【南京中科微CSM32RV20开发板试用体验】+5.自动喂食器

5.自动喂食器使用视频

前言
大家好。
首先，感谢南京中科微提供的CSM32RV20开发板，同时也感谢发烧友提供的试用平台。
几个月前，家里买了一个智能水族箱，能恒温，24小时增氧，氛围灯也有，然后再买了一些热带鱼。看起来，效果还是不错。

但是，这不到了春节了嘛，全家回老家，这个金鱼大概有10天可没人照料。
网上一查，10天不喂，大鱼应该不会死，但是小鱼由于自身储能比较少，估计会命悬一线。所以，动了自己设计一个自动喂食器的心思。

设计方案
由于还有3天就要放假了，这里面设计的难点是出料的机械结构。所以，我在TB上，查看了一下成品的喂食器，看看能不能找到灵感。出料结构不能太复杂，因为没有加工能力，如果有个3D打印机就好了。
别说，还真找到了一款，结构不太复杂，自己动手应该能做出来。

所以，说干就干：
找个步进电机，带减速的，这样扭矩大点，并且还能精确的控制位置。这个还是以前刚上大学的时候，买51开发板送了一个，好像有10年了吧，配套的还有一个ULN2003驱动芯片。

找个控制板，当然是南京中科微的CSM32RV20，这不现成的嘛。
最后找个透明的盒子，不能太大，太大了不协调，最好是透明的，能看到里面的鱼食。
电源，就用5V的手机电源充电头嘛。

软件方面，需要一个时钟RTC，但是考虑到上文测评的RTC，我觉得还是算了吧，就用延时来吧，只要设置好延时时间，比如间隔8小时喂一次（12小时也行、24小时）都可以。不用做到精确几点几分去喂食。

动手实操
由于这个步进电机是4相5线，型号是：35BY412B，减速比比较大，也超过10多年没用过，驱动起来比较费劲，花了小半天的时间，终于让它转了起来，但是，这个也太慢了，果断放弃。
电机要换！想了一下，用舵机也是可以的。我手上有两个数字舵机，比较高档的那种，DYNAMIXEL AX-12A，这个舵机绝对能像步进电机一样，达到旋转控制的目的。但是这个数字舵机是使用单线 TTL串口来驱动，比较诡异。这个之前我还没有用过，只是之前看了一下资料。

最后，还是把目光放到常规舵机上。就是用那种PWM控制的舵机，我手上的这个是180度舵机，扭矩也比较大，也是现成的，之前做项目剩下的。

转动的问题弄好，接下来，就是供电的问题。

只前想的是，用电源适配器来供电，但是在实际调试的时候，发现用5/1A的，舵机启动的瞬间电流，会导致电源适配器输出中断，然后单片机复位。
最后，即使是换成华为40W快充的充电器，还有有这样的问题，明显感觉到舵机启动的时候有顿挫感，估计是华为充电头内部过流保护。

所以整体设计又改了一下，最终整体设计框图如下：

主要程序功能也很简单：
l 系统上电后，舵机回到原点，0度。
l 开始计时，间隔8小时，控制舵机转2下。
l 支持按键触发，按键触发后，当前计时清零，重新计满8小时后，再次自动喂食。
l 最后，就是使用板子上的LED做了一些程序功能状态指示。
l 电源采用明伟的12V桌面电源供电。

程序源码如下：

#include "headfile.h"
uint32_t g_StimeS; //系统时间计数，单位S
void Time2_PwmCH1(uint16_t CCR)
{
TIMER2->CCR1 = CCR;
}
int main(void)
{
uint8_t CMD;
///----System Init ---------------------------------------------------------------------------------------------
CLIC_Init();//系统中断配置
System_Clock_Init();//系统时钟初始化
GPIO_MODE_Init(GPIOA,PIN10,GPIO_MODE_OUTPUT); //GPIO 模式 TIMER2控制LED
GPIO_MODE_Init(GPIOA,PIN12,GPIO_MODE_OUTPUT); //GPIO 模式舵机运动时，LED点亮
GPIO_Write(GPIOA,PIN10,GPIO_SET); //GPIO 输出
GPIO_Write(GPIOA,PIN12,GPIO_SET); //GPIO 输出
GPIO_PULL_Init(GPIOA, PIN15, GPIO_PULLUP);
GPIO_MODE_Init(GPIOA,PIN15,GPIO_MODE_INPUT); //GPIO 模式
Timer2_PWM_Mode_Init();//PWM输出
Interrupt_Enable(TIMER2_updata_int_ID);//CLIC使能中断
//使能系统总中断
SYS_Interrupt_Enable();//CLIC开总中断
UART_Init_case1(UART1);//非中断模式
ee_printf("nHello CSM32RV20:");
g_StimeS=0;
CMD=0;
while(1)
{
/*
舵机控制信号PWM周期为20ms左右，
高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内，控制旋转角度。以180度角度舵机为
0.5ms--------------0度；
1.0ms--------------45度；
1.5ms--------------90度；
2.0ms--------------135度；
2.5ms--------------180度；
*/
if(CMD==1) //控制舵机执行喂鱼操作
{
uint8_t i;
CMD=0;
g_StimeS=0;
GPIO_Write(GPIOA,PIN12,GPIO_RESET);
for(i=0;i<2;i++)
{
Time2_PwmCH1(2500); //舵机旋转到位置A
Delay32M_ms(500);
Time2_PwmCH1(500); //舵机回到初始位置
Delay32M_ms(500);
}
GPIO_Write(GPIOA,PIN12,GPIO_SET); //LED关闭
}
else
{
Time2_PwmCH1(500); //舵机回到初始位置
GPIO_Write(GPIOA,PIN12,GPIO_SET); //LED关闭
}
/*按键检测*************************************************************/
if(GPIO_Read(GPIOA,PIN15)==0)
{
Delay32M_ms(10);
while(GPIO_Read(GPIOA,PIN15)==0);
CMD=1;
}
/*自动定时放料*********************************************************/
if(g_StimeS>28800) //设定计时时间大于阈值,启动舵机投食。
{
g_StimeS=0;
CMD=1;
}
}
return 0;
}

成品展示
使用热熔胶，把塑料盒子（盖子被小孩弄不见了，只有用气球+橡皮筋临时封上）固定在舵机上，然后整体固定在陶瓷杯子上，这样底座比较稳，不容易翻车。并且使食料盒水平上有一定的斜度，保证鱼食一直在底部。

在杯子上方用电转打好小孔孔，如果孔打大了，可以控制舵机旋转到180度后，减少停留的时间。孔打小了，那就控制舵机多转动几次，也是可以一定程度上弥补的。孔的大小与鱼食的颗粒大小有直接的关系。

最开始，我用的用的是电转打孔，但是，后来发现，里面有很多的毛刺，干脆就用钉子烫了几个小孔。

使用效果如下：详见视屏

我用的是按键触发，效果不错，还是非常满意。

总结
其实，这个只是一个非常小、也是非常着急的项目，用的技术也非常简单。但是，也确实是能解决我生活上的一些小问题。给我带来便利。
当然，也有不完善的地方，比如喂食时间不能手动设置，是程序写死了了滴，但是我想说的是，时间真的很紧，与其去开发这个一个功能，还不如直接改源码，串口重新烧录一遍，也就OK了，这个不是产品。
好了，自动喂鱼的事情是解决了，但是自动换水是不是也该考虑一下，平时，我是5-6天换一次水，但是水泵我也没有现成的，年后在想办法吧，不然以后国庆节，全家出去耍了，这些鱼也是个麻烦。
这次春节放假10天，只也希望它们能够挺住吧。