5.6 スマート給餌システム

5.6.1 給餌室のドア

Arduino IDEで5.6.1Servoコードを開きます。

#include <ESP32Servo.h>  //Import the library of servo
Servo myservo;  // create servo object to control a servo
                // 16 servo objects can be created on the ESP32
                
int pos = 0;    // variable to store the servo position
// Recommended PWM GPIO pins on the ESP32 include 2,4,12-19,21-23,25-27,32-33 
int servoPin = 26;
                
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  myservo.attach(servoPin);   // attaches the servo on pin 26 to the servo object
  myservo.write(180);
  delay(2000);
}

void loop() {

  for (pos = 80; pos <= 179; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 80 degrees
    // in steps of 1 degree
    myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
    delay(15);                       // waits 15ms for the servo to reach the position
  }
  for (pos = 180; pos >= 81; pos -= 1) { // goes from 80 degrees to 0 degrees
    myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
    delay(15);                       // waits 15ms for the servo to reach the position
  }
}

ESP32 Dev ModuleボードとCOMポートを選択し、コードをアップロードします。

テスト結果:

給餌室のドアがゆっくりと開き、その後閉じます。

注記: SG90サーボは180°回転できます。給餌ボックスが小さいため、100°の回転でボックスを完全に閉じるのに十分です。

80°: 全開

120°: 半開

180°: 閉

注意

指を箱に入れないでください。挟まれる危険があります！

サーボを損傷する可能性があるため、ドアを物で塞がないでください！

ドアはサーボによって制御されます。

内部構造:

① 信号(S): マイクロコントローラからの制御信号を受信します。

② ポテンショメータ: サーボのフィードバック部分。出力軸の位置を測定します。

③ 組み込みボード（内部コントローラ）: サーボのコア。外部制御信号と位置のフィードバック信号を処理し、サーボを駆動します。

④ DCモーター: 実行部分。速度、トルク、位置を出力します。

⑤ ギアシステム: モーターからの出力を、特定の伝達比に従って最終的な出力角度に調整します。

サーボの駆動:

信号(S)はPWMを受信してサーボの出力を制御し、出力軸の位置はPWMのデューティサイクルに直接依存します。

例:

A. パルス幅1.5msの信号をサーボに送ると、その軸（ホーン）は中央位置（90°）に回転します。

B. パルス幅 = 0.5msの場合、軸は最小（0°）に回転します。

C. パルス幅 = 2.5msの場合、軸は最大（180°）に回転します。

注記: 最大角度はサーボの種類によって異なります。170°のものもあれば、90°のものもあります。それにもかかわらず、サーボは通常、パルス幅1.5msの信号を受信すると、（最大角度の）半分動きます。

5.6.2 超音波センサー

Arduino IDEで5.6.2 Ultrasonic-Sensorコードを開きます。

#define Trigpin 12 //connect trig to io12
#define Echopin 13 //connect echo to io13
int duration,distance;

void setup(){
  Serial.begin(9600); //Set the baud rate to 9600
  pinMode(Trigpin,OUTPUT);  //set trig pin to output mode
  pinMode(Echopin,INPUT);   //set echo pin to input mode
}
void loop(){
  digitalWrite(Trigpin,LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(Trigpin,HIGH);
  delayMicroseconds(10);    //Trigger the trig pin via a high level lasting at least 10us
  digitalWrite(Trigpin,LOW);
  duration = pulseIn(Echopin,HIGH); //the time of high level at echo pin
  distance = duration/58;       //convert into distance(cm)
  delay(50);
  Serial.print("distance:");    //Serial monitor prints the value
  Serial.print(distance);
  Serial.println("cm");
}

ESP32 Dev ModuleボードとCOMポートを選択し、コードをアップロードします。

テスト結果:

このキットでは、検出範囲は3〜8cm以内です。

シリアルモニターを開き、ボーレートを9600に設定すると、シリアルモニターに超音波モジュールと前方の障害物との距離が表示されます。

5.6.3 インテリジェント給餌システム

Arduino IDEで5.6.3Intelligent-Feeding-Systemコードを開きます。

#include <ESP32Servo.h>  //Import the library of servo on ESP32 board
Servo myservo;  // create servo object to control a servo
                // 16 servo objects can be created on the ESP32

#define TrigPin 12 //connect trig to D12
#define EchoPin 13 //connect echo to D13
#define ServoPin 26
int duration,distance;

void setup(){

  Serial.begin(9600); //Set the baud rate to 9600
  pinMode(TrigPin,OUTPUT);  //set trig pin to output mode
  pinMode(EchoPin,INPUT);   //Set echo pin to input mode
  myservo.attach(ServoPin);   // attaches the servo on pin 26 to the servo object
}
void loop(){
  Serial.println(getDistance());
  //When the distance is detected within 2~7cm, open the feeding box. Or else, close. 
  if (getDistance() >= 2 && 7 >= getDistance()) {
    //Servo rotates to 80° to open the box
    myservo.write(80);
    delay(500);
  }
  else{
    myservo.write(180);
    delay(500);
  }
}

//Put the gotten distance in a function
float getDistance() {

  digitalWrite(TrigPin,LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TrigPin,HIGH);
  delayMicroseconds(10);    //Trigger the trig pin via a high level lasting at least 10us
  digitalWrite(TrigPin,LOW);
  duration = pulseIn(EchoPin,HIGH); //the time of high level at echo pin
  distance = duration/58;       //convert into distance(cm)
  delay(50);
  
  return distance;
}

ESP32 Dev ModuleボードとCOMポートを選択し、コードをアップロードします。

テスト結果:

スマート給餌システムは、超音波モジュールとサーボを介して家禽にインテリジェントに給餌します。前者は動物までの距離を検出し、後者は給餌ボックスの開閉を制御します。ペットがボックスに近づいていることを検出すると、サーボがボックスを開いて給餌します。

注意

指を箱に入れないでください。挟まれる危険があります！

サーボを損傷する可能性があるため、ドアを物で塞がないでください！