Máy cho cá ăn tự động chính xác có tích hợp WiFi

Chào mừng

Các phiên bản trước của chiếc máy cho cá ăn này đã giúp lũ tôm nước ngọt của mình luôn khỏe mạnh mỗi khi mình đi vắng. Cuộc thi này là động lực để mình cải tiến sản phẩm thêm hoàn thiện. Thay đổi đáng chú ý nhất là chuyển sang dùng động cơ servo và xây dựng giao diện đồ họa trực quan hơn.

Máy này không dùng dịch vụ đám mây, nhưng bạn cần kết nối internet để đồng bộ thời gian với máy chủ NTP.

Máy hoạt động hiệu quả nhất với các loại thức ăn có kích thước trên 1-2mm như dạng viên (granules), hạt (pellets), lá (wafers), thanh (sticks),… Thức ăn dạng mảnh (flake) hoặc quá vụn sẽ không hoạt động tốt. Mình khuyên bạn nên theo dõi cách máy nhả thức ăn qua vài lần thử thủ công trước khi sử dụng chính thức.

Lợi ích chính

• Tự động cho cá ăn khi bạn không có nhà
• Cài đặt bất kỳ khung giờ và số lần cho ăn trong ngày
• Mỗi lần cho ăn với định lượng chính xác
  • Có thể trộn và sử dụng các loại thức ăn khác nhau trong từng ngăn
• Điều khiển và giám sát dễ dàng qua giao diện web
  • Mọi chức năng đều thực hiện đơn giản bằng cách bấm nút
• Nguồn điện USB-C tiện lợi
• Tự động phục hồi trạng thái sau khi mất điện

Chọn file nào?

Có các thư mục riêng cho khay lớn và nhỏ, sau đó là các file theo độ dày thành bể. Tất cả các bộ phận in 3D được đóng gói trong file 3mf, không bao gồm thiết lập in, chỉ có file mô hình 3D.

• Large (Lớn): dùng 5 ngăn với khay dày
  • Chứa được nhiều thức ăn nhất
  • 4 ngăn sử dụng được + 1 ngăn bắt đầu
  • Sử dụng code Code_Large_5_Slot.ino
• Small (Nhỏ): dùng 7 ngăn với khay mỏng
  • 6 ngăn sử dụng được + 1 ngăn bắt đầu
  • Sử dụng code Code_Small_7_Slot.ino
• 2-13mm: phù hợp bể không viền (rimless) lên đến 0.5 inch
• 12-27mm: phù hợp bể có viền từ 0.5 đến 1.0 inch
• 26-39mm: phù hợp bể có viền từ 1.0 đến 1.5 inch

Linh kiện cần thiết

• (7) Ốc M3x8mm (đầu bằng hoặc đầu trụ).
• (1) Ốc M3x12mm (cho khay nhỏ) hoặc M3x25mm (cho khay lớn).
• (8) Đai ốc vuông M3.
• Micro servo TowerPro SG92R: loại nhỏ, tiết kiệm điện và cần loại có khả năng xác định vị trí tuyệt đối khi khởi động.
• Tụ điện (100 - 200uF, trên 5V): giúp ổn định dòng điện từ vi điều khiển.
• Adafruit QT Py ESP32-S2: có sẵn WiFi, USB-C và bộ nhớ flash. Bạn cần thêm cáp USB-C để lập trình và cấp nguồn.

In ấn

Không yêu cầu đặc biệt về vật liệu, PLA là đủ. Mình thường in với vòi phun 0.4mm, lớp in 0.2mm với tốc độ vừa phải. Đáy của phần đế và mặt trên của khay cần thật phẳng và nhẵn để tránh bị kẹt thức ăn giữa các khe hở.

Lắp ráp

1. Ốc dài dùng để nối khay và trục, các vị trí khác dùng ốc M3x8mm.
2. Căn chỉnh servo: Xoay thủ công servo theo chiều kim đồng hồ đến điểm dừng, tháo horn ra và lắp lại theo vị trí hình ảnh bên dưới. Sau đó sẽ cân chỉnh chi tiết bằng phần mềm.
3. Lắp vi điều khiển sao cho các nút và đèn LED hướng ra ngoài bể, để bạn có thể nhấn nút reset phần cứng qua lỗ trên vỏ.

Đấu dây

• Dây Cam/Vàng = Tín hiệu. Nối vào A1 (GPIO17).
• Dây Đỏ = Dương (+). Nối vào 5V.
• Dây Nâu/Đen = Âm (-). Nối vào GND.
• Tụ điện: Cực dương (chân dài) nối vào dây đỏ, cực âm (chân ngắn, vạch trắng) nối vào dây đen.

Mã nguồn (Code)

Bạn cần chỉnh sửa các thông số sau ở phần đầu code:

#define SERVER "us.pool.ntp.org"
#define MYTZ "EST5EDT,M3.2.0,M11.1.0"
const char ssid[] = "wifi_SSID";
const char pass[] = "plain_text_passwd";

Chọn máy chủ NTP cho quốc gia của bạn, cập nhật múi giờ và điền tên WiFi/mật khẩu vào trong dấu ngoặc kép.

Hoạt động của máy

Khi khởi động, máy sẽ chờ kết nối WiFi thành công để đồng bộ thời gian. Máy không sử dụng module RTC để tiết kiệm chi phí. Nếu mất điện, máy sẽ không tự động "bù" các lần cho ăn đã lỡ, điều này an toàn hơn cho hệ sinh thái bể cá của bạn. Khi đến giờ cho ăn, khay sẽ xoay và lắc qua lại để đảm bảo thức ăn rơi hết xuống.

Cân chỉnh (Calibration)

Sau khi khởi động lần đầu, hãy dùng giao diện web để chỉnh góc quay servo sao cho các ngăn khớp với lỗ nhả thức ăn. Bạn chỉ cần làm việc này một lần duy nhất. Hãy bắt đầu từ ngăn đầu tiên, chỉnh giá trị offset nhỏ rồi thắt chặt ốc cố định trên khay trước khi căn chỉnh các ngăn còn lại.

Giao diện Web

Kết nối vào cùng mạng WiFi với máy cho ăn, sau đó nhập địa chỉ IP của máy vào trình duyệt. Hãy dùng nút refresh trên giao diện web thay vì nút refresh của trình duyệt để tránh tình trạng thực hiện lại lệnh cũ.