Projekt – automat do karmienia rybek w akwarium

Automatyczny karmik dla rybek sterowany przez system inteligentnego domu FIBARO

Na zdjęciu po niżej po lewej sytuacja wyjściowa – ręką dawkuje i wrzucam pokarm rybkom codziennie rano, a na zdjęciu po prawej jest automat, który robi to za mnie 🙂 – cel tego DYI (prawe zdjęcie zrobione zostało po miesiącu prac opisanych w tym DIY)

Efekt końcowy po miesiącu prac…

Od jakiego czasu mamy w domu akwarium co zmusza nas w domu do regularnego karmienia rybek.

Nie uważam osobiście, że karmienie codzienne i to tak niewielką porcją gotowego pokarmu, jest uciążliwe i należy je niezwłocznie zautomatyzować.

Wprost przeciwnie. Jest to przyjemność i obowiązek dla dzieci.

Ale sytuacja wygląda zupełnie inaczej gdy chcielibyśmy wyjechać z domu na parę dni. Wtedy automat, który poda rybkom odmierzoną ilość pokarmu będzie nieocenioną pomocą i pozwoli im przetrwać lub przynajmniej nie angażować w codzienne karmienie rodziny czy sąsiadów.

Z tego właśnie powodu rozpocząłem już jakieś 2 tygodnie temu przemyślenia i wybieranie potrzebnego osprzętu.

Etap 1 – zakupy elementów mechanicznych i elektrycznych

Od pierwszego dnia projektu minęło 6 dni.

Już wiem, że za dawkowanie pokarmu będzie odpowiedzialny ślimak – czyli wałek w kształcie ślimaka obracający się w rurce, taki jak może pamiętasz z ręcznych młynków do mięsa. Ślimak (cena 11 PLN) będzie napędzany silnikiem elektrycznym o bardzo wolnych obrotach, a więc z przekładnią mechaniczną (komplet 33 PLN), którego pracą będzie zarządzać moduł I/O (wejść i wyjść) FIBARO – Smart Implant (160 PLN).

Prawie wszystkie mechaniczne części zamówiłem ze sklepu Botland, z wyjątkiem ślimaka i FIBARO Smart Implant oto one:

ślimak podający pokarm do akwarium

ślimak obracający się w rurce (trójniku)

silnik z przekładnią co daje bardzo wolne obroty (14 obr/min)

silnik z przekładnią kręcący ślimakiem

Teraz gdy już mam określony sposób, w jaki zamierzam zbudować i sterować podajnikiem pokarmu stworzyłem pierwszą wersję roboczą schematu elektrycznego.

schemat roboczy

Ale powiem szczerze, że najbardziej obawiałem się zagadnienia, jak podawać pokarm. Sporo czasu zajęło mi znalezienie odpowiedniego ślimaka – taniego i plastikowego, a następnie znalezienie dla niego rurki, a właściwie trójnika, po to by od góry można było łatwo dosypywać pokarm. Nie chciałem zamawiać trójnika przez internet więc wybrałem się do Leroy Merlin i tam w dziale hydraulicznym znalazłem ten oto zwykły trójnik, który był prawie dobry. 🙂

Dosłownie brakowało w nim o 1 mm większej średnicy wewnętrznej, aby ślimak mógł obracać się swobodnie. Mimo wszystko kupiłem go i po „sąsiedzku”, czyli sposobem na plaster poszerzyłem wewnętrzną średnicę.

Zamontowałem papier ścierny do wiertła w wiertarce i w 5 minut poszerzyłem wewnętrzną średnicę o 1 mm. Oto zdjęcia tych zmagań….

Etap 2 – Poszukiwania obudowy

Od pierwszego dnia projektu minęło 8 dni.

Teraz szukam jakiejś zgrabnej najlepiej plastikowej i czarnej obudowy, w której umieszczę ślimak z trójnikiem oraz silnikiem. W której wytnę otwory na dozowanie pokarmu z ślimaka do akwarium i drugi otwór od góry do uzupełniania pokarmu.

Oszacowałem minimalne wymiary obudowy:

  • szer: 4 cm,
  • dł: 9 cm (cały trójnik ze ślimakiem + silnik z przekładnią),
  • wys: 4 cm tak, aby prawie cała wysokość trójnika się zmieściła.

Chciałem zamówić pudełko, czyli obudowę o podobnych wymiarach do tych powyżej od znanych dystrybutorów takich jak: Farnell, SOSElectronic ale po paru godzinach klikania nie udało mi się znaleźć obudowy z kilku tysięcy, która by mi pasowała. Nie udało mi się też ustawić filtrów dla wysokości, szerokości i długości aby ilość dostępnych produktów znacznie ograniczyć.

Poddałem się i zamówiłem na Allegro 🙂

Więc jak tylko przyjdą obudowy, będę w nich montować silnik z ślimakiem, a sterowanie: Smart Implant i przełącznik obrotowy wraz z zasilaczem zamontuje w drugiej obudowie.

Rozmieszczam urządzenia mechaniczne do dawkowania z dala od elektroniki. Spodziewam się, że ślimak trzeba będzie czasem wyjąć i wyczyścić. Dodatkowo wiem, że obudowa z silnikiem i ślimakiem będzie też narażona na wpływ wilgoci, bo będzie umieszczona nad akwarium. Dlatego decyzja o separacji urządzeń.

Dziś przyszły zamówione obudowy. Teraz już będę zabierać się za montaż elementów w ich wnętrzu. Trójnik z ślimakiem i silnikiem chyba zamontuje w tej..

Obudowa dla ślimaka z silnikiem

A w jednej z pozostałych Smart Implant, zasilacz, wyłącznik, stabilizator napięcia.

obudowy plastikowe

Etap 3 – Wywiercenie otworów w obudowie dla rurki z ślimakiem

Otwór z boku wylot pokarmu

Od pierwszego dnia projektu minęło 12 dni.

Utwór o średnicy około 30 mm, wykonałem wiertłem i papierem ściernym, tak jak to zrobiłem na samym początku, powiększając średnicę wewnętrzną trójnika. Może powinienem ten sposób opatentować polecam Ci go 🙂

Mój patent na powiększanie otworów

A oto rezultaty po powiększeniu otworu i dopasowaniu jego średnicy do rurki (trójnika).

Tak trójnik będzie zamontowany w obudowie

Trójnik wyprowadzony z obudowy

Spasowanie jak na domowe warunku w zupełności mnie satysfakcjonuje.

Widok osadzonego trójnika od góry

Trójnik wraz ze ślimakiem wychodzący z obudowy (dawkujący pokarm dla rybek)

Otwór od góry do ładowania pokarmu

Od pierwszego dnia projektu minęło 13 dni.

Otwór z góry zrobiłem w ten sam sposób co otwór z boku obudowy. Czyli najpierw wywierciłem otwór otwornicą 25mm, a potem za pomocą papieru ściernego przyklejonego do obracającego się wiertła wiertarki rozszerzyłem.

Otwór po użyciu otwornicy 25mm

Otwór powiększony do oczekiwanych rozmiarów

Oba otwory na trójnik w obudowie

Etap 4 – Montaż silnika do obracania ślimaka

Od pierwszego dnia projektu minęło 15 dni.

Dzisiaj zakończyłem prace mechaniczne polegające na sprzęgnięciu wału silniczka elektrycznego z ślimakiem.

Po przymocowaniu trójnika za pomocą obejmy do dna obudowy skupiłem się na osiowym zamontowaniu wału silnika. W tym celu znalazłem odpowiedniej grubości deseczkę drewnianą, którą klejem na gorąco przykleiłem także do dna obudowy. W ten sposób szybko udało mi się znaleźć odpowiednią wysokość montażu silnika, który został umocowany na deseczce za pomocą swojej obejmy.

Obejma dla trójnika przyklejona do dna obudowy

Przymocowany silnik połączony ze ślimakiem

Etap 5 – Instalacja elementów w obudowie regulatora

Montaż zasilacza

Od pierwszego dnia projektu minęło 20 dni.

Na razie zakończyłem prace nad prawie już gotowym pierwszym elementem – obudową z dozownikiem pokarmu. Teraz skupiam się nad drugą obudową, w której zamontuje zasilacz i całą wymaganą elektronikę łącznie ze sterownikiem.

Postanowiłem obok zasilacza (zasilacz montażowy do taśm i pasków LED 12V / 2,1A / 25W – 19 PLN) umieścić dokładnie docięty kawałek deseczki sosnowej, która dzięki swojej miękkości idealnie nadaje się do przymocowania do niej delikatnej elektroniki.

Zasilacz z deseczką drewnianą do montażu wymaganych elementów automatyki
Obudowa regulatora z zasilaczem

Montaż płytki uniwersalnej

Do płytki przylutowałem wyprowadzenia z regulatora – Smart Implant FIBARO, oraz zasilanie +12 DCV po przeciwnej stronie.

Płytka do montażu elementów elektroniki
Płytka do montażu elementów elektroniki

Na płytce przylutowałem stabilizator napięcia 5V L7805CV – 1 PLN, który da mi napięcie bezpieczne dla silnika dawkującego pokarm w drugiej obudowie. Dzięki temu cały układ będzie wymagał tylko jednego zasilacza 12 V.

Stabilizator napięcia L7805CV
Stabilizator napięcia L7805CV przylutowany do płytki

Osadzenie i podłączenie przewodów do przełącznika obrotowego

Od pierwszego dnia projektu minęło 23 dni.

Przełącznik obrotowy (3-pozycje 2 obwody – 30mm) za 6 PLN osadziłem w pokrywie górnej obudowy. Otwór wywierciłem wiertłem 8 bez większych problemów i osadziłem w nim przełącznik blokując go nakrętką.

Przełącznik obrotowy zamontowany na górnej części obudowy
Przełącznik obrotowy zamontowany na górnej części obudowy

Następnie przylutowałem przewody do wcześniej rozpoznanych pinów przełącznika 1,2,3, 5,6,7, oraz dwa na środku A i B. Dla lepszej orientacji pinów przełącznika wykorzystałem kolorystykę z par skrętki internetowej. Czyli parę pomarańczowo białą wykorzystałem dla pinów 1 i 5, które są zwierane przy obróceniu przełącznika w lewo, parę zielono białą dla pinów 2 i 6 zwierane w położeniu środkowym i parę niebiesko białą dla pinów 3, 7 przy obróceniu w prawo. Środkowe piny do których doprowadzę zasilnie i masę są koloru czarnego i fioletowego. Patrz zdjęcie schemat.

Przylutowane obwody do złącz przełącznika w sumie 8 sztuk
Przylutowane obwody do złącz przełącznika w sumie 8 sztuk

Schemat elektryczny i postęp prac oznaczony mazakiem
Schemat elektryczny i postęp prac oznaczony mazakiem

Na schemacie oznaczyłem co już wykonałem mazakiem niebieskim wraz z oznaczeniami polutowanych przewodów do przełącznika obrotowego.

Połączenie wszystkich przewodów w obudowie sterownika

Od pierwszego dnia projektu minęło 24 dni.

Początkowo wydawało mi się to za łatwe zadanie, ale takie nie było i wymagało sporo pracy i precyzji w lutowaniu. Płytka posłużyła mi za miejsce połączeń wszystkich sygnałów, których łącznie było prawie 20. Po kilku godzinach udało mi się rozmieścić wszystko w miarę sensownie i polutować. Osobiście jestem zadowolony z mojego rezultatu :-).

Polutowanie wszystkich przewodów w obudowie regulatora
Polutowanie wszystkich przewodów w obudowie regulatora

Obudowa sterownika z pełnym okablowaniem
Obudowa sterownika z pełnym okablowaniem

Obudowa ze sterownikiem po zakończeniu prac
Obudowa ze sterownikiem po zakończeniu prac

Etap 6 – Podłączenie sygnałów od sterownika w obudowie silnika

Od pierwszego dnia projektu minęło 26 dni.

Już prawie finish….

Tym razem jest to zadanie naprawdę proste i dla tego zostawiłem je sobie na koniec. Wymaga ono podpięcia pod zaciski odpowiednich przewodów przychodzących z obudowy sterownika. Aby się nie pomylić podczas łączenia i w przyszłości, aby nie pogubić się w tym wszystkim, oznaczyłem sobie zaciski na kostkach elektrycznych. Po podłączeniu sprawdziłem logikę podłączeń „przedzwaniając” instalację, czyli mierząc miernikiem gdzie popłynie prąd.

Po „przedzwonieniu” instalacji – błędów nie było, podałem napięcie na zasilacz i o dziwo od razu silnik ruszył, kręcąc ślimakiem. Silnik zaczął pracować pomimo wybrania na przełączniku obrotowym pozycji „Automat”. Okazało się, że wszystkie połączenia są OK, a nie wiadomo czemu wyjście Q2 Smart Implant’a odpowiedzialne za załączenie silnika w trybie automatycznym było załączone non-stop. Sytuacja powróciła do normalnej pracy, wyjścia Q1 i Q2 otwarte, po dodaniu Smart Implant’a do sieci Z-Wave mojego domu.

Oba układy z przewodami, obie obudowy z elementami i połączeniami
cały układ z przewodami.jpg

Obudowa silnika z wszystkimi połączeniami
Obudowa silnika z wszystkimi połączeniami

Koniec projektu

Dzisiaj po przeszło miesiącu prac mniej lub bardziej regularnych zakończyłem montaż mojego DYI – karmika dla rybek.

Jestem naprawdę zadowolony z osiągniętego finalnego rezultatu !!!

  • Urządzenie dawkuje pokarm wolno obracając ślimakiem, z którego leci pokarm.

  • Mam możliwość zdalnego sterowania oświetleniem – lampką LED zamontowaną na taflą wody akwarium

  • Mam zdalny odczyt temperatury wody w akwarium.

  • Mogę śmiało powiedzieć, że wykorzystałem co to oferuje moduł Smart Implant FIBARO w 100% (pomiar temperatury, wyjścia cyfrowe, sterownie zdalne)

  • Zadowolony też jestem z wizualnego efektu – plastikowe obudowy prezentuję się całkiem przyzwoicie, a i praca z nimi była wdzięczna (nie pękały, były sztywne i mocne).
  • Cały proces wielogodzinnego montażu i designu mam zarejestrowany na kamerze. Jak tylko go obrobię podzielę się z Tobą :-). Link do filmu wideo jest na początku tego DIY.

Poniżej cały automatyczny karmik dla rybek podłączony do instalacji inteligentnego domu – FIBARO.

Całe rozwiązanie dla mojego systemu inteligentnego domu
Automatyczny karmik dla rybek zrealizowany całkowicie

Co dalej…

  • poskładanie filmu wideo z całego procesu powstawania karmika dla ryb
  • napisanie programu (sceny) i zrobienie widgetu do wygodnego sterowania dawkowaniem pokarmu i zaplaniem i gaszeniem oświetlenia w akwarium
  • ustawienie notyfikacji na za wysoką jak i za niską temperatury wody w akwarium

Projekt już został wcielony w życie i testuje go każdego dnia….

Napisz czy podoba ci się forma przekazu?

Czy ciekawe było samo zagadnienie DIY ?

Podpowiedz mi inny temat na DIY…?

Łukasz