如何定製一個智慧灑水裝置(養狗/養花人士請進)

boydfd發表於2023-02-25

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背景

上一篇文章中提到了,我實現了一個自動檢測狗狗有沒有進廁所的功能。現在我們家的狗狗用它那不算大的小腦瓜,已經百分百學會(但是!也不知道它是不是聰明過頭了,如果我不在家、或者我在睡覺,那它就會亂拉亂尿,所以自動獎勵程式還是很有必要性)在自己的廁所上尿尿了。

現在的清理工作已經輕鬆了很多了,只需要撿個屎,再衝一下狗廁所就ok了。但是,人的懶惰是上限的,現在我開始嫌衝狗廁所太麻煩了。那怎麼辦呢?當然是自動化之咯!

方案選定

自動澆花工具

當初和老婆要回老家很久,而老婆又養了很多花,所以買過一個自動澆花的工具,可以直接使用這個工具來進行自動衝狗廁所。

但是在我這個場景下使用,會有一個很嚴重的問題,這個工具只有一個定時功能,所以只能每天在固定的時間點沖水,這樣的話:

  1. 浪費水,沖水必須足夠頻繁,才能覆蓋狗狗尿完的時間點
  2. 可能會嚇到狗狗,萬一人家在尿尿,突然來一下,這不造成心理陰影了
  3. 狗廁所上有屎的時候可能也會衝,那就比較噁心了,屎可能都軟了,還沾水了,這個絕美的畫面無法想象。

定製澆水工具

由於以上種種缺點,我還是決定自制一套沖水的工具,

自動出水

要想自動沖水,肯定要有辦法控制自動出水吧,由於之前沒有任何此類知識,我花了整整一晚上,才瞭解到了有一個神奇的東西叫電磁閥,透過它就能用電來控制水龍頭的開和閉,當然,它也能用來控制其它氣體/液體管道的開閉。

控制硬體

電磁閥有了,那就是考慮怎麼來控制了。這裡又有兩個方案:

  1. 透過ESP8266+電池來控制
    1. 這樣可以不必接插頭、就可以移動。
    2. 實現起來比較麻煩,需要自己設計電路,考慮升壓、穩壓、充電等多種因素。
  2. 直接透過米家智慧插座+一個DC電源介面卡來控制
    1. 必須要有插座。
    2. 家裡有小愛音響,並且能有控制手段,目前我是透過HomeAssistant來控制的。
    3. 實現起來比較簡單。

兩種方案的價格應該算是差不多的,ESP8266方案會稍微貴一點:

米家:30的米家智慧插座+8的DC電源介面卡
ESP8266:13的ESP8266+15的電池+X的升壓、穩壓等電路以及3D列印的外殼

由於我現在沒有電路設計相關的知識儲備,所以暫時還是選用了米家的方案。

控制程式

現在的控制比較簡單,在米家上新增了一個自動化的程式:開啟電源->等10秒->關閉電源。

這樣,在看到狗狗尿完了之後,就可以喊一句:"小愛同學,清理狗廁所"。就能自動出水、停水了。

灑水工具

說到灑水工具,之前買的那個澆花的工具附帶的管子和出水噴頭都太差了:管子軟軟的沒法固定,噴頭是塑膠的,要麼就是360度噴霧,要麼就是出一大道水,沒法做到集中噴霧。

這次由於是自己組裝,所以就在淘寶銷量前列看到了一款比較符合心意的,管子是能進行摺疊固定的,並且是金屬噴頭,可以很絲滑地調節。

費用

電磁閥+米家智慧插座+DC電源介面卡+灑水管+三通 = 19+29+8+46+6 = 108

效果

spray

現在清理狗廁所是真的輕鬆很多了,能動嘴的我們絕不動手。

題外話

這裡科普一個小知識點,不感興趣的同學可以跳過。

我在搜尋資料的過程中,知道了自動感應水龍頭的原理,沒錯就是你想的那樣,它就是用電磁閥來控制出水的。但是我想講的是它感應的原理,它其實就是透過紅外發射管和紅外接收管來實現的,只不過發射管的功率很有限。所以它發射的紅外線只有透過擋在它前面的手掌來進行反射時,接收管才能收到該紅外訊號,之後就是一段程式控制電磁閥來出水了。

結論

相較於當初125買的澆花工具,我自己動手整的這個方案更省錢、自動化程度更高、灑水效果更好。

不管是養狗,還是養花的同學都可以考慮自己動手搭建一套這樣的方案了哈,這套方案絕對比成套的方案好多了,而且如果電磁閥壞了,換個新的成本也不高,但是如果是一整套的那種方案,人家給不給保修都要另說。

後續擴充套件

自動衝尿

其實我現在已經能夠實現用程式自動衝尿了,我訓練的模型也已經可以檢測屎了,但是現在召回率還是稍微低了一點,按實際使用的經驗來看,真實資料的召回率大概在0.8-0.9左右。主要是有時候狗狗拉的屎太小了,或者太分散了,模型還沒法檢測出來。所以我還是沒有狠下心來使用自動沖水的功能,就怕屎還在廁所上時,就給沖水了。

用esp8266替代米家的智慧插座來控制電磁閥

如果陽臺/廁所沒有插座,那麼這個功能就是必須的了。

自動撿屎

如果屎也能自動撿了,那真的就解放雙手了。

但是要實現它還是太太太難了。

其他

透露一下上一篇博文中提到的自動獎勵、懲罰的進展:

  1. 現在已經能做到自動識別崽崽拉屎拉對了,因為相對於尿來說,屎還是比較好透過影像來識別的。
  2. 懲罰想到的是噴狗狗討厭的氣味(暫時考慮是用少量的醋),目前已經能達到遠端控制了,但是想要將其移動化,所以還在學習電源管理的電路知識。

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