Empathisches Entwerfen: Arduino Automatic Rat Feeder - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Dieses Instructable dient als allumfassender Leitfaden für die Erstellung einer automatischen Fütterungsvorrichtung für eine Ratte oder ein Haustier ähnlicher Größe. Die Inspiration zu diesem Projekt kam von der Ratte meiner Schwester, die jeden Tag genau 4 Futterpellets füttern muss. Aufgrund der aktuellen Umstände (COVID-19) kann meine Schwester die Ratte nicht jeden Tag füttern. Das von mir entworfene System verwendet einen Arduino Nano, ein „Mikro“-Servo und ein benutzerdefiniertes 3D-gedrucktes Gehäuse. Mit einer Schubstange sollte die Maschine alle 24 Stunden gleichmäßig und ohne Fehler 4 Futterpellets ausgeben. Das System kann über eine 5-Volt-Steckdose betrieben oder von einem kleinen Lithium-Ionen-Akku mit Strom versorgt werden – so oder so verbraucht es nur eine minimale Menge an Strom.

Lieferungen

Materialien:

3x 6 Länge 22 AWG Elektrokabel (Breadboarding Wire)

1x Mikro-Servo

1x Arduino Nano (oder Metro Mini)

1x Rolle eines nicht flexiblen 3D-Drucker-Filaments (PLA, PETG, ABS, PEK, NYLON oder ein beliebiges Harz, wenn Sie einen SLA-Drucker verwenden)

1x 20mm Schrumpfschlauch

3x 1mm Schrumpfschlauch

1x Micro Servo Arm (normalerweise im Lieferumfang des Micro Servo enthalten)

1x Rolle mit Flussmittelkernlot

Ausrüstung:

3D-Drucker (FDM oder SLA)

Seitenschneider

Spitzzange

Feuerzeug oder Heißluftgebläse

Lötkolben

Schritt 1: Empathische Forschung

Was ist Empathie?

Empathie wird als die Fähigkeit beschrieben, die Gefühle anderer zu verstehen und zu teilen. Obwohl dies einfach erscheinen mag, gibt es tatsächlich drei verschiedene Arten von Empathie: Kognitiv, Emotional und Mitgefühl. Kognitive Empathie erfordert nur, dass man versteht, wie sich eine Person fühlt und was sie möglicherweise denkt. Kognitive Empathie erfordert keine emotionale Verbindung, ist aber dennoch unglaublich nützlich im Alltag. Emotionale Empathie beinhaltet die Verinnerlichung der Emotionen einer anderen Person. Sie müssen fühlen, was diese Person fühlt, um emotionale Empathie zu erfahren. Dies ist von wesentlicher Bedeutung für enge Beziehungen und Berufe, die von Einzelpersonen verlangen, Entscheidungen über das Leben anderer zu treffen. Leider kann emotionale Empathie manchmal überwältigend sein. Schließlich gibt es mitfühlende Empathie, die im Wesentlichen die ersten beiden Formen der Empathie kombiniert. Es balanciert sorgfältige Überlegung, verbundene Emotionen und vor allem Aktion. Ein wesentlicher Bestandteil mitfühlender Empathie ist der Wunsch, auf die eigenen Gefühle zu reagieren und den Bedürftigen zu helfen.

Warum ist es wichtig, sich in einen bestimmten Kunden einzufühlen?

Bei gutem Design ist Empathie entscheidend, sei es kognitiv, emotional oder mitfühlend. Zumindest muss sich jeder Designer größte Mühe geben, die Bedürfnisse und Wünsche seiner Kunden zu verstehen. Aus diesem Grund entscheiden sich die meisten Designer für kognitives Einfühlungsvermögen, wenn sie ein Projekt angehen. Offensichtlich ist emotionale Empathie aus gestalterischer Sicht nicht angemessen und würde höchstwahrscheinlich als unprofessionell angesehen werden. Wenn ein Designer jedoch in der Lage ist, sich mitfühlend in einen Kunden einzufühlen, hat er ein Kommunikationsniveau erreicht, das der Schaffung eines unglaublichen Produkts förderlich ist. Wenn ich für einen Kunden entwerfe, bemühe ich mich daher, nicht nur seine Gefühle und Perspektiven zu verstehen, sondern auch zu fühlen, was er fühlt, um seine Standards nach besten Kräften zu erfüllen.

Wie dieses Einfühlungsvermögen mich dazu gebracht hat, insbesondere dieses Projekt ins Leben zu rufen

Dieser Rattenfutterautomat wurde für meine Schwester entwickelt. Sie wurde vor kurzem die Besitzerin einer Dumbo-Ratte (Dumbo wegen ihrer großen Ohren, nicht wegen ihres Intellekts) und hat die Höhen und Tiefen des Besitzes eines großen pelzigen Nagetiers erlebt. Die Ratte war schüchtern und ist es immer noch, als sie sie zum ersten Mal aufheben wollte, schlug sie mit den Zähnen aus und biss sie in den Finger – danach weinte sie noch eine gute Stunde. Es dauerte ein oder zwei Wochen, bis sie genug Mut hatte, um ihre Hand wieder in diesen Käfig zu legen, aber schließlich tat sie es. Ich beobachtete, wie sich ihre Haltung von einer Verachtung in eine fürsorgliche änderte, sie fütterte die Ratte täglich, wusch sie wöchentlich und baute ihr sogar einen neuen Käfig, damit sie herumlaufen konnte. Ich verstehe, wie sie sich damals fühlte und wie sie sich heute fühlt, nicht nur, weil ich ihr Bruder bin, sondern auch, weil ich mich um ein kleines Nagetier gekümmert habe. Ich hatte Angst, dass es mich beißt, ich habe auch lass es auf meiner Schulter sitzen, während ich durch mein Zimmer gehe, die sich ständig ändernde Flut von Emotionen habe ich aus erster Hand erlebt. Leider leben wir aufgrund von COVID-19 und einigen anderen Gründen außerhalb eines normalen Zuhauses in der Stadt. Meine Schwester muss ihre Ratte immer noch täglich füttern und sitzt daher auf unbestimmte Zeit hier aus. Während der Rest meiner Familie, einschließlich mir, reisen kann, wann immer sie wollen, muss meine Schwester bleiben, um sich um ihre Ratte zu kümmern. Durch die Schaffung einer automatischen Rattenfütterung könnte sie also so lange gehen, wie sie möchte. Und das hat sie verdient.

Schritt 2: Design

Ich habe alle Komponenten für dieses Projekt mit Autodesk Inventor entworfen.

Schritt 3: Laden Sie alle 3D-gedruckten Dateien herunter

Besuchen Sie diesen Link: https://www.thingiverse.com/thing:4354393 und laden Sie die 5 verfügbaren Dateien herunter.

Schritt 4: Drucken Sie das Kolbengehäuse

Die Druckeinstellungen für jede Komponente unterscheiden sich geringfügig. Dies sind die Druckeinstellungen für das "Kolbengehäuse"

Optimale Temperaturen und Einstellungen variieren von Drucker zu Drucker, aber hier sind einige Richtlinien für Füll- und Stützmaterial.

Material: PLA oder PETG

Füllung: 10%

Umfang/Wand: 2

Unterstützungsmaterial: Ja

Geschwindigkeit/Genauigkeit: Schnell

Schritt 5: Drucken Sie die Servoarmverlängerung

Die Druckeinstellungen für jede Komponente unterscheiden sich geringfügig. Dies sind die Druckeinstellungen für die "Servo Arm Extension"

Optimale Temperaturen und Einstellungen variieren von Drucker zu Drucker, aber hier sind einige Richtlinien für Füll- und Stützmaterial.

Material: PLA oder PETG

Füllung: 10%

Umfang/Wand: 2

Stützmaterial: Nein

Geschwindigkeit/Genauigkeit: Standard

Schritt 6: Drucken Sie den Kolbenkopf

Die Druckeinstellungen für jede Komponente unterscheiden sich geringfügig. Dies sind die Druckeinstellungen für den "Kolbenkopf"

Optimale Temperaturen und Einstellungen variieren von Drucker zu Drucker, aber hier sind einige Richtlinien für Füll- und Stützmaterial.

Material: PLA oder PETG

Füllung: 10%

Umfang/Wand: 2

Stützmaterial: Nein

Geschwindigkeit/Genauigkeit: Standard

Schritt 7: Drucken Sie den Kolbenarm

Die Druckeinstellungen für jede Komponente unterscheiden sich geringfügig. Dies sind die Druckeinstellungen für den "Kolbenarm"

Optimale Temperaturen und Einstellungen variieren von Drucker zu Drucker, aber hier sind einige Richtlinien für Füll- und Stützmaterial.

Material: PLA oder PETG

Füllung: 10%

Umfang/Wand: 2

Unterstützungsmaterial: Ja

Geschwindigkeit/Genauigkeit: Standard

Schritt 8: Drucken Sie den Hopper

Die Druckeinstellungen für jede Komponente unterscheiden sich geringfügig. Dies sind die Druckeinstellungen für den "Hopper"

Optimale Temperaturen und Einstellungen variieren von Drucker zu Drucker, aber hier sind einige Richtlinien für Füll- und Stützmaterial.

Material: PLA oder PETG

Füllung: 5%

Umfang/Wand: 1

Stützmaterial: Nein

Geschwindigkeit/Genauigkeit: Schnell

Schritt 9: Komponenten vorbereiten

Stützmaterial entfernen:

Das Kolbengehäuse ist mit Stützmaterial bedruckt, dieses sollte mit einer Spitzzange entfernt werden.

Der Kolbenarm lässt sich ohne Werkzeug leicht von seinem Trägermaterial lösen.

Optional: Alle Teile leicht anschleifen.

Schritt 10: Kolbenkopf und Kolbenarm verbinden

Richten Sie die "T"-förmige Seite des Kolbenarms mit dem Schlitz am Kolbenkopf aus

Drücken Sie den Kolbenarm fest nach unten, bis er in der kreisförmigen Aussparung sitzt

Schritt 11: Montieren Sie den Servo

Setzen Sie den Servomotor in den entsprechenden Schlitz ein, wobei die Welle in Richtung der Oberseite des Kolbengehäuses positioniert ist.

Verwenden Sie die mitgelieferten Schrauben, um den Servomotor zu befestigen. Ziehen Sie die Schrauben nicht zu fest an, da PLA spröde und anfällig für Risse ist.

Schritt 12: Anbringen des Servoarms und des Servoarmadapters

Stecken Sie den kleinen Servoarm aus Kunststoff, der dem Servomotor beiliegt, in die Aussparung am Servoarmadapter.

Stellen Sie sicher, dass der Servoarm bündig mit dem Servoarmadapter abschließt, und wenn dies nicht der Fall ist, drehen Sie den Servoarm um und er sollte richtig passen.

Drücken Sie den Servoarm und den Servoadapter fest auf die Abtriebswelle des Servomotors.

Verwenden Sie die kleinste im Lieferumfang des Servomotors enthaltene Schraube, um beide Teile zu befestigen.

Wenn es richtig installiert ist, sollte es wenig bis kein vertikales "Spiel" geben (wackeln)

Schritt 13: Montage (Mechanische Komponenten)

Setzen Sie den Kolbenkopf in das Kolbengehäuse ein, achten Sie darauf, dass das Ende des Kolbens mit dem Ende des Kolbengehäuses bündig ist.

Richten Sie die Löcher am Servoarm und am Kolbenarm aus. Das Servo kann bewegt werden, ohne es zu beschädigen, also zögern Sie nicht, dies bei Bedarf zu tun.

Stecken Sie eine Zoll lange M3-Schraube durch den Servoarm und den Kolbenarm, verwenden Sie 2 Muttern, um sie auf der gegenüberliegenden Seite zu befestigen.

Es spielt keine Rolle, auf welche Weise die Schraube eingesetzt wird.

Schritt 14: Anschließen des Servos an den Arduino

LÖTEN IST OPTIONAL. Bitte fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort, wenn Sie nicht löten möchten / können.

Drahtvorbereitung:

Schneiden Sie die Drähte am Servomotor so ab, dass noch 3 Zoll übrig sind.

Trennen Sie die Drähte, aber nur für die ersten 1 Zoll.

Entfernen Sie 1/2 der Isolierung von jedem Draht.

Löten:

Lötkolben aus Zinn und löten den braunen Draht an GND (Masse), den roten Draht an 5V und den gelben an Pin 9

Folgen Sie dem obigen Schema!

Schritt 15: Montieren Sie das Arduino

Verwenden Sie 2 weitere kleine Servoschrauben, um den Arduino Nano an der Rückseite des Spendergehäuses zu befestigen.

Futtertrichter anbringen

Schritt 16: Verbinden und flashen Sie den Code mit dem Arduino

Kopieren Sie den folgenden Code und laden Sie ihn über das Arduino CC auf das Arduino hoch:

#enthalten

Servo-Myservo; // Servo-Objekt erstellen, um ein Servo zu steuern // Auf den meisten Boards können zwölf Servo-Objekte erstellt werden

intpos = 0; // Variable zum Speichern der Servoposition

Void setup () { myservo.attach (9); // befestigt das Servo an Pin 9 an das Servoobjekt}

Void loop () { for (pos = 0; pos = 0; pos -= 1) {// geht von 45 Grad auf 0 Grad myservo.write (pos); // dem Servo sagen, dass es in der Variablen 'pos' delay (15) in Position gehen soll; // wartet 15ms, bis das Servo die Position erreicht hat}}

Schritt 17: Am Käfig montieren

Befestigen Sie das Gesicht des Rattenfutterautomaten mit Kabelbindern am Käfig Ihres Haustiers!

Bitte stellen Sie sicher, dass die Öffnung des Spenders nicht durch die Drähte des Käfigs blockiert wird.

Der Kolben wird alle 24 Stunden 4 Mal durchlaufen, der Timer beginnt, sobald der Arduino mit Strom versorgt wird.

Der Feeder benötigt nur 5 V, kann also über Micro-USB oder einen externen Akku an jeder Steckdose betrieben werden.

Schritt 18: Denken Sie an Haustierpflege

Der gesamte Zweck dieses Produkts war es, den Haustieren Ihrer Lieben oder vielleicht Ihrem eigenen Haustier die Pflege und Aufmerksamkeit zu geben, die es verdient. Es erledigt die Arbeit, die ein Hausmeister normalerweise tun würde, damit sie eine kurze Zeit ohne Sorgen von ihrem Haustier verbringen können.

Befreit sein heißt frei sein, und Freiheit bringt Verantwortung mit sich.

Ich möchte dies absolut klarstellen: Dieses Produkt ist KEINE DAUERHAFTE LÖSUNG FÜR DIE HAUSTIERPFLEGE. Da ich meiner Schwester Empathie entgegengebracht habe, als ich dieses Produkt für sie kreierte, bitte ich Sie freundlich, Ihr Mitgefühl gegenüber Ihren Haustieren auszudrücken; Nur weil Sie können, lassen Sie sie nicht tagelang stehen, spielen Sie regelmäßig mit ihnen, sorgen Sie dafür, dass ihre Umgebung sauber und sicher ist.

Dankeschön, Kanoa.