喂鱼器的制作教程

步骤1：木制品

这台机器主要是用木制零件制造的。在进行原型设计时，我喜欢使用木材，可以更换零件，尺寸可以更改，公差可以达到0.1mm，可以添加或填充孔。附件是模型，您可以用木头制作它或者您可以打印它。

为了测试木制部件的几何形状，使用轻木。这种材料太软，不能用于喂鱼器。使用材料：

桦木胶合板500x250x1.0mm

桦木胶合板500x250x1.5mm

桦木胶合板500x250x2.0mm

桦木胶合板500x250x3.0mm

18mm胶合板

12x18mm桃花心木

步骤2：木制外壳

参见模型（01套管）

套管内置机械鱼饲养者。它保护机器和电气部件免受水族箱的潮湿。环氧树脂外壳部分适合Juwel Easy Feed的标准Juwel水族箱进料孔。 Fish Feeder的顶部位于水族箱盖的顶部。

用环氧树脂制作外壳的选择是因为：

环氧树脂具有防水性。

可以目视检查内部结构。

站在水族箱前面时，只有抬起盖子才能看到喂鱼器。

为了使套管顶部不太明显，我画了它是黑色的。

为透明环氧树脂外壳涂上4x L型材。

外壳的底部是环氧树脂盒外壳（透明环氧树脂盒外壳）。

制作外壳后应钻底孔。

制作外壳后应钻电连接器孔。 （未绘制，未决）。

必须除去环氧树脂外壳的多余材料并研磨至所需高度。

底壳的沙顶。在顶部和底部之间需要一个小间隙。安装零件需要很小的压力。

在环氧树脂胶合到套管之前，应涂上顶部。

用机器验证2x2和10x2的厚度。

步骤3：木工盖和舱口

参见型号（02 Cover＆04 Hatch）

盖子滑入外壳顶部。盖子有一个方孔。当滑入机壳顶部时，机器被覆盖，筒仓可以进入。舱口滑入盖子。向料仓添加饲料时，只需清除小部件。为了增加盖子的抓地力，在顶板上钻一个孔。

将零件锯成所需的尺寸。

粘贴2个组件。

使用外壳安装组件。

绘制装配体。

步骤4：木工内件

参见模型（03内部）

内部木制品用于饲料的料仓，线性执行器，刀阀，EL板，开关和红外光栅。除非另有说明，否则确保零件准确且直角胶合。完成并安装好所有部件后，将其滑入外壳中。

在堆叠轴承孔的情况下钻孔，以获得完美的孔对齐。

涂上环氧树脂后，轴承孔较小。再次钻孔。使用一些轻微的压力将轴承压入位置压力。

制造其他木制部件。

胶水组装led框架。用环氧树脂涂料。在机器内部时，某些区域难以涂漆。

涂上环氧树脂后，孔越小。检查红外线LED和红外光电二极管是否适合孔。如有必要，再次钻孔。

绘制内部构件和框架作为单独的程序集。

使用刀阀检查尺寸以确保紧密配合。

3.5mm胶合2mm和1.5mm板材。

步骤5：Knifevalve

参见模型（05 Knifevalve）

考虑提交食物的几种方案，见第一表：

带舱口阀的旋转容器。要做到这一点并不容易。

螺丝（钻头）。喂食器位于水族箱内，正好位于水位之上。螺杆中的食物会暴露在潮湿环境中。食物会粘在螺丝上，堵塞输出。

刀阀（滑动）

刀阀系统如何工作？

步骤0 ：阀门的正常位置。这是机器处于非活动状态时阀门的正常位置。食品容器阀门关闭。水族箱阀门关闭。

步骤1 ：食物阀正在移动以获得一批食物。注意食物阀孔直径较小。这是为了确保水族箱阀门能够移动整批产品。

步骤2 ：食物阀已装入并正在移动到光栅。

步骤3 ：食物通过光栅落下并进入水族箱阀门。水族箱阀门正在向出口移动。

步骤4 ：食物通过出口落入水族箱的水中。水族箱阀门向后移动，使机器关闭。

步骤6：木工刀具

参见模型（05 Knifevalve）

顶刀阀的孔径为8mm，底刀阀的孔径为10mm。

检查厚度，使用模具将阀门环氧树脂涂到合适的厚度。

在合适的厚度下，使用Commandant M5（刮除器）使滑动面光滑。

黄铜螺母粘在方形10x10 L = 15块上。直径约7mm。安装螺纹杆，黄铜螺母和刀阀后，将黄铜螺母粘在刀阀上。小心不要在线上洒上环氧树脂。

当黄铜螺母被胶合时，用更多环氧树脂填充螺母和块之间的间隙。

步骤7：木工电机夹具和支撑

参见模型（06 Motor Clamp＆Support）

电机夹和支架用于定位步进电机。当步进电机被夹紧时，轴是唯一的旋转部件。

电机支架用于内部组件并粘在机器内部。将电机支架与步进电机对准，以便完美贴合。

电机夹是一个松动的部件，用螺栓固定在机器的内部。

为了确保电机支架和电机夹是完美的配合，这两个部件应由1件18mm胶合板制成。要钻孔，请使用立柱钻孔机。这些孔应完全垂直。

制造：

钻大ø20孔。

钻小孔。

看到夹具和支撑的轮廓。

将电机夹减薄至10mm。

步骤8：电子设备

参见模型（99 El-board）

参见原理图：perfoboard有一个连接器，为+ 5V导轨和GND导轨供电。第三个引脚是数据线。这些引脚连接到行星板上的大脑：Arduino nano。始终确保引脚和Arduino上电源线的正确极性。为避免Arduino数字引脚数据输出电压，引脚受二极管保护。 Arduino从数据线读取命令，通过驱动器控制阀门步进电机，检查开关和IR光电门。

零件：

1x Perfoboard 43x39mm

1x Arduino nano

2x ULN2003 mini

1x二极管（例如1N4148）

1x电阻器1M

1x电阻器10k

1x电阻680

1x 2针公头（光电二极管）

1x 3针公头（电源，数据，接地）

2x 5针公头

电线

还需要一些工具：镊子，刀具，虎钳，烙铁，灯芯，支架。

如何焊接：https：//learn.adafruit.com/adafruit-guide-excelle 。..。注意安全风险并使用个人防护设备。

制造：

将钻孔板锯成所需尺寸。

弯曲步进驱动器和Arduino的引脚。小心点！

切断第一个步进电机驱动器的（蓝色）线。将导线放置到位，参见图纸，将针脚步进电机4B连接到Arduino D12，3B到D11，2B到D10，1B到D9。将驱动器按压到位，焊接接头步进驱动器4B，3B，2B，1B。不要焊接GND和VCC。

在N5和N6处添加IR光电二极管的连接器。 N5到Arduino A0的引脚。接线电阻1M至N5和J5。用红线将N6到I6的引脚固定。

切断第二步进电机驱动器的（蓝色）导线。将导线放置到位，参见图，将针脚步进电机4B连接到Arduino D6，3B到D5，2B到D4，1B到D3。将驱动器按压到位，焊接接头步进驱动器4B，3B，2B，1B。不要焊接GND和VCC。

在J15到K16添加开关的连接器。在N14到N15，M15，L15，K15的导线电阻10K，将其他导线连接到J14。将N14连接到Arduino D2。

在J15和J16添加LED连接器。 H15至J15的导线电阻器680将另一导体导线连接至E15。

在D5到7处添加数据连接器 - + 5V - GND。从B5到D5的Arduino D8连接二极管。将Arduino D7连接到B6到D5。

添加电源轨+ 5V和GND线。

按下并将Arduino焊接到位。

焊接连接。

从底部去除多余的材料（针脚）。

在裸线上涂抹环氧树脂。

测试（参见示意图和程序及视频Fish Feeder 2测试电子设备）：

将按钮，IR LED，IR光电二极管连接到perfoboard，将测试程序上传到Arduino。

通过在LED和光电二极管之间滑动一张纸来测试红外门的感光度。

按下按钮测试按钮和驱动程序。

步骤9：步进电机

参见型号（98 Linear Actuator，98 Linear Actuator.step，98 Linear Actuator.pdf）

参见线性执行器步进电机

步进电机移动阀门。向右转动将阀门拉向电机并关闭阀门。向左转动将阀门推到打开位置。为了确保最佳功能，阀门，车轴，轴承，联轴器和电机必须完美匹配。

一个步进电机控制筒仓刀阀。另一个步进电机控制套管刀阀。

零件：

M5不锈钢螺纹

M5螺母

接地连接器

滚珠轴承内径Ø5mmMF105ZZ 5x10x4

步进电机20BYJ46轴Ø5mm，平面。

收缩管

安装步进电机

将轴承压入轴承孔（压入配合）。

定位刀阀。

在轴承中插入“非电机侧”的螺纹。

在螺纹“非电机侧”上插入螺母。

将螺纹插入黄铜螺母刀阀。

在“电机侧”的螺纹上插入螺母。

将螺纹插入“电机侧”的轴承中。

插入耦合“接地连接器”。

将支架上的步进电机插入联轴器。

使用电机夹夹紧步进电机

定位螺母，顺时针旋转一个，逆时针旋转一个，使位置永久。

将El-board插入隔间。

从步进电机线上取下白色插头，不要取下金属导线。

将步进电机连接到驱动器。使用收缩管以避免短路。

使用测试程序“20171210测试ULN2003 serialread 2 steppermotors.ino”来检查正确的对齐步进电机，轴，轴承和阀门。打开计算机和Arduino之间的串行线。使用键盘，键“2”，“3”，“5”，“6”移动阀门。

为套管添加孔。见木工套管和阀门。

步骤10：电源和数据输入

参见模型（97 Power Data Plug插座，97电源数据插头Socket.step，97电源数据插头Socket.pdf）

此电缆为电子设备提供电源并提供数据线。环氧树脂和O形圈应提供防水连接。

零件：

经典自行车（Dunlop）阀门（见https://en.wikipedia.org/wiki/Dunlop_valve）

2x阀门螺母

M8垫圈

O形圈ø7-ø15

3.5mm耳机3极插头

6.35mm 3极插头

ø6电线（棕色，蓝色，绿色/黄色0.75mm2）

3.5mm tubestyle 3极插头螺母

收缩管

环氧树脂

制造：

从阀杆上取下橡胶。

移除3.5毫米音频插头的螺纹部分。

滑动电缆上3.5mm插头的背面。

在电线上滑动阀杆。

将电线的导线切成一定长度，见表“尖端，环和套管”。

焊接导体至3.5mm插头。

使用收缩软管和环氧树脂进行防水连接。

将阀杆滑动至3.5mm插头。

焊接导线至6.35mm插头。

将焊线连接至3.5mm管式插座。

在套管中添加螺母孔。

在外壳中使用环氧水密的胶水螺母。

按照图纸锯木制零件。

将木制部件粘到内部。使用3mm和2mm填充板。

步骤11：光隔离单线通信

参见光隔离单线通信

由于鱼饲养器可能存在潮湿问题，我希望在外界和鱼饲养器之间隔离数据和电源在水族馆里面。

光学单元的一侧有四根电线。这一面与外界联系在一起。四根线连接到Arduino或Raspberry PI的电源，接地，数字引脚（数据输入），另一个数字引脚（数据输出）。这个Instructable使用Arduino和PC作为主设备。

另一侧有一个独立的电源连接到电源插座。数据和电源通过连接到6.3mm 3极音频插座的电源和数据线传输。电源线和数据线在另一侧连接到Fish Feeder内部的3.5mm插座，El-board和Arduino nano作为从属设备。

部件：

电源+ 5V

插座电源

Perfoboard 5x7cm

2x电阻470Ω

1x电阻680Ω

2x电阻1kΩ

2x二极管（例如1N4148）

2x光耦器EL817

LED

引脚插头母2脚

针头母头3针

针头母头4针

圆头母头6针

圆头母头4针

6.35 mm音频3极插座

塑料外壳

制造：

焊接电路符合指示。

参见原理图，连接GND外部和+ 5V外部电源插座。

根据尖端，环形和套管布局电缆，参见原理图，连接+ 5V2，GND2，数据输入/输出到6.35mm 3极音频插座。

参见原理图，将面包板线连接到IN，GND1，OUT和+ 5V1。

在套管中钻孔。

在套管中安装插座。

使用绑带修复面包板线。

步骤12：内部电器

此步骤包含一些小型硬件部分。请注意，某些部件没有按预期运行，因此这些部件会更新。

零件：

IR led

红外光电二极管

电线

耳机线

Shrinkhose

4x SDS004

4x传感器/开关安装板

耳机插孔

耳机插座（3.5mm，3导线），见步骤10，是一种典型的管式插座，带有用于面板安装的螺纹端。将插头转入外壳时，插头开始插入插座。在一定量的转动之后，插头应该完全连接到插座。当测试插座开始随插头转动时。实现了良好的联系。缺点是连接到插座的3根电线被扭曲并卡在EL板上。幸运的是没有任何损坏。我决定在插座的螺纹上做一个平坦的表面，在插座的安装板上做一个圆形的部分。

制造耳机插座：

提供一个平面至3.5mm管式插座。平坦表面应尽可能为方形。

使用1至1.5毫米的木条并开始将其呈圆形以填充间隙。确保它很合适。

将圆形段粘贴到插座孔安装板上。

用环氧树脂完成安装板。

将插座和安装板连接到EL板上。

IR Led

LED位于框架中，见图纸木工内件。 LED直接从EL板接收电源。当EL板供电时，LED有电并发出红外光。 IR导光板是红外光栅的一部分，参见可光刻的红外光栅。

制造红外光导：

焊料导向导线，长导红，短暂导致黑色。

添加收缩软管。

将连接器添加到电线。

插入外壳中。

连接EL板。

开关

开关用于限制线性执行器的运动。按下开关时，线性执行器应停止移动。

第一个设计有按钮。缺点是按下按钮（数字引脚“HIGH”）按钮无法进一步移动。这会给按钮，螺纹，螺母和步进电机带来压力。

经过搜索，我发现了C＆K的一些便宜而简单的开关SDS004。您需要一个小的力将开关推到“ON”，引脚可以进一步移动并且仍然是“ON”，请参见数据表中的超行程。可以在Mouser.com上找到此开关。在内部添加一个支撑以定位开关，它可以触及阀门上的凹口，参见图纸。

在此设置中有4个开关。我订购了一些。开关非常小。在第一次尝试时，将耳机线焊接到开关，我完全炸掉了开关。使用耳机线是因为线的股线是绝缘的。没有外部橡胶的裸线非常薄，可以穿过红外光栅孔。

要在开关耳机线之间建立良好的连接，需要准备耳机线。耳机线上的着色是绝缘。这可以通过打磨或燃烧来消除。通过镀锡烙铁并在烙铁和木质表面之间按压电线，绝缘材料将被烧掉。慢慢来，当焊料向上流动时你就可以了。在施加焊料之后，镀锡线可以弯曲成U形。这可以挂在开关的引脚上。重新熔化焊料，以便与开关牢固连接。

制造开关：

环氧胶检测器支持，见图纸

使用耳机线（隔离线股）。

按下电线上的焊铁，等待电线日晒开始融化。

在焊丝上涂抹焊料。焊料流入电线。

将电线的镀锡部分弯曲成U形。

将U形连接到交换机的连接器。

使用烙铁将镀锡线熔化到连接器上。

用万用表检查关节。

将耳机线穿过红外光栅孔。

添加收缩软管。

将连接器添加到电线。

胶水传感器就位（不要使用环氧树脂，这会流入传感器）

将连接器连接到EL板。

IR光电二极管

光电二极管是红外光电探测器的另一部分。它也位于框架中，见图纸木工内件。它位于红外线的对面

当食物通过红外线时，它会干扰光束。这由IR光电二极管检测，参见IR Photogate。 IR光电二极管以反向偏压模式连接。

制造光电二极管：

焊料导向导线，短导红色，长导黑色。

添加收缩软管。

将连接器添加到电线。

将光电二极管插入外壳。

连接到EL-Board。

步骤13：程序

当部件的制造准备就绪时，可以上传程序。

将master.ino上传到连接到PC和光路的Arduino。

slave.ino上传到FisFeeder 2内的Arduino nano。

上传程序时：

Connect送料器的电源/数据线。

将电源/数据线连接到光纤电路。

将Arduino连接到光纤电路。

将Arduino连接到PC。

在PC上打开Arduino串行监视器。

将电源连接到optcal电路。

现在Fish Feeder上线了。在PC串行监视器上读取通信。

运行设置和校准程序非常重要。

运行设置以确定阀门的反冲和位置。

运行校准程序，检查存储的值，并在必要时进行调整。

完成设置和校准程序后，值将永久存储在EEPROM。当鱼饲料器重新供电时，读取并重新使用存储的值。现在喂鱼器已经准备好喂鱼了。

编程已经可以使用了。您可以添加计时例程或其他选项。另请阅读Slave程序中的注释。

结论：大多数设计目标都得到了满足。与Raspberry的连接尚未准备好。目前，该系统具有功能性并经过耐久性测试。