DIY Automatic Pet Feeder IoT

Title in spanish: "Alimentador Automático De Mascotas"

Summary

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.

Supplies

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).

Step 1: ​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.

Step 2: 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

Step 3: 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;

Step 4: 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;

Step 5: Código

Bueno dicho lo anterior, el código:

Github: https://github.com/arduinominilabs/PetFeeder-1.0/b...

Step 6: 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.

Step 7: ​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

Thingiverse: https://www.thingiverse.com/ArduinominiLabs

Facebook: https://facebook.com/arduinominilabs

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