本帖最后由 二哲科技 于 2023-8-22 11:14 编辑
1、项目简介 家里有一个猫咪自动饮水机，根据自动饮水机的功能，我准备做自动猫粮机，搭配了迪文屏的水墨风界面，所以我给这次项目取名【猫粮记】。 【猫粮记】分为两部分，控制端（客户端）和显示端（服务端），控制端的主控为启明RA6M5，通过HS3003检测环境的温湿度，两个VL53L0X激光测距传感器，一个VL53L0X检测猫粮的剩余量，一个VL53L0X检测猫盆是否有猫猫在进食，猫粮的投放通过舵机进行控制。控制端使用ESP8266的TCP协议连接显示端的ESP32C3，显示端通过迪文屏显示猫粮的环境温湿度和猫粮剩余量，同时可以记录猫咪吃粮的时间，并可以设置投放猫粮的模式和矫正当前时间。
2、系统框架 控制端系统主要由以下部分组成： 启明RA6M5开发板：作为所有传感器和控制的核心。 VL53L0X_猫咪吃粮：放置在盆上方，检测物体与盆前方的距离，即检测猫咪是否吃粮。 VL53L0X_猫粮剩余：放置在储粮盖上，可以检测盖子与猫粮的距离，即检测猫粮的剩余量。 舵机：控制储粮仓和粮盆之前的通断，打开时猫粮由于重力自由落下，关闭时猫粮自由落下路径阻断。 HS3003：温湿度传感器，监测猫粮所处环境的温湿度。 ESP8266：与显示端通过TCP进行数据交互。
显示端系统主要由以下部分组成： ESP32C3：创建服务器与显示端通过TCP进行数据交互。 迪文屏：通过人机交互界面显示猫粮记情况和发送指令给控制端。
系统整体框图如下所示：
3、外壳设计
根据设计的需求，我做了3D外壳设计，让这次作品的完整度更高。3D外壳主要分为五个部分，我分别给它们命名为盆底部、盆中部、储粮仓、储粮盖和出粮板。 传感器主要安装在盆中部和储粮盖上，接下来大概介绍一个这五个部分。 盆底部主要是放置投放猫粮的，猫咪可以直接吃到，通过卡扣与盆中部相连，如下图所示。 盆中部是投放猫粮的重要部分，舵机也安装至此，同时还有猫咪吃粮检测的传感器，通过卡扣与盆底部、储粮仓部相连，如下图所示。 储粮仓主要是存储猫粮的地方，粮仓底部做了弧形处理，让粮食更好的滑落，通过卡扣与盆中部相连，如下图所示。 储粮盖上方安装了测距传感器，可以检测到猫粮与盖子的距离，从而推断猫粮的剩余粮，如下图所示。 出粮板是安装在舵机上的，位置在盆中部的缝隙中，可以阻挡猫粮的滑落，如下图所示。 下面是3D整体效果图。 下面是3D打印过程的图片，大概花了四十几个小时打印出来的。
4、软件设计 软件设计分为控制端和显示端，下面分别介绍控制端和服务端的软件设计部分。 1）控制端软件设计 控制端主要是定时将温湿度、猫粮剩余量和猫咪吃粮传感器数据通过ESP8266传输到显示端，同时还要接收显示端下发的投放猫粮的指令，根据设置的克数，设置舵机打开的时间，具体工作流程如下图所示。
2）显示端软件设计 显示端主要是接收控制端上传温湿度和激光测距传感器的数据，直接将温湿度显示在迪文屏上，同时处理猫粮剩余量的数据，让猫粮的剩余量显示在屏幕上，采用的是非数字的方式，而是一种类似古代粮仓的显示效果。手动投放猫粮，根据投放的克数，发送指令投放指令，同时还可以设计自动投放模式，自动投放模式有间隔和定时两种，间隔则是隔多久投放一次，定时为每天指定时间投放一次。显示端的页面框架入下图所示。 接收指令的工作流程如下图所示。 自动投放模式的工作流程如下图所示。
5、效果演示 下面是欢迎界面。 下面是状态界面。 下面是记录界面。 下面是设置界面。 下面是【猫粮记】的实物图。 下面是视频演示的链接，感兴趣的可以去看看~
6、总结
之前有过瑞萨的开发经验，所以开发环境已经有了，开发环境只是起始出作品才是终止，在设计过程中还是遇到了一些问题（WIFI通信，3D结构，卡粮等），最后经过不懈努力最后都解决了。在制作创意氛围赛的作品过程中，可以收获很多经验，不管是电路、软件还是结构，收获颇多，非常感谢野火举办的创意氛围赛，不仅让我巩固技术，还让我家猫咪添了一台智能设备，所以【猫粮记】也是记录猫咪智能生活的作品！ 7、附件
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发表于 2023-8-21 20:40:35
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