原文：https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/automatic-pet-feeder-using-arduino

使用Arduino的自动宠物喂食器

经过**潘卡·哈特里（Pankaj Khatri）** 2018年04月03日56

今天，我们正在构建一个基于Arduino的自动宠物喂食器，它可以自动为您的宠物及时提供食物。它具有DS3231 RTC（实时时钟）模块，该模块用于设置宠物应被喂食的时间和日期。因此，通过根据宠物的进食时间设置时间，设备可以自动放下或装满食物碗。

在此电路中，我们使用带Arduino UNO的DS3231 RTC模块使用16 * 2 LCD来显示时间。另外，使用伺服电机旋转容器以提供食物，并使用4 * 4矩阵键盘手动设置喂食宠物的时间。您可以根据要提供给宠物的食物量来设置旋转角度和容器打开时间。食物的数量也可能取决于您的宠物，无论它是狗，猫还是鸟。

所需材料

Arduino UNO
4 * 4矩阵键盘
16 * 2液晶屏
按钮
伺服马达
电阻器
连接线
面包板

电路图

在此基于Arduino的Cat Feeder中，为了获取时间和日期，我们使用了RTC（实时时钟）模块。我们使用4 * 4矩阵键盘通过16x2 LCD手动设置宠物的进餐时间。伺服电机旋转容器，并在用户设定的时间将食物放下。LCD用于显示日期和时间。可以在末尾的视频中找到完整的工作。

3D打印的宠物喂食器型号

我们使用3D打印机设计了Arduino Pet Feeder容器。您也可以通过从此处下载文件来打印相同的设计。用于打印此模型的材料是PLA。它分为四个部分，如下图所示：

组装四个零件，然后如下图所示连接伺服电动机：

如果您不熟悉3D打印，则这里是入门指南。您可以在此处下载该宠物喂食器的STL文件。

DS3231 RTC模块

DS3231是一个RTC（实时时钟）模块。它用于维护大多数电子项目的日期和时间。该模块具有自己的纽扣电池电源，即使断开主电源或MCU进行了硬复位，它也可以使用该电源来维持日期和时间。因此，一旦我们在此模块中设置了日期和时间，它就会始终对其进行跟踪。在我们的电路中，我们正在使用DS3231根据宠物主人设置的时间（如警报）喂食宠物。当时钟达到设定的时间时，它将操作伺服电动机以打开容器门，并且食物会落入Pet的食物碗中。

**注意：**首次使用此模块时，必须设置日期和时间。您还可以使用 RTC IC DS1307与Arduino读取时间。

代码和解释

最后给出了自动宠物喂食器的完整Arduino代码。

Arduino具有用于使用伺服电机和LCD 16 * 2的默认库。但是要在Arduino上使用DS3231 RTC模块和4 * 4矩阵键盘，您必须下载并安装库。这两个库的下载链接如下：

DS3231 RTC（实时时钟）模块库
4 * 4矩阵键盘库

在下面的代码，我们定义库，“＃包括<DS3231.h>”用于RTC模块，“＃包括<Servo.h>”为伺服电机，“＃包括<LiquidCrystal.h>” 16 * 2液晶，以及*“ #include <Keypad.h>”*代表4 * 4矩阵键盘。

#include <DS3231.h>
#include <Servo.h>
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Keypad.h>

在下面的代码中，我们为4 * 4矩阵键盘定义了键盘映射，并为键盘的行和列分配了Arduino引脚。

char keys[ROWS][COLS] = {{'1','2','3','A'},{'4','5','6','B'},{'7','8','9','C'},{'*','0','#','D'}
};
byte rowPins[ROWS] = { 2, 3, 4, 5 };
byte colPins[COLS] = { 6, 7, 8, 9 };

在这里，我们通过使用以下代码中的命令来创建键盘。

Keypad kpd = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

分配A4和A5 Arduino引脚以与DS3231的SCL和SDA引脚连接。另外，将引脚分配给LCD并初始化伺服电机。

DS3231  rtc(A4, A5);
Servo servo_test;      //initialize a servo object for the connected servo
LiquidCrystal lcd(A0, A1, A2, 11, 12, 13); // Creates an LC object. Parameters: (rs, enable, d4, d5, d6, d7)

在下面的代码中，我们声明t1到t6，键和数组r [6]以及feed。

int t1, t2, t3, t4, t5, t6;
boolean feed = true;char key;int r[6];

在下面的代码中，我们将开始设置所有组件。就像这段代码中的*“ servo_test.attach（10）;”* 伺服连接到Arduino的第10针。将A0，A1和A2定义为输出引脚，并初始化LCD和RTC模块。

void setup（）{Servo_test.attach（10）; //将伺服的信号引脚连接到arduino的pin9rtc.begin（）;lcd.begin（16,2）;Servo_test.write（55）;Serial.begin（9600）;pinMode（A0，OUTPUT）;pinMode（A1，OUTPUT）;pinMode（A2，OUTPUT）;}

现在，循环是如何工作的是要理解的重要部分。每当按下“ Pushbutton”（按钮）时，它就会变高，意味着“ 1 *”可以通过“ buttonPress = digitalRead（A3）”读取。现在，它进入“ if”语句，并调用“ setFeedingTime”*函数。然后，它将实时时间与用户输入的时间进行比较。如果条件为真，这意味着实时时间和输入的时间相同，则伺服电机旋转到100度角，并在经过0.4秒的延迟后返回到其初始位置。

void loop() {
lcd.setCursor(0,0);
int buttonPress;
buttonPress = digitalRead(A3);if (buttonPress==1)setFeedingTime();lcd.print("Time:  ");String t = "";t = rtc.getTimeStr();t1 = t.charAt(0)-48;t2 = t.charAt(1)-48;t3 = t.charAt(3)-48;t4 = t.charAt(4)-48;t5 = t.charAt(6)-48;t6 = t.charAt(7)-48;lcd.print(rtc.getTimeStr());lcd.setCursor(0,1);lcd.print("Date: ");lcd.print(rtc.getDateStr());if (t1==r[0] && t2==r[1] && t3==r[2] && t4==r[3]&& t5<1 && t6<3 && feed==true){servo_test.write(100);                   //command to rotate the servo to the specified angledelay(400);  servo_test.write(55);feed=false;}}

在*void setFeedingTime（）*函数代码中，按下按钮后，我们可以输入宠物的喂食时间，然后必须按“ D”键以保存该时间。当保存的时间与实时一致时，伺服开始旋转。

void setFeedingTime()
{feed = true;int i=0;lcd.clear();lcd.setCursor(0,0);lcd.print("Set feeding Time");lcd.clear();lcd.print("HH:MM");lcd.setCursor(0,1);while(1){key = kpd.getKey();char j;if(key!=NO_KEY){lcd.setCursor(j,1);lcd.print(key);r[i] = key-48;i++;j++;if (j==2){lcd.print(":"); j++;}delay(500);}if (key == 'D'){key=0; break; }}
}

自动宠物喂食器的工作

将代码上传到Arduino Uno之后，时间和日期将显示在16 * 2 LCD上。当您按下按钮时，它会询问宠物的喂食时间，您必须使用4 * 4矩阵键盘输入时间。显示屏将显示输入的时间，当您按“ D”时，将节省时间。当实时时间和输入时间匹配时，它将使伺服电动机从其初始位置55⁰旋转到100°，并在延迟后再次返回其初始位置。因此，伺服马达连接到食物容器的门上，因此随着它的移动，门将打开，并且有一些食物掉入碗或盘中。延迟0.4秒后，伺服电机再次旋转并关闭闸门。整个过程将在几秒钟内完成。这就是您的宠物在您输入时自动获取食物的方式。

根据食物改变时间和程度

代码

#include <DS3231.h>
#include <Servo.h>
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Keypad.h>const byte ROWS = 4; // Four rows
const byte COLS = 4; // Three columns// Define the Keymapchar keys[ROWS][COLS] = {{'1','2','3','A'},{'4','5','6','B'},{'7','8','9','C'},{'*','0','#','D'}};// Connect keypad ROW0, ROW1, ROW2 and ROW3 to these Arduino pins.byte rowPins[ROWS] = { 2, 3, 4, 5 };// Connect keypad COL0, COL1 and COL2 to these Arduino pins.byte colPins[COLS] = { 6, 7, 8, 9 };//  Create the KeypadKeypad kpd = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );DS3231  rtc(A4, A5);
Servo servo_test;      //initialize a servo object for the connected servo
LiquidCrystal lcd(A0, A1, A2, 11, 12, 13); // Creates an LC object. Parameters: (rs, enable, d4, d5, d6, d7)//int angle = 0;
// int potentio = A0;      // initialize the A0analog pin for potentiometerint t1, t2, t3, t4, t5, t6;boolean feed = true; // condition for alarmchar key;int r[6];void setup() { servo_test.attach(10);   // attach the signal pin of servo to pin9 of arduinortc.begin();lcd.begin(16,2);servo_test.write(55); Serial.begin(9600);pinMode(A0, OUTPUT);pinMode(A1, OUTPUT);pinMode(A2, OUTPUT);} void loop() { lcd.setCursor(0,0);
int buttonPress;
buttonPress = digitalRead(A3);if (buttonPress==1)setFeedingTime();//Serial.println(buttonPress);lcd.print("Time:  ");String t = "";t = rtc.getTimeStr(); t1 = t.charAt(0)-48;t2 = t.charAt(1)-48;t3 = t.charAt(3)-48;t4 = t.charAt(4)-48;t5 = t.charAt(6)-48;t6 = t.charAt(7)-48;lcd.print(rtc.getTimeStr());lcd.setCursor(0,1);lcd.print("Date: ");lcd.print(rtc.getDateStr());if (t1==r[0] && t2==r[1] && t3==r[2] && t4==r[3]&& t5<1 && t6<3 && feed==true){ servo_test.write(100);                   //command to rotate the servo to the specified angle delay(400);   servo_test.write(55); feed=false;} }       void setFeedingTime()
{feed = true;int i=0;lcd.clear();lcd.setCursor(0,0);lcd.print("Set feeding Time");lcd.clear();lcd.print("HH:MM");lcd.setCursor(0,1);while(1){key = kpd.getKey();char j;if(key!=NO_KEY){lcd.setCursor(j,1);lcd.print(key);r[i] = key-48;i++;j++;if (j==2){lcd.print(":"); j++;}delay(500);}if (key == 'D'){key=0; break; }}
}