غذاریز هوشمند آکواریوم با NodeMCU و کنترل موبایل

+2

اول از همه باید بریم سراغ مهم‌ترین بخش مکانیکی پروژه، یعنی پرینت مخزن غذا. این قطعه طراحی خیلی ساده‌ای داره اما کل کار دستگاه روی دوش همینه.

مخزن ما به 13 تا شیار یا قسمت مساوی تقسیم شده که هر کدوم مقدار مشخصی از غذای ماهی رو تو خودش جا می‌ده. البته اگه آکواریومت بزرگه یا می‌خوای برای حیوانات خونگی دیگه هم ازش استفاده کنی، می‌تونی یه ظرف بزرگ‌تر روی این قسمت سوار کنی تا حجم غذای بیشتری رو تو خودش نگه داره.

برای آماده‌سازی فایل‌ها جهت پرینت، من از نرم‌افزار اسلایسر Cura استفاده کردم. تنظیمات پیچیده‌ای نیاز نیست و چون تو طراحی قطعات هیچ قسمت معلقی (Overhang) وجود نداره، اصلا نیازی به فعال کردن ساپورت (Support) یا رافت (Raft) نداری.

فایل‌های سه‌بعدی (STL) رو وارد نرم‌افزار کن و با فیلامنت PLA تو هر رنگی که دوست داری، پرینتشون بگیر. نیازی به تغییر سایز نیست و با همون استپر موتور استانداردی که تهیه کردیم کاملا هماهنگه. قطعه دوم هم یه پایه دایره‌ای ساده‌ست که یه شیار کوچیک برای ریختن غذا داره.

اگه پرینتر سه‌بعدی نداری اصلا جای نگرانی نیست. می‌تونی ابعاد رو روی کاغذ پیاده کنی و بعدش روی یه تیکه مقوای محکم یا پلاستیک فشرده برششون بدی.

این طراحی برای غذادهی به ماهی‌ها بی‌نظیره، چون دقیقا همون مقدار غذایی که لازم دارن رو وارد آب می‌کنه. بعد از اینکه پرینت این دو تا قطعه تموم شد، بخش مکانیکی ما آماده‌ست و می‌ریم سراغ مغز الکترونیکی دستگاه.

قبل از اینکه سیم‌کشی‌ها رو شروع کنیم، بهتره اول کدهای برنامه رو روی برد NodeMCU آپلود کنی. برد رو با کابل USB به کامپیوترت وصل کن و نرم‌افزار Arduino IDE رو باز کن.

حالا باید کدها رو تو محیط برنامه کپی کنی. یادت نره که تو خط‌های مربوط به تنظیمات شبکه، نام وای‌فای (SSID) و رمز عبور خودت رو جایگزین کنی تا برد بتونه به مودم یا گوشی‌ت وصل بشه.

بعد از انتخاب نوع برد و پورت درست، دکمه آپلود رو بزن تا برنامه منتقل بشه. حالا که برد آماده‌ست، بریم سراغ بستن مدار. می‌تونی قطعات رو روی یه برد بورد کوچیک سوار کنی.

اول ماژول OLED رو وصل می‌کنیم؛ پایه VCC رو به پین 3.3 ولت برد و پایه GND رو به GND وصل کن. پایه SCL به پین D5 (یا همون GPIO14) متصل می‌شه. پایه SDA نمایشگر رو هم به پین D6 (یا GPIO12) وصل کن.

حالا نوبت استپر موتوره که وظیفه چرخوندن مخزن رو داره. پایه‌های درایور موتور رو به این شکل وصل کن: IN1 به پین D1، پایه IN2 به D2، پایه IN3 به D3 و در نهایت IN4 رو به پین D4 متصل کن. یادت باشه که استپر موتور برای کار کردن به جریان بیشتری نیاز داره، پس حتما تغذیه درایورش رو از یه باتری مجزا تامین کن.

مدار دستگاهت الان کاملا آماده‌ست و می‌تونی اون رو روی یه میز تست کنی تا مطمئن بشی همه چیز به درستی کار می‌کنه و استپر موتور به فرمان‌ها واکنش نشون می‌ده.

البته اگه بخوای پروژه رو جمع‌وجورتر در بیاری، می‌تونی از بردهای سوراخ‌دار استفاده کنی و قطعات رو روی اون لحیم کنی تا اتصالات کاملا محکم بشن و مدار جای کمتری رو اشغال کنه. لحیم‌کاری باعث می‌شه تو طولانی‌مدت قطعی سیم نداشته باشی و دستگاهت با اطمینان کامل روی لبه آکواریوم کار کنه.

حالا که بخش الکترونیکی پروژه کاملا راه‌اندازی شده و تست‌ها رو با موفقیت پشت سر گذاشتیم، وقتشه که بریم سراغ وصل کردن قطعات مکانیکی به موتور.

+3

حالا باید قطعات پرینت‌شده رو روی استپر موتور سوار کنیم. برای اینکه کار ساده‌تر بشه و نیازی به پیچ و مهره اضافی نداشته باشیم، از چسب حرارتی استفاده می‌کنیم. یه مقدار چسب حرارتی روی سطح بالایی استپر موتور بریز و صفحه پایه (قسمتی که یه سوراخ کوچیک داره) رو دقیقا روش قرار بده و چند ثانیه نگه دار تا کاملا خشک و محکم بشه.

بعد از اون، قطعه بالایی یعنی همون مخزن شیاردار رو بردار و مستقیم روی شفت (میله چرخنده فلزی) استپر موتور فشار بده. طراحی این قطعه طوریه که کاملا کیپ شفت می‌شه و برای این قسمت اصلا نیازی به چسب‌کاری نداری. حالا بخش الکترومکانیکی ما یه شکل منسجم به خودش گرفته.

تو مرحله آخر مونتاژ، باید کل این مجموعه به همراه باتری و برد رو روی یه استند یا لبه آکواریوم نصب کنی. تو عکس آخر این مرحله می‌تونی ببینی که چطور قطعات به صورت فشرده کنار هم چیده شدن تا فضای کمتری رو بگیرن.

حواست باشه سیم‌های جامپر و قطعات الکترونیکی رو با چسب یا بست کمربندی یه گوشه مرتب کنی تا موقع چرخیدن مخزن، سیم‌ها لای قطعات متحرک گیر نکنن و مشکلی تو روند غذادهی پیش نیاد. دستگاه از نظر فیزیکی تکمیله و فقط مونده راه‌اندازی نهایی!

بریم سراغ هیجان‌انگیزترین بخش کار، یعنی تست و راه‌اندازی دستگاه! کار با این سیستم خیلی راحته. اول کابل تغذیه برد NodeMCU رو وصل کن و بعدش باتری استپر موتور رو تو مدار قرار بده تا کل سیستم روشن بشه.

حالا وای‌فای گوشی موبایلت رو روشن کن و به شبکه‌ای که برد NodeMCU ساخته متصل شو. وقتی اتصال برقرار شد، می‌تونی روی صفحه نمایشگر کوچیک OLED نگاه کنی؛ اونجا وضعیت اتصال و یه آدرس IP (مثل 192.168.x.x) بهت نشون داده می‌شه. این آدرس همون کلید ورود به پنل کنترلی ماست.

مرورگر گوشیت رو باز کن و اون آدرس IP رو تو نوار جستجو تایپ کن و اینتر بزن. بلافاصله وارد یه صفحه کنترل ساده می‌شی که دکمه‌ها و اسلایدر مربوط به حرکت استپر موتور رو داره. چند بار اسلایدر یا دکمه‌ها رو جا‌به‌جا کن تا ببینی موتور به درستی می‌چرخه یا نه. باید واکنش موتور سریع و بدون قطعی باشه.

اگه همه چیز اوکی بود، شیارهای مخزن رو با غذای ماهی پر کن. یادت باشه موتور استپر بدون باتری مجزا قدرت کافی برای چرخوندن مخزن پر از غذا رو نداره، پس حتما از شارژ بودن باتری مطمئن شو.

حالا هر وقت که بخوای، چه تو خونه باشی چه از طریق شبکه محلی، می‌تونی با گوشیت دستور چرخیدن مخزن رو بدی تا دقیقا یک وعده غذا بریزه تو آب!

در پایان یه نکته مهم رو یادت باشه؛ چون شیشه آکواریوم خیلی لیزه و نصب تجهیزات روش چالش‌برانگیزه، حتما از چسب‌های دوطرفه قوی یا گیره‌های پلاستیکی دست‌ساز برای چسبوندن استپر موتور و پایه دستگاه به لبه آکواریوم استفاده کن تا موقع کار کردن، دستگاه تو آب نیفته.

امیدواریم از این آموزش تو تیم آیسی‌مدار حسابی لذت برده باشی و این گجت کاربردی رو برای آکواریومت بسازی. اگه موقع آپلود کدها، سیم‌کشی یا پرینت قطعات سوالی برات پیش اومد، حتما تو بخش نظرات برامون بنویس. ما همیشه آماده‌ایم تا تو ساخت پروژه‌های الکترونیکی باحال بهت کمک کنیم. موفق باشی!