Поддержите меня

Поддержите меня! Поддержите меня! Если вам понравилась модель и она оказалась полезной, Boost 🤝 — лучший способ поддержать мою работу! Это действительно помогает мне продолжать проектировать, улучшать файлы и выпускать новые бесплатные модели для сообщества.

Поддержать

----------------------------------------------------------------------------

Хотя стандартная лицензия на цифровые файлы обычно не позволяет создавать ремиксы, я явно разрешаю создание и распространение ремиксов этой модели при следующих условиях:

Ремиксы должны быть загружены под той же лицензией (Стандартная лицензия на цифровые файлы).
Они должны включать существенные изменения или интеграции в исходную модель.
Оригинальные фотографии модели не могут быть использованы никаким образом.

Это исключение применяется только к ремиксам, которые соблюдают все вышеперечисленные условия.
----------------------------------------------------------------------------

Это универсальная система фильтрации воздуха на базе Arduino, предназначенная для установки практически на любой кошачий лоток. Цель проекта проста: автоматически удалять запахи после того, как кошка воспользуется лотком, обеспечивая при этом максимальную безопасность и минимальное беспокойство.

В основе системы лежит Arduino UNO

https://store.arduino.cc/products/arduino-uno-rev3?queryID=undefined

и датчик приближения VL6180X.

https://www.pcbway.com/project/gifts_detail/VL6180X_proximity_sensor__optical_ranging__ambient_light_sensor_gesture_recognition_.html

Когда ваша кошка заходит в лоток, датчик обнаруживает ее присутствие и включает оранжевый светодиод, указывая на то, что лоток используется. После того как кошка выходит, система в целях безопасности ждет 15 секунд, затем активирует вентилятор 12 В через реле 5 В, вытягивая воздух в течение 2,5 минут. Если кошка возвращается в это время, вентилятор немедленно отключается, и цикл перезапускается после повторного освобождения лотка.

Время ожидания и вытяжки можно настроить в коде Arduino

Электроника собрана на макетной плате, все соединения компонентов спаяны вручную. Питание подается через блок питания 12 В, подключенный непосредственно к Arduino, но также поддерживается питание от аккумулятора 12 В. При работе от аккумулятора соответствующий код включает систему мониторинга напряжения: если напряжение аккумулятора падает ниже безопасного порога, система автоматически отключается, чтобы предотвратить глубокий разряд, а оранжевый светодиод быстро мигает три раза, указывая на необходимость перезарядки аккумулятора.

🌬 Управление вентилятором с помощью ШИМ — вызов
На ранних этапах разработки я пытался использовать ШИМ (широтно-импульсную модуляцию) для плавного увеличения скорости вентилятора, надеясь не пугать кошку. Однако с моим вентилятором Noctua 12 В, даже при использовании рекомендованной производителем частоты ШИМ, вентилятор никогда полностью не отключался, а всегда работал на минимальной скорости. По этой причине я переключился на релейное управление, но если у кого-то есть советы, как заставить ШИМ надежно работать с вентиляторами Noctua и Arduino UNO, буду рад вашим предложениям!

🌫 Совместимость фильтров
Корпус фильтра разработан для установки фильтров Zortrax HEPA + Carbon

https://3dpworld.it/prodotto/hepa-cover-filter-set/

, которые уже были у меня в наличии. Если вы используете другие фильтры, не стесняйтесь создавать ремикс корпуса фильтра под ваши конкретные размеры.

НАСТРОЙКА ПРОГРАММЫ - ARDUINO IDE

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_VL6180X.h>

const int fanRelay = 8; // Пин реле для включения/выключения вентилятора
const int ledRed = 10; // Красный светодиод (мигает, когда вентилятор включен)
const int ledGreen = 11; // Зеленый светодиод (лоток доступен)

const int minDistance = 200; // Порог обнаружения присутствия кошки (мм)
const int waitTime = 15000; // Время ожидания в целях безопасности после выхода кошки (мс)
const int fanRunTime = 150000; // Время вытяжки воздуха (мс)

Adafruit_VL6180X vl6180x = Adafruit_VL6180X(); // Создание объекта датчика

// Переменные состояния
bool isCatInside = false; // Истина, если кошка обнаружена в данный момент
bool isWaitingExit = false; // Истина, если ожидается подтверждение выхода кошки
unsigned long exitTimerStart = 0; // Время начала ожидания выхода

// Функция инициализации
void setup() {
// Настройка пинов
pinMode(fanRelay, OUTPUT);
pinMode(ledRed, OUTPUT);
pinMode(ledGreen, OUTPUT);
digitalWrite(fanRelay, LOW); // Убедиться, что вентилятор изначально выключен

// Запуск последовательной связи
Serial.begin(115200);
if (!vl6180x.begin()) {
Serial.println("Failed to detect VL6180X sensor!");
while (1); // Остановка, если датчик не найден
}

// Начальное состояние светодиодов: зеленый включен (лоток доступен), красный выключен
digitalWrite(ledRed, LOW);
digitalWrite(ledGreen, HIGH);
}

// Функция главного цикла
void loop() {
int distance = vl6180x.readRange(); // Чтение текущего расстояния с датчика

// Если обнаружена кошка (ближе порога)
if (distance < minDistance) {
if (!isCatInside) {
isCatInside = true; // Обновление состояния
Serial.println("Cat is inside the litter box");
digitalWrite(ledRed, HIGH); // Включение красного светодиода
digitalWrite(ledGreen, LOW);// Выключение зеленого светодиода
isWaitingExit = false; // Сброс проверки выхода
}
} else {
// Если кошка была внутри и теперь, возможно, ушла, начать подтверждение выхода
if (isCatInside && !isWaitingExit) {
Serial.println("Waiting to confirm cat exit...");
isWaitingExit = true;
exitTimerStart = millis();// Запуск таймера
}
// Если в состоянии ожидания выхода
if (isWaitingExit) {
unsigned long currentMillis = millis();
// Мониторинг расстояния в течение всего времени ожидания
while (millis() - exitTimerStart < waitTime) {
distance = vl6180x.readRange();
// Если кошка возвращается во время ожидания, отменить выход
if (distance < minDistance) {
Serial.println("Cat is still inside");
isCatInside = true;
isWaitingExit = false;
digitalWrite(ledRed, HIGH);
digitalWrite(ledGreen, LOW);
return;
}
delay(500); // Проверка каждые 500 мс
}
// Выход подтвержден: выключить красный светодиод, включить зеленый светодиод
Serial.println("Cat has exited");
isCatInside = false;
isWaitingExit = false;
digitalWrite(ledRed, LOW);
digitalWrite(ledGreen, HIGH);

// Запуск вентилятора и мигающего красного светодиода
Serial.println("Starting air filtering...");
digitalWrite(fanRelay, HIGH); // Включение вентилятора

unsigned long fanStartTime = millis();
bool ledState = false;
unsigned long lastBlink = millis();

// Вентилятор будет работать фиксированное время, если не будет прерван
while (millis() - fanStartTime < fanRunTime) {
// Если кошка возвращается, немедленно остановить вентилятор
if (vl6180x.readRange() < minDistance) {
Serial.println("Cat detected again, turning OFF fan...");
digitalWrite(fanRelay, LOW);
digitalWrite(ledRed, HIGH);
isCatInside = true;
digitalWrite(ledGreen, LOW);
return;
}

// Мигание красным светодиодом каждые 500 мс
if (millis() - lastBlink >= 500) {
ledState = !ledState;
digitalWrite(ledRed, ledState);
lastBlink = millis();
}

delay(10); // Небольшая задержка для отзывчивости
}

// Время работы вентилятора истекло, выключить вентилятор и красный светодиод
Serial.println("Stopping fan...");
digitalWrite(fanRelay, LOW);
digitalWrite(ledRed, LOW);
}
}

delay(500); // Ожидание перед следующей проверкой датчика
}

Чтобы изменить время ожидания и работы вентилятора, можно легко изменить значение в миллисекундах для const unsigned long waitTime и const unsigned long fanRunTime в первой части кода.

Это код для работы от блока питания, но в разделе загрузок вы также можете найти код для работы от аккумулятора.

⚠ Примечание: Код для работы от аккумулятора требует дополнительной части в схеме для считывания напряжения. Эта версия с реализованным мониторингом аккумулятора может использоваться как с аккумулятором, так и с блоком питания.

➡ Больше информации о схеме в разделе Загрузки > Инструкция по сборке!

🛠 Разработка проекта при поддержке PCBWay

Огромное спасибо PCBWay за помощь в реализации этого проекта.

https://www.pcbway.com/

PCBWay специализируется на производстве печатных плат, сборке PCBA, ЧПУ-обработке и 3D-печати и имеет (по моему опыту) лучшую поддержку и самый широкий выбор вариантов производства.

У них также есть магазин PCBWay+, где я приобрел все необходимое для этого проекта, включая датчик приближения VL6180X, перемычки для прототипирования и мультиметр для проверки соединений схемы. Вы также найдете модуль реле, совместимый с Arduino.

Помимо основных компонентов для этой сборки, широкий ассортимент электронных деталей и аксессуаров по отличным ценам, с простым процессом оформления заказа и быстрой, хорошо упакованной доставкой.
Ознакомьтесь с этим проектом в сообществе PCBWay+.

https://www.pcbway.com/project/shareproject/Automated_Air_Filtration_System_for_Cat_Litter_Boxes_Universal_Fit_Customiza_19cc4100.html

🔧 Настройки печати

Высота слоя: 0,2 мм

Заполнение: 30–50%

Периметры: 2–3

Поддержки: Не требуются

Материал: Рекомендуется PLA или PETG

🖨 Файлы для печати и количество
1× Корпус электроники

1× Крышка корпуса электроники

1× Светорассеиватель светодиода (из прозрачного материала)

1× Корпус датчика (Нижняя часть)

1× Корпус датчика (Верхняя часть)

1× Крепление вентилятора и корпус фильтра

1× Корпус фильтра (совместим с Zortrax)

1× Предохранительная защелка фильтра

🔩 Необходимое оборудование
1× Arduino UNO

1× Датчик VL6180X

1× Вентилятор 12 В, 120 мм

1× Модуль реле 5 В (или совместимый MOSFET-ключ)

⚠ Примечание: Я использовал базовое реле, управляемое напрямую с цифрового пина, но настоятельно рекомендую использовать выделенный модуль реле, чтобы защитить Arduino от чрезмерного потребления тока.
1× Зеленый светодиод 3 мм

1× Оранжевый/Красный светодиод 3 мм

2× Резисторы 220Ω

1× Резистор 12 кОм (опционально)

1× Резистор 4,7 кОм (опционально)

1× Набор 4-контактных разъемов JST XH для платы (или аналогичных)

1× 4-контактная штыревая колодка

1× 1-контактная штыревая колодка

1× Макетная плата (до 6,9 x 4,5 см)

1× Адаптер питания постоянного тока 12 В, 1 А

1× Аккумулятор 12 В (опционально)

1× Набор фильтров Zortrax Hepa + Carbon

1× Цифровой мультиметр

Винты и стяжки (тип и количество указаны в спецификации)

Одножильный провод 22 AWG для разводки схемы и подключений к портам Arduino

Полная спецификация (BOM) и пошаговое руководство по сборке доступны в разделе Загрузки.

🖥 Последовательный мониторинг для умных интеграций

Код Arduino включает последовательные сообщения для индикации текущего состояния системы. Это открывает возможности для удаленного мониторинга, интеграции с умными панелями управления или ведения журнала производительности аккумулятора с течением времени, что отлично подходит для дальнейшей разработки!

💡 Расширения и интеграции

Если ваш лоток очень большой и вы беспокоитесь, что кошка может быть не обнаружена датчиком, вы можете модифицировать проект, добавив один или несколько дополнительных датчиков для обеспечения полного покрытия внутри лотка. В качестве альтернативы, вы можете увеличить время ожидания по мере необходимости, чтобы дать кошке достаточно времени для своих дел, даже если она находится в месте, не охваченном датчиком.

🔁 Делитесь своими результатами и ремиксами!
Буду рад увидеть, как вы собираете и настраиваете этот проект. Ваши отзывы невероятно ценны и помогают мне улучшать мои дизайны.

Если вы создаете улучшения, ремиксы или альтернативные модули, делитесь ими с сообществом!

🐾 Подписывайтесь, чтобы узнать больше
Не забудьте подписаться на 3D KIMBA, чтобы узнавать о новых проектах, креативных идеях и полезных инструментах для мейкеров!

Лоток для кошачьего туалета 3D nyomtatás modellek és ingyenes STL fájlok