可监测体重自动调节投食量的智能喂猫机

摘要：近些年来，宠物猫的肥胖（超重）问题日趋严重，宠物猫肥胖不仅会影响其外观和动物福利，而且额外的重量和多余的脂肪还会导致许多健康风险，甚至缩短宠物的寿命。另，近年来家庭宠物猫饲养逐步趋于精细化，猫奴们对于猫咪饮食习惯与其体重的关联也愈发重视。而这种观念的转变，体现在猫奴们的关注点已不仅仅是猫咪是否软润可爱，而更多的放到了猫咪的健康上。研究表明，不规律喂食将导致投喂量难以掌控，还可能打乱猫的消化吸收；而定时喂食可使猫胃液分泌和胃肠蠕动更有规律，加强饥饿感，对采食和消化吸收大有益处，更有其利于生长发育。经过调研，发现目前涉及智能控制的机器售价普遍较高，故我拟摒弃市场上喂猫机华而不实的功能，主攻定时定量投喂功能，并可根据猫咪体重智能调节喂食量，以期帮助用户改善爱猫的健康状况。
关键词：智能调节喂食量；监测体重；Arduino单片机

一、项目背景

最近我发现越来越多的人们开始养起了宠物。通过查资料，我了解到直至2019年，已有7355多万人，但大多数扔却因为现在生活节奏的加快，喂宠物时十分匆忙，甚至没有时间去喂自己的宠物。于是，自动喂宠物机成了大家的首选。但大多数市面上的自动喂宠物机都有卡粮、出粮不准等问题，而且不考虑宠物的体重，很有可能导致宠物过度肥胖，严重影响了宠物的健康。那如何改善这一现象哪？于是，经过不断的思索，我就想到了改变传统自动喂宠物机的结构防止卡粮；在自动喂宠物机食盆前加上秤，根据猫的体重改变出粮量。让养宠物的人更加省心、放心。

二、方案设计

（一）问题解决

卡粮问题可否用加大出粮舵机的功率来解决？显然不行，应为有些硬度高的宠物粮食会卡死舵机。于是我想到了一种新的方案：可以借鉴谷物机的出料结构，将其改造为“水车型”竖向活页结构，配合mg945舵机和Arduino主板，可以有效解决卡粮问题。
宠物的体重检测调节可以通过在食盆前加上yzc-133称重传感器，连接到hx-711模块,将数据传输至Arduino主板，并实时显示在OLED液晶瓶上，与猫正常体重的数据库进行对比，从而通过Arduino主板对出粮mg945舵机的转动圈数，从而调节出粮量，控制宠物的体重，使宠物变的更加健康，使使用者更放心。

电路流程图

（二）结构部分

整体分为三个部分：重量感应器、食盆与主机，部分可分离。重量感应器内包含yzc-133称重传感器和OLED液晶屏，通过连杆连接至主机。食盆可单独拆卸。主机内包含“水车型”竖向活页出粮结构防卡粮和Arduino主板、舵机等。主机两侧延伸出挡板，置于食盆上侧（与食盆边贴合），防止猫从食盆侧面进食而不站在重量感应器上进食（如图1所示）。

图1 喂猫机原理图
①储粮器 ②卡粮轮 ③卡粮数码舵机 ④出粮口 ⑤食盆 ⑥重量感应器

（三）编程部分

程序通过Arduino主板配合板独立程序（类Java语言）编写，先用yzc-133称重传感器对宠物进行称重，在把称重数据保存为变量“重量”（每次称重时更新），再通过于正常体重的对比运算得出新变量“加\减量”，并让mg945舵机旋转原定值减去“加\减量”次，完成根据宠物体重出粮，后延时8小时，循环等待下一次的称重出粮。根据以上逻辑关系，在编程之前我先画了一个程序流程图（如图2所示），本项目完整的程序见附页。

图2 程序流程图

三、模型制作

大部分机身用激光切割加工的不同颜色亚克力板制作，通过有机玻璃胶，502和热溶胶制作。整体为三个大小不同的类长方体物组成（重量感应器、食盆、主机）。重量感应器、食盆较低，主机较高。食盆后壁有一长方形开口，供出料口对接，可单独拆卸，方便清洗。重量感应器通过连杆连接至主机。主机两侧延伸出梯形挡板与一快长方形板在末端固定&#