)
• Breadboard (untuk membuat prototipe)
• Protoboard/papan Proyek (untuk perakitan akhir)
• Kabel daya komputer 3-cabang standar.
• (opsional) Motor getaran ponsel (untuk mengaduk hopper) (saya menggunakan salah satunya)
• Instal perpustakaan arduino ini:
• ESP8266WiFi.h
• WiFiUdp.h
• TimeLib.h
• Dusk2Dawn.h
• Adafruit_NeoPixel.h
• Kesabaran.

Langkah 2: Cara Kerjanya

ESP8266 mendapatkan waktu Unix dari server NIST dan meneruskannya ke arduino. Arduino kemudian menggunakan waktu itu untuk menentukan matahari terbit dan terbenam lokal dan menyinkronkan jam internalnya untuk menentukan berapa menit yang telah berlalu sejak tengah malam. Menggunakan waktu yang telah berlalu sejak tengah malam ini, arduino mengatur warna lampu dan mengetahui kapan harus mengaktifkan feeder, yang merupakan mekanisme yang sama dengan freeder Tier 1. Pengaturan default dalam kode arduino yang saya tulis memiliki lampu yang diatur ke siklus siang / malam yang dapat dikontrol hingga detik untuk memudar halus dan disinkronkan dengan matahari terbit dan terbenam di lokasi Anda. Arduino juga me-reset sendiri sekali sehari untuk menyinkronkan ulang dirinya dengan server NIST dan memastikan tidak ada timer yang meluap.

Langkah 3: Memprogram ESP8266

Oke, jadi ESP8266 adalah bajingan untuk diprogram.

Ini tidak ramah papan tempat memotong roti dan jika Anda memiliki kabel jumper wanita, saya sarankan untuk menggunakannya. Jika ESP8266 Anda datang tanpa firmware apa pun yang diinstal seperti milik saya, Anda harus mem-flash firmware. Gunakan pemrogram FTDI untuk melakukan ini, ada banyak instruksi tentang cara melakukannya di tempat lain, tetapi saya menyediakan diagram pengkabelan untuk kenyamanan. PASTIKAN bahwa programmer FTDI menyediakan 3.3V! 5V akan menggoreng ESP8266 Anda. Dalam diagram saya, warna oranye yang terhubung antara GPI01 dan GND seharusnya hanya dibuat saat mem-flash firmware ESP8266. GPI01 harus tetap tidak terhubung saat mengunggah kode arduino yang sebenarnya ke modul.

Selanjutnya, Anda harus mengunggah kode aktual ESP8266. Gunakan programmer FTDI kali ini bersama dengan arduino IDE. Anda juga perlu mengunduh dan menginstal semua pustaka yang digunakan. Pengaturan yang digunakan untuk mengupload kode dengan arduino 1.8 ada di bagian komentar di awal. PASTIKAN untuk memperbarui kode dengan jaringan wifi dan kata sandi Anda.

Langkah 4: Hubungkan ESP8266 ke Arduino

Setelah kode diunggah, Anda dapat memutuskan pemrogram FTDI dan menghubungkan ESP8266 seperti yang ditunjukkan pada diagram. Resistor digunakan sebagai pembagi tegangan untuk memastikan arduino tidak memompa 5V ke pin komunikasi dan reset ESP8266. Lakukan langkah ini pada papan roti untuk debugging, nanti kita akan meletakkannya di papan proto.

Setelah ESP8266 dicolokkan, Anda akan melihat lampu biru berkedip ketika terhubung ke daya, setelah beberapa detik kemudian akan mendapatkan waktu Unix dari internet dan mengirimkannya ke arduino, maka ia memiliki loop kosong kosong () yang terpasang sampai disetel ulang, seperti pengumpan Tingkat 1.

Untuk memastikan ESP8266 berfungsi, Anda perlu mengunggah kode dari langkah berikutnya ke arduino dan membuka monitor serial.

Langkah 5: Mengunggah Kode Arduino dan Pemecahan Masalah

Sekarang unggah kode ke arduino nano, buka monitor serial, Anda akan melihat sesuatu seperti contoh di atas. Arduino me-reset saat Anda membuka serial monitor, sehingga ESP8266 akan direset secara bersamaan. monitor serial akan mulai menghitung detik dari tengah malam pada 1 Januari 1970, hingga ESP8266 mengirimkannya waktu Unix saat ini. Ketika itu terjadi, Anda akan melihat ini:

Ini bisa memakan waktu 3-15 detik untuk bekerja, jadi bersabarlah. Saya jarang melihatnya membutuhkan waktu lebih dari 10 detik tetapi berikan 15 sebelum Anda memulai pemecahan masalah.

Jika ESP8266 Anda tidak mengirimkan waktu ke arduino, coba langkah-langkah ini:

· Pastikan semuanya terhubung dengan PERSIS seperti seharusnya

· Periksa kembali apakah Anda memasukkan SSID dan kata sandi wifi yang benar ke dalam ESP8266, jika tidak, Anda harus menghubungkannya kembali ke pemrogram FTDI untuk mengunggah informasi yang benar, lalu menyambungkannya ke arduino. (SSID atau kata sandi yang sangat panjang dapat menyebabkan beberapa masalah, tetapi jaringan wifi saya memiliki lebih dari 20 karakter di kedua bidang sehingga sebagian besar jaringan rumah akan baik-baik saja)

· Periksa halaman admin router Anda (jika bisa) untuk perangkat terhubung yang hanya muncul saat ESP8266 aktif. Untuk memastikannya tetap menyala saat Anda memeriksa ini (arduino menonaktifkannya) sambungkan kembali kabel yang mengarah ke pin reset ESP8266 langsung ke 3.3V, menjaganya tetap TINGGI akan membuat ESP8266 tetap menyala. Pastikan untuk membatalkan ini setelah Anda memeriksa.

Langkah 6: Menyesuaikan Kode Arduino

Setelah ESP8266 Anda terhubung dan mengirim waktu ke arduino, arduino yang diprogram hanya akan menghitung waktu dan menampilkan beberapa bit informasi debug lainnya, seperti matahari terbit dan terbenam. Kami dapat menyesuaikan beberapa nilai ini dalam kode arduino, sisanya hanya ada di sana sehingga saya dapat men-debug seluruh sistem.

Untuk lebih memahami bagaimana arduino menghitung matahari terbit dan terbenam, baca dokumentasi di Dusk2Dawn Library. Anda perlu memasukkan lintang dan bujur Anda (jika Anda mengubah nama lokasi Anda, pastikan itu diubah di mana-mana dalam kode!) Dusk2Dawn menggunakan koordinat gps Anda (yang dapat Anda temukan di peta google) dan waktu setempat, untuk menentukan kapan matahari terbit dan terbenam dalam hitungan menit dari tengah malam. Variabel minfromMid adalah menit saat ini sejak tengah malam, dan dibandingkan dengan matahari terbit, terbenam, waktu makan, dan waktu senja untuk memberi tahu arduino kapan harus melakukan apa. Pastikan untuk memperbarui zona waktu Anda juga, defaultnya adalah EST.

Setelah lokasi Anda diatur, atur waktu senja untuk memberi tahu Arduino berapa lama Anda ingin senja. Ini mengontrol berapa lama periode antara siang dan malam berlangsung, dan diberikan dalam hitungan menit. Standarnya adalah 90 menit, sehingga lampu RGBW akan memudar dari siang ke malam atau sebaliknya dalam jangka waktu tersebut.

Selanjutnya, atur waktu makan yang Anda inginkan. Waktu pemberian makan yang sebenarnya diatur dalam metode getTime() untuk menjaga agar pemberian makan tetap sinkron dengan siang/malam. Jika Anda ingin ikan Anda diberi makan pada waktu yang sama setiap hari, beri komentar tentang pengaturan relatif dan gunakan pengaturan awal di awal kode. Ingatlah bahwa waktu ini dalam hitungan menit dari tengah malam. Menggunakan awal, waktu makan yang dikodekan dengan keras dapat mengganggu pencahayaan jika waktu makan turun selama memudar antara senja dan siang hari (saat matahari terbit dan terbenam). Default untuk kode ini masing-masing adalah 15 menit sebelum dan sesudah matahari terbenam dan matahari terbit. Waktu makan tambahan dapat ditambahkan jika Anda mau.

Selanjutnya, atur waktu yang Anda inginkan untuk mengatur ulang arduino. Ini memastikan bahwa tidak ada waktu yang meluap dan menyinkronkan ulang jam. Saya sarankan untuk melakukan ini di tengah hari, saat Anda pergi, karena proses reset menyebabkan lampu menjadi terang penuh. Pada siang hari hal ini tidak akan menjadi masalah bagi ikan, tetapi pada malam hari atau di pagi/sore hari, kilatan cahaya dapat mengganggu ikan Anda atau merusak tampilan akuarium selama beberapa detik saat Anda sedang menikmatinya.

Terakhir, periksa jumlah LED di strip yang Anda miliki, strip saya memiliki 60, tetapi Anda harus memperbarui nilai ini dalam kode pengaturan untuk berapa banyak LED yang Anda gunakan.

Langkah 7: Pencahayaan

Hubungkan strip LED Anda jika Anda belum melakukannya.

Daya (merah) ke 5V, ground (putih) ke ground, sinyal (hijau) ke pin 6 (atau apa pun yang Anda atur). Setelah arduino direset, lampu akan menyala dengan kecerahan penuh sampai ESP8266 mengirimkan waktu ke arduino dan menentukan di mana ia berada dalam siklus pencahayaan. Yang terbaik adalah mengaturnya di sore atau malam hari, karena perubahan cahaya akan lebih drastis. Jika lampu tidak berubah dalam waktu 30 detik, reset arduino. Kode reset saya seharusnya berfungsi, tetapi saya bukan programmer, jadi mungkin masih ada beberapa bug di sini atau di sana. Anda dapat menguji apakah reset berfungsi dengan mengatur waktu reset menjadi satu menit setelah Anda mengunggah ulang kode dan menunggu (detik reset diacak, jadi mungkin perlu 1-2 menit untuk benar-benar mengatur ulang) Anda dapat melakukan trik yang sama nanti untuk memastikan bahwa servo bekerja dengan mengubah waktu makan. Pastikan untuk mengubah waktu ini kembali sebelum Anda membiarkannya berjalan.

Jadwal pencahayaan default cukup sederhana:

Pada malam hari, semua lampu padam kecuali warna biru yang berada pada setting terendah (2/255). Saat waktu mendekati matahari terbit, warna biru meningkat menjadi intensitas penuhnya (255), yang dicapai pada awal senja. Saat senja, merah dan hijau naik dari mati hingga 255. Saat matahari terbit, merah, biru, dan hijau semuanya pada 255, tetapi siang hari berwarna putih, jadi selama 2 menit berikutnya merah, biru, dan hijau memudar dan putih memudar masuk. Sepanjang sisa hari putih berada pada intensitas penuh, sampai 2 menit sebelum matahari terbenam, ketika memudar dan digantikan oleh merah, biru, dan hijau lagi. Saat matahari terbenam, pencahayaan kembali memasuki senja, kecuali kali ini merah dan hijau mulai dengan intensitas penuh dan memudar, meninggalkan warna biru dengan intensitas penuh saat malam tiba. Dari sini, warna biru perlahan memudar kembali ke nilai terendahnya, yang dicapai pada tengah malam.

Kode lain ada di akhir sketsa arduino untuk mode pencahayaan lain, jadi silakan bermain-main dengan matematika untuk membuat pencahayaan memudar secara berbeda atau mengubah warna selama periode yang berbeda dalam sehari. Ingat bahwa matematika dilakukan dalam format float, tetapi nilai warna harus int, jadi konversi diperlukan antara keduanya dengan matematika pencahayaan baru yang Anda terapkan.

Langkah 8: Mencetak Bagian

Jika Anda belum mencetak suku cadang untuk Tingkat ini, lakukanlah. Rumahnya kira-kira berukuran sama dengan unit filter berukuran sedang, dan saya butuh waktu semalaman untuk mencetaknya. Bersihkan bagian-bagiannya, masukkan sekat pemisah, dengan alur menghadap ke atas dan ujung yang membulat menghadap ke luar. Servo dipasang dengan cara yang sama seperti pada Tier 1, dan jika Anda mengganti sistem Tier 1, hopper, tutup, dan roda pengumpanan identik, jadi Anda tidak perlu mencetak ulang jika berfungsi.

Folder.zip berisi dua set file STL, satu untuk motor servo SM22 asli yang saya gunakan dan satu lagi untuk servo SG90 yang jauh lebih umum. Keduanya berisi file Fusion 360 jika Anda ingin/perlu memodifikasi bagian mana pun. SM22 STL pasti cocok satu sama lain, karena itulah yang saya gunakan. Saya belum mencetak atau menguji bagian SG90.

Untuk bahan, saya sarankan menggunakan plastik yang aman untuk makanan. Saya menggunakan Raptor PLA dari makergeeks, yang hadir dalam banyak warna dan sangat kuat setelah Anda menganilnya selama 10 menit. Itu dapat dilakukan dengan merebus bagian-bagiannya, yang saya sarankan Anda lakukan hanya untuk roda jika tidak cukup pas karena anil akan menyusutkan bagian-bagian sekitar 0,3%.

Saya mencetak casing di sisinya (dengan bagian atas menghadap ke samping dan sisi terbuka menghadap ke atas) Ini menggunakan bahan pendukung yang jauh lebih sedikit daripada orientasi lainnya. Hopper dapat dicetak terbalik untuk menghindari semua bahan pendukung di atasnya. Tutup hopper juga harus dicetak terbalik, namun tutup besar harus dicetak dengan sisi kanan atas.

Ada juga bagian 'endstop' untuk memberikan dukungan ke bagian bawah perumahan. Setelah meninggalkan pengumpan di tempatnya selama beberapa minggu, saya perhatikan bahwa pengumpan mulai melorot dan bengkok karena berat catu daya, dan itu memengaruhi kemampuan gerbong untuk memasukkan makanan ke dalam roda. Cukup lem panaskan 1-2 ujung ke bagian bawah rumahan untuk menjaga semuanya tetap rata.

Langkah 9: Perakitan

Gunakan protoboard untuk menghubungkan semuanya. Saya menggunakan kabel jumper jadi saya tidak perlu terlalu banyak menyolder, tetapi di sinilah Anda akan paling sering menyolder. Selama koneksi semuanya sama, sistem akan bekerja seperti pada papan tempat memotong roti. Saya menyolder bersama pin header untuk membuat "rel" daya untuk ground, 5V, 3.3V, serta port sinyal servo dan sinyal 3.3V non-daya ke ESP8266 (RX, CH_PD, dan RST). Saya mengarahkan semua pin ke sisi bawah protoboard, dengan komponen di atas.

Setelah Anda menyelesaikan protoboard, masukkan ke dalam rongga atas housing dan sambungkan motor servo. Kabel penerangan keluar takik di tutup enklosur, dan catu daya pas di rongga bawah. Rongga bawah dibulatkan dan memiliki sedikit kemiringan untuk mengalirkan air yang entah bagaimana berhasil masuk ke enklosur jauh dari elektronik. Hubungkan terminal positif dan negatif catu daya ke sistem dan tambahkan penutup samping.

Jika Anda belum melakukan ini untuk catu daya Anda, potong ujung kabel daya yang tidak terhubung ke dinding dan lepaskan kabel secukupnya sehingga Anda dapat menempatkannya di terminal catu daya yang benar. Jika Anda memiliki ujung crimp yang dapat Anda pasang di ujungnya, saya sarankan untuk menggunakannya, jika tidak tembaga telanjang akan baik-baik saja, pastikan tidak ada yang korslet! INGAT bahwa ini akan dicolokkan ke listrik dinding rumah Anda, AMAN DAN JANGAN PERNAH BEKERJA DENGAN SISTEM YANG DIcolokkan.

Selanjutnya, strip cahaya perlu ditambahkan ke tangki. Lepaskan tutup tangki Anda dan keringkan sepenuhnya. Pastikan permukaan tutupnya bersih dan kering sebelum menambahkan lampu. Strip yang saya dapatkan memiliki dukungan perekat, ini tidak akan berfungsi untuk mengamankan strip cahaya tetapi akan berfungsi untuk menempatkannya di sepanjang tepi tutupnya (atau di mana pun Anda meletakkannya) Tutup tangki saya kebetulan ukuran yang tepat untuk strip saya, jadi saya tidak perlu memperpanjang kabel apa pun. Pastikan semua kabel yang terbuka ditutupi dengan bahan tahan air sebelum Anda memasang kembali tutup tangki. Saya menggunakan lem panas untuk menutupi ujungnya, tetapi itu mungkin tidak berfungsi dalam jangka panjang. Setelah lampu diatur sesuai keinginan Anda, lem super pada tempatnya. Saya harus menggunakan lem ekstra di sudut-sudut karena strip LED terangkat di sana. Biarkan lem mengering selama beberapa menit sebelum Anda memasang kembali tutup tangki, hanya untuk memastikan tidak ada yang menetes. Setelah tutup kembali terpasang, cukup sambungkan kabel ke arduino.

Rakitan pengumpan persis sama dengan pengumpan Tier 1. Servo pas di rongganya dengan roda pengumpan yang menempel padanya. Saku roda pengumpan harus mengarah ke hopper ketika servo berada pada posisi 0 (dan berputar ke arah tangki pada posisi 180). Jika Anda menggunakan motor getaran opsional, solder beberapa kabel timah dan masukkan ke dalam hopper, ada rongga di rongga servo untuk itu. Kirim kabel utama motor melalui jalur yang sama dengan kabel servo dan hubungkan ke ground dan pin motor pada arduino. Lem panas hopper ke alasnya.

Setelah semuanya terhubung, Anda dapat mencolokkan catu daya ke dinding. Arduino harus melalui urutan startupnya dan lampu akan berubah ketika waktunya tiba. Jika tidak, setel ulang papan hingga waktunya. Saya menempelkan penutup enklosur di tempatnya tetapi membiarkan penutup samping tidak direkatkan sehingga saya dapat mengakses arduino untuk mengatur ulang atau memprogram ulang.

Selamat! Pengumpan ikan Tingkat 2 Anda sudah selesai! Kagumi pencahayaan yang cantik dan kemampuannya untuk memberi makan ikan Anda saat Anda pergi! Pastikan untuk memantau sistem selama beberapa hari ke depan untuk memastikan semuanya bekerja dengan baik dan ikan Anda, pada kenyataannya, diberi makan.

Langkah 10: Hal-hal yang Harus Diperhatikan Pertama:

Ketika saya pertama kali mengatur milik saya, saya secara tidak sengaja menghubungkan servo ke pin sinyal yang salah, sehingga ikan tidak diberi makan selama beberapa hari sampai saya menyadari kesalahannya (saya telah memberi mereka makan secara manual di malam hari sebagai tanggapan atas kesalahan berikutnya). Coba atur waktu makan ke saat Anda paling mungkin berada di sekitar untuk memastikan bahwa ikan Anda diberi makan.

Kesalahan lain yang harus diperhatikan adalah reset. Jika, misalnya, Anda tiba di rumah setelah matahari terbenam dan tangki Anda masih menyala di siang hari, kemungkinan fungsi reset gagal dan arduino tidak pernah mendapatkan waktu dari ESP8266. Ini juga berarti bahwa ikan Anda tidak diberi makan sejak waktu reset, jadi Anda mungkin harus memberi mereka makan sendiri sambil menekan tombol reset pada arduino. Saya 99% yakin saya menghilangkan ini, tetapi pengkodean bukan profesi saya jadi pastikan untuk berhati-hati.

Juga pastikan untuk memeriksa makanan di hopper setiap satu atau dua minggu, isi ulang sesuai kebutuhan dan pastikan tidak ada yang rusak.

Jika Anda akan pergi berlibur, pastikan Anda melakukan penggantian air dan perawatan tangki dasar lainnya sebelum Anda pergi. Pengumpan hanya memastikan bahwa makanan dan pencahayaan tidak akan menjadi akhir dari ikan Anda jika Anda pergi terlalu lama. Anda seharusnya tidak perlu menggunakan pengumpan liburan lagi!