用Arduino Uno制作一個(gè)智能的自動(dòng)寵物喂食器（續(xù)）

這篇文章來(lái)源于DevicePlus.com英語(yǔ)網(wǎng)站的翻譯稿。

第 1 部分 續(xù) >

第4步：添加 RFID

RFID是該系統(tǒng)的核心。當(dāng)你的寵物靠近喂食器時(shí)，RFID將讀取標(biāo)簽上的值，并決定是否提供更多的食物。RFID系統(tǒng)采用SPI通信，將標(biāo)簽的值存儲(chǔ)在EEPROM存儲(chǔ)器中。在這種情況下，如果發(fā)生系統(tǒng)故障(例如斷電等引發(fā)的問(wèn)題)，信息將被保存到存儲(chǔ)器中。

有關(guān)Arduino SPI通信的更多信息，請(qǐng)參閱 Arduino 通信協(xié)議教程。

就RFID而言，必須添加以下庫(kù):

SPI

MFRC522

EEPROM

圖13:添加了RDIF的接線圖

圖14:RFID與其他組件連接的示意圖

我們有兩個(gè)RFID標(biāo)簽。紅的會(huì)裝在寵物身上。作為測(cè)試組，藍(lán)的會(huì)裝在外人身上(不是你寵物的其他東西)。該系統(tǒng)有兩個(gè)功能:

白天:上午8時(shí)至晚上8時(shí)，喂食器每4小時(shí)投放3次食物。當(dāng)食物被投放出來(lái)以后，蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音作為信號(hào)，它會(huì)叫你的寵物過(guò)來(lái)進(jìn)食。當(dāng)有聲音時(shí)，寵物就會(huì)知道該吃飯了，它會(huì)靠近自己的碗(食物容器)。當(dāng)標(biāo)簽靠近RFID閱讀器時(shí)，食物就會(huì)被投放出來(lái)

晚上:不會(huì)發(fā)出聲音，但如果寵物在早上0點(diǎn)以后接近RFID，則將被喂食一次。

圖15:在串口監(jiān)視器上所顯示的分配標(biāo)簽

第5步:安裝電機(jī)

我們將使用伺服電機(jī)SG90。伺服角度的大小是(0-180度)。我們的鎖具系統(tǒng)將類似于一個(gè)角度控制的鎖具(當(dāng)“鎖具”打開(kāi)/解鎖時(shí)，可控制投喂多少食物)。

以下是一些要點(diǎn):

0 度:“鎖具”完全關(guān)閉，沒(méi)有食物投放;

180 度:“鎖具”完全打開(kāi)，食物全部投放;

在 0-180: 之間:你可以選擇投放多少食物。

圖16:完整的項(xiàng)目接線圖

第6步:制作機(jī)械部分

在我們討論電機(jī)的編程之前，我們需要制作喂食器的支架。現(xiàn)在就需要研究一下喂食器的機(jī)械部分。我們需要以下材料:

金屬板(或木板)- 35×25 厘米

瓶子(或塑料容器)

打開(kāi)/關(guān)閉食物分配器所需要用到的2塊硬質(zhì)材料

把瓶子固定在金屬板上
用鉆在金屬板上鉆4個(gè)洞，為碗留出空間(這個(gè)距離取決于你的碗/食物容器有多高。之后，你需要把瓶子倒過(guò)來(lái)，用兩根線固定到金屬板上。

圖17:用兩根線把瓶子(食物分配器)連到金屬板上

“鎖具”系統(tǒng)不能懸在半空中，所以我們要用一塊堅(jiān)硬的材料來(lái)固定它。這為食物分配器提供了一個(gè)很好的開(kāi)口。我們需要用鉆頭或膠帶將其固定在金屬板上，這樣它就不會(huì)塌下來(lái)，以防你把太多食物放在分配器里。如下圖所示，為了防止鎖具的錯(cuò)位，需要彎曲金屬部分的外緣。

圖18:支架安放位置

放置伺服電機(jī)
我們需要把電機(jī)接到金屬板上。我在金屬板上鉆了個(gè)洞，以便牢牢地固定伺服電機(jī)。接下來(lái)，我們需要將伺服電機(jī)連接到機(jī)械系統(tǒng)上，通過(guò)滑動(dòng)鎖蓋來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉鎖具。這是通過(guò)線纜將蓋板的中間(靠近外緣)連接到電機(jī)上的(圖17)。只要確保蓋板順利地打開(kāi)和關(guān)閉，你可以用任何材料來(lái)制作這個(gè)裝置。

圖19:在合適的地方鉆一個(gè)用來(lái)連接電機(jī)的孔

到這里，你差不多就要完工了。接下來(lái)，你只需要把喂食器固定到你想要的地方。請(qǐng)確保這個(gè)地方足夠安全，你的寵物無(wú)法輕易地拆除喂食器即可。

圖20:在支架附近接好電機(jī)

為了保證精度，請(qǐng)不要弄彎連接食物分配器蓋板和電機(jī)的線纜，否則電機(jī)的馬力會(huì)因此削弱。

圖21:完工后的寵物自動(dòng)喂食器

圖22:最終成品

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include      
#include         
#include 

#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9

Servo myservo;

boolean match = false;        
boolean programMode = false;  
boolean replaceMaster = false;

int lightSensor = 0;
int distanceSensor=1;
int pos = 0; 
int successRead; 

byte storedCard[4];  
byte readCard[4];   
byte masterCard[4];

MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN); 

void setup() {
 Serial.begin(9600);
 setSyncProvider(RTC.get); 
 
 myservo.attach(9);
 
 Serial.begin(9600); 
 SPI.begin();          
 mfrc522.PCD_Init();   
 if (EEPROM.read(1) != 143) {
   do {
     successRead = getID();           
   }
   while (!successRead);                  

   for ( int j = 0; j < 4; j++ ) {       
     EEPROM.write( 2 + j, readCard[j] ); 
   }
   EEPROM.write(1, 143);                 
   
 }
for ( int i = 0; i < 4; i++ ) {         
   masterCard[i] = EEPROM.read(2 + i);   
   Serial.print(masterCard[i], HEX);
 }
 
}



void loop() {
 
 int valueFromLightSensor = analogRead(lightSensor);

 int valueFromDistanceSensor = analogRead(distanceSensor);
 int distance= 4800/(valueFromDistanceSensor - 20);
 Serial.println(distance);

do {
   successRead = getID();  
  
 }
 while (!successRead);  
 if (programMode) {
   if ( isMaster(readCard) ) { 
      programMode = false;
     return;
   }
   else {
     if ( findID(readCard) ) { 
       
     }
     
   }
 }
 else {
   if ( isMaster(readCard)) {    
     programMode = true;
          int count = EEPROM.read(0);   
    
    
   }
   else {
     if ( findID(readCard) ) { 
      
               if ((hour()>=8) && (hour()<=12 )){
                 if (distance>=20){
                     for(pos = 130; pos>=1; pos-=1)     
                       {
                        myservo.write(pos);              
                        delay (20);
                       }
                     for(pos = 50; pos < 180; pos += 1)  
                       {                                  
                         myservo.write(pos);              
                         delay(20);                       
                     } 
                     
                 }
               delay(10000);  
               }
               
               
      if ((hour()>=12) && (hour()<=16 )){
                 if (distance>=20){
                     
                     for(pos = 130; pos>=1; pos-=1)    
                       {
                        myservo.write(pos);             
                        delay (20);
                       }
                     for(pos = 50; pos < 180; pos += 1) 
                       {                                 
                         myservo.write(pos);             
                         delay(20);                      
                     }
                   
                     
                 }
               delay(10000);  
         }
         

if ((hour()>=0) && (hour()<=8 )){
                 if (distance>=20){
                     
                     for(pos = 130; pos>=1; pos-=1)    
                       {
                        myservo.write(pos);             
                        delay (20);
                       }
                     for(pos = 50; pos < 180; pos += 1) 
                       {                                 
                         myservo.write(pos);             
                         delay(20);                      
                     }
                   
                     
                 }
               delay(20000);  
         }
         

         
        if ((hour()>=16) && (hour()<=20 )){
                 if (distance>=20){
                     Serial.println(distance);
                     for(pos = 130; pos>=1; pos-=1)    
                       {
                        myservo.write(pos);             
                        delay (20);
                       }
                     for(pos = 50; pos < 180; pos += 1) 
                       {                                                           

myservo.write(pos);                                       

delay(20);                                          

  } 
                     
                 }
               delay(10000);  
         }
               
               
               
               
     }
         }
 }

}


int getID() {

 if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {
   return 0;
 }
 if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {  
   return 0;
 }
 Serial.println(F("Scanned PICC's UID:"));
 for (int i = 0; i < 4; i++) {  //
   readCard[i] = mfrc522.uid.uidByte[i];
   Serial.print(readCard[i], HEX);
 }
 Serial.println("");
 mfrc522.PICC_HaltA();
 return 1;
}

void readID( int number ) {
 int start = (number * 4 ) + 2;   
 for ( int i = 0; i < 4; i++ ) {    
   storedCard[i] = EEPROM.read(start + i);  
 }
}

boolean checkTwo ( byte a[], byte b[] ) {
 if ( a[0] != NULL )      
   match = true;      
 for ( int k = 0; k < 4; k++ ) {  
   if ( a[k] != b[k] )    
     match = false;
 }
 if ( match ) {     
   return true;     
 }
 else  {
   return false;      
 }
}

int findIDSLOT( byte find[] ) {
 int count = EEPROM.read(0);      
 for ( int i = 1; i <= count; i++ ) {   
   readID(i);               
   if ( checkTwo( find, storedCard ) ) {  
     return i;        
     break;         
   }
 }
}


boolean findID( byte find[] ) {
 int count = EEPROM.read(0);     

 for ( int i = 1; i <= count; i++ ) {  
   readID(i);            

 if ( checkTwo( find, storedCard ) ) {  

     return true;
     break; 
   }
   else {   
   }
 }
 return false;
}

boolean isMaster( byte test[] ) {
 if ( checkTwo( test, masterCard ) )
   return true;
 else
   return false;
}

這就是本項(xiàng)目的第一部分。這個(gè)設(shè)備凝聚了我對(duì)電子設(shè)備以及軟件編程的熱情，也讓我免于在一天之內(nèi)喂好幾次寵物。它完美地在一個(gè)簡(jiǎn)易項(xiàng)目和一個(gè)實(shí)用的家庭發(fā)明之間作出了平衡。在接下來(lái)的部分，我們將探究更先進(jìn)的用戶界面，那時(shí)你就可以遠(yuǎn)程控制喂食器了。

Tiberia Todeila

Tiberia目前是布加勒斯特理工大學(xué)電氣工程學(xué)院的大四學(xué)生。她非常熱衷于智能家居設(shè)備的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，旨在讓我們的日常生活更加輕松。

審核編輯黃宇