基于ESP8266和Arduino以及点灯科技的自动喂食器

梦幻之心星 · 发表于 2022-7-17 21:48:08

方案
采用ESP8266作为主控同时连接Wifi，采用点灯科技的app作为安卓控制端，采用Arduino作为开发平台。

电路图

电路板 3D仿真图

因为嘉立创会打客编，复制指定客编时顺便复制了下标签戳，但是忘记改月份了

。

焊接元器件
电路板的焊点用手术刀抹上锡浆(试过注射器，到不太好用)，然后放上元器件，再放PTC加热上加热，最后用恒压恒流可调电源进行测试(其实这一步并不是很需要，毕竟电路很简单，可是万一呢)，电流很小，说明没有短路。

App界面布局
水温、气温、湿度是实时数据，支持存取内气泵的PWM和喂食量数据到EEPROM(这里有个坑，创建的空间大小需要大于使用到的内存地址) 。

喂食器的出料方案
本想用螺旋叶片杆，但不太好弄到，就用的螺旋弹簧。这个弹簧也很讲究，刚好能够卡住，不至于打滑；前面再用注射器的橡胶垫顶住，弹簧也就不至于在运动中脱离电机轴。

考虑到发热，将温度传感器和步进电机放在了一起。

电机用防尘棉包裹以减震，再盖上锡箔胶带，算是屏蔽一下电机的电磁干扰。

整机上电测试

步进电机测试
经过测试，500步/秒的表现挺不错的(基于AccelStepper电机库)。不过在使用时要注意相序，引脚顺序为1324。

不运行blinker时，循环周期为5us，运行blinker时，循环周期为20ms。
仅运行Blinker时，80多秒才一圈，想找12v的低减速比的电机，合适的几乎没有！
想改直流电机加减速箱配码盘，位置却不够用了，于是只能凑合。

温度采样
发现NTC 10 B3950的输出温度不太对劲，经过验证，发现可能是因为没有采用NodeMCU通用的分压方案，于是对采样到的模拟电压除了一个3.3的校正值，输出温度恢复正常。

还有一点就是ADC的NTC温度波动受ESP8266噪音影响明显，于是加了一个滑动平均滤波(之前分析输出温度时拆掉了滤波电容，因此这是未采用电容滤波的数据)让数据稍微稳定一点。

架设装置
但是发现会自动重启，一摸，很热。

拆下来拿到室内准备测试，本以为发热的是MOS，测试后发现，即使全负载MOS也不怎么热，光耦倒是有点热，发热最严重的反而是主控ESP8266。

而且还有一点，经过测试，ESP8266在信号极差时会自动重启，而且还是硬重启(会复位寄存器数据)。

总结：如果不能保证良好的信号，采用ESP8266作为主控是有风险的。

梦幻之心星 · 发表于 2022-7-17 22:51:53

螺旋叶片杆取材点：竹蜻蜓

基于ESP8266和Arduino以及点灯科技的自动喂食器V1.2(开源)
https://www.mydigit.cn/thread-335581-1-1.html

人艰不拆了 · 发表于 2022-7-18 08:11:38

哈哈，不错不错

jpdd521 · 发表于 2022-7-18 10:06:36

出料容易卡住，建议加上出料检测，通过红外对射类似的检测方式。

cv130 · 发表于 2022-7-18 10:34:34

遇到多次8266重启，当初以为是没有用隔离电源的原因

kindzhon · 发表于 2022-7-18 11:04:50

光耦加的电阻太小了，3.3/200=16.5mA,16.5X4=66mA, 200欧可以加大到1500欧，在8266的gpio上就只有8mA的电流了，另外8266用好省电模式，就不发热了。

xktx09 · 发表于 2022-7-18 12:36:12

我曾经考虑过用12电机配给减速齿轮，做为下饲料的管道，可是弹簧不好改，一次投喂饲料量不好控制，而且长期使用饲料容易潮湿

kyd12345 · 发表于 2022-7-18 14:00:44

楼主这个开源吗?

梦幻之心星 · 发表于 2022-7-18 15:14:13

jpdd521 发表于 2022-7-18 10:06
出料容易卡住，建议加上出料检测，通过红外对射类似的检测方式。

之前简单测试了下，那时是另一个弹簧，卡住时弹簧会打滑。后来的这个弹簧会卡住输出轴，因此不会打滑；后来又发现卡料时弹簧会前移，从而脱离输出轴，于是在最前端放了个橡胶塞，刚好顶住弹簧，不会脱落。再要是卡住，就说明电机扭力不够，得换电机了。除了料道的卡住，料仓的卡住就不太好解决了，这个通过振动可以稍微缓解，另一种方案是在料仓内加电机搅动，但太麻烦。

梦幻之心星 · 发表于 2022-7-18 15:22:00

kindzhon 发表于 2022-7-18 11:04
光耦加的电阻太小了，3.3/200=16.5mA,16.5X4=66mA, 200欧可以加大到1500欧，在8266的gpio上就只有8mA的电 ...

感谢提醒，这确实是个设计失误。通过研究数据手册和计算，驱动负载用的光耦的输入电流可以降到5mA。但是下拉关断用的光耦，如果输入电流太小，输出端的集射压降就会升高，感觉会影响关断？

梦幻之心星 · 发表于 2022-7-18 15:23:45

cv130 发表于 2022-7-18 10:34
遇到多次8266重启，当初以为是没有用隔离电源的原因

除此之外，还有其他原因，正在分析验证。

梦幻之心星 · 发表于 2022-7-18 15:34:41

xktx09 发表于 2022-7-18 12:36
我曾经考虑过用12电机配给减速齿轮，做为下饲料的管道，可是弹簧不好改，一次投喂饲料量不好控制，而且长期 ...

这种其实是个不错的选择。一端接弹簧，一端接码盘，光电对射配合码盘中断计数，就可以比较精确的控制出料量。
至于受潮，一则上漂成汽，一则下凝为水。水可以通过料道排出，汽可以通过在瓶顶打孔，或者直接去掉瓶底，然后用过滤黑棉来堵住瓶底，这样就应该可以散去水汽了。

梦幻之心星 · 发表于 2022-7-18 15:36:25

kyd12345 发表于 2022-7-18 14:00
楼主这个开源吗?

还有点问题没解决，有些地方也有可以优化的地方，等解决了再开源。

基于ESP8266和Arduino以及点灯科技的自动喂食器V1.2(开源)
https://www.mydigit.cn/thread-335581-1-1.html

sadfun · 发表于 2022-7-18 20:03:57

是真的的厉害~

悠悠悠 · 发表于 2022-7-18 20:45:44

本帖最后由悠悠悠于 2022-7-18 21:46 编辑

我觉得还是用简单的单片机定时控制玩具小电机比较好,因为加热水泵气泵成品都有独立控制器, 集成到一起反而容易引起较大的损失,8266 断电重新来电后容易卡死

geek云中漫步 · 发表于 2022-7-18 22:12:52

鱼食长期暴露在空气中容易受潮，霉变。

wikiqian · 发表于 2022-7-19 00:25:23

很专业感觉

zhang_yy007 · 发表于 2022-7-19 08:55:32

本帖最后由 zhang_yy007 于 2022-7-19 09:00 编辑

“不运行blinker时，循环周期为5us，运行blinker时，循环周期为20ms。
仅运行Blinker时，80多秒才一圈”
这个的话，用中断或者多线程可以解决吧，就是给的一个脉冲信号间隔不好控制的原因吧。

“ESP8266在信号极差时会自动重启，而且还是硬重启(会复位寄存器数据)。”
这个复位数据的问题，可以定时或者更改数据时存储一下到flash中就可以了，8266可以将数据直接存入flash，它没有eeprom，不过blinker占用了部分空间，这个要跟blinker的占用分开，不然数据会乱。