Роботизированная кормушка для аквариума
творческая работа учащихся

Введение

Актуальность работы:

У меня  дома есть аквариум с рыбками.  Они такие красивые! Люблю смотреть на них, когда прихожу из школы. Это занятие  способствует снятию нервного напряжения после трудового дня, помогает расслабиться и просто восхищаться их красотой. Поэтому всегда переживаю за них, когда мы всей семьёй уезжаем из дома на несколько дней: на отдых или к бабушке.  

Возникает проблема: кто накормит рыбок во время нашего отсутствия? Обычно мы просим поухаживать за рыбками наших соседей. Однако,  в круговороте своих дел они могут забыть  о нашей просьбе, поэтому режим кормления рыбок  может быть нарушен, что может привести к заболеваниям или даже гибели рыбок.

 Я провёл опрос среди одноклассников. Оказалось, что  из восемнадцати  опрошенных аквариумы есть у пятерых. И с такой же проблемой все когда- либо сталкивались.

Как же разрешить эту проблему и уезжать из дома со спокойным сердцем?

Объект исследования : автоматизированная кормушка для аквариумных рыб

Предмет  исследования: конструкция  и механизм работы автоматизированной кормушки для аквариумных рыбок

Цель исследования : Поскольку я занимаюсь в кружке «Робототехника», цель моего исследования  является создание автоматической  кормушки своими руками из  деталей конструктора Lego Мindstorms EV3 Home Edition.

Задачи исследования:

1. Изучить в Интернете   информацию о  существующих конструкциях автоматизированных кормушек.
2.  Составить схему собственной кормушки.
3.  Приобрести в магазине необходимые для конструкции элементы.
4. Сборка конструкции.
5. Программирование кормушки
6. Испытание кормушки в действии.

              Методы исследования:

1. Опрос.
2. Анализ  информации.
3. Моделирование.
4. Эксперимент
5. Анализ и обобщение

Есть ли в Интернете какие – то приспособления для автоматической кормёжки рыбок? Оказывается есть! Я нашёл множество решений (https://www.youtube.com/watch?v=1IXXMuqut-8).  Но  у одних - «кусается» цена, у других - не понравилась конструкция. К тому же,  купить автоматическую кормушку проще всего!

Режим питания рыбок  зависит от их возраста и особенностей каждого вида рыб. Исходя из этого, определяют сколько раз кормить аквариумных рыбок. Взрослым рыбкам требуется двухразовое кормление в день, но можно обойтись и одноразовым. Мальки до двухмесячного возраста едят 4 раза в день, а в первый месяц жизни мальков в аквариуме кормят 4–6 раз.

Посоветовавшись со своим  другом, учитывая, что у меня живут взрослые рыбки,  мы решили создать кормушку, которая сама два раза в день кормила бы рыбок, включала бы  свет в аквариуме  на время кормления, говорила бы  с рыбками голосом хозяина, чтобы питомцы о нём не скучали.

В конструкции  нашей кормушки  мы использовали:  блок питания, большой сервомотор с закреплённой на нём  оригинальной конструкцией  подачи  и дозирования корма, «держателей» для закрепления кормушки на стенках аквариума.

Долго мы думали над конструкцией  подачи  и дозирования корма для рыбок. В Интернете  предлагались в этом качестве баночки со встроенными пластинками, со вставленными пластиковыми трубочками. Но хотелось чего-то своего!

Оригинальное решение пришло  ко мне в магазине, когда мой взгляд упал на прозрачную баночку нужных размеров с закручивающейся крышкой. Было решено  сделать прорезь  на верхней кромке баночки (по резьбе) и такую же по размерам прорезь на крышке. Закручивая или  чуть-чуть откручивая крышку, мы увеличиваем или соответственно уменьшаем размер дырки  в баночке. Если  рыбки крупные, то и корм нужен крупнее; если рыбок много, то и корма нужно много – делаем дырку больше. Баночку  закрепили на оси сервомотора, который делая пол- оборота влево утром и пол-оборота вправо вечером обеспечивает высыпание корма в аквариум два раза в день.  Можно было бы прокрутить ось мотора и на целый оборот, как мы это наблюдали  в изученных нами моделях. Но решили, что ресурс аккумулятора блока питания нужно экономить, ведь отсутствие хозяина может быть длительным.

Проблема возникла с обеспечением автоматического освещения. Поскольку в нашем наборе конструктора Lego Мindstorms EV3 Home Edition нет Лего-лампы, а её приобретение  довольно дорого, мы решили использовать светодиодные пластинки, подключая их в гнездо мотора, предполагая, что светодиод будет светиться  лишь  в том случае, когда на мотор подаётся мощность.

Но мы ошибались. Воткнутая в гнездо мотора светодиодная пластинка светилась независимо от того, подавалась на мотор мощность или нет. Лампа, работая,  расходует  большой ресурс  блока питания.  Поэтому мы сконструировали кнопку, которая будет включать нашу самодельную лампу на 15 минут во время каждого кормления. Это важно, тем более в осеннее - зимний период,  когда световой день короток.

Кроме прочего мне хотелось, чтобы рыбки чувствовали мою любовь к ним даже во время моего отсутствия. Поэтому мы записали звуковой файл с приветствием для рыбок перед кормлением. Хорошо, что в программное  обеспечение конструктора входит звуковой редактор.

Пришло время описать процесс кормления с помощью созданной нами роботизированной кормушки:

1) Засыпаем в баночку количество корма, которое потребуется на время отсутствия.

 2) Заворачивая (отворачивая) крышку баночки, регулируем норму корма на одно кормление.

3) Вешаем кормушку на стенку аквариума.

4) Запускаем  программу на блоке.

5)Включается лампа на 15 минут

6) В это же время звучит приветствие хозяина рыбкам ( звуковой файл воспроизводится не громко, чтобы рыбки не испугались).

7) Кормушка ждёт несколько секунд, чтобы рыбки подплыли.

8) Сервомотор  делает  пол-оборота влево. Порция корма высыпается в аквариум (прошло утреннее кормление).

9)  Кормушка ждёт 12 часов до вечернего кормления.

10) ) Снова включается лампа на 15 минут

11)   Снова звучит приветствие хозяина рыбкам.

12)  Снова кормушка ждёт несколько секунд.

13) Сервомотор  делает  пол-оборота вправо.  Порция корма высыпается в аквариум (прошло вечернее кормление).

14) Кормушка повторяет пункты 5-13  в цикле до приезда хозяина.

Для демонстрации процесса кормления нами был сделан макет аквариума. Для этого мы:

1. Купили прозрачный контейнер.
2. Из голубой плёнки создали «эффект воды».
3. Смастерили водоросли.
4. Вырезали золотых рыбок из цветной бумаги, разукрасили их (ведь мы их так любим!).
5. Позаботились о крепеже муляжей на дне аквариума, чтобы создать 3D эффект.
6. Закрепили кормушку на стенке аквариума.
7.   Приятного Вам просмотра!

Надеемся, что предложенная модель роботизированной кормушки Вам понравится.  

Заключение

Конечно же, чтобы создать такую кормушку никто не будет  специально покупать конструктор Lego Мindstorms EV3, т. к. он стоит около 30 тысяч. Тем не менее, легоконструированием сейчас увлекаются тысячи  мальчишек и девчонок.  И конструкторы Lego Мindstorms EV3 есть во многих семьях. Поэтому, почему бы при случае не воспользоваться моей моделью роботизированной кормушки для аквариумных рыбок?

Приложения

Фото1.  Конструкция для   подачи  и дозирования корма

Фото2. Аквариум

Фото 3.  «Умный» аквариум с роботизированной кормушкой

Фото 4.  «Умный» аквариум с роботизированной кормушкой ( с лампой)

Фото5. Программа работы роботизированной кормушки.