درب اتوماتیک مرغ مرغی - کنترل آردوینو .: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این دستورالعمل برای طراحی درب مرغ اتوماتیک با زمان باز و بسته شدن دستی قابل تغییر است. درب را می توان در هر زمان از راه دور باز یا بسته کرد.

درب ماژولار طراحی شده است. قاب ، در و کنترل کننده را می توان در مکانی دور از قفس ساخته و آزمایش کرد و سپس به سادگی روی دهانه موجود قفس پیچ کرد.

این دستگاه با ولتاژ 9Vdc کار می کند ، بنابراین می توان از دوشاخه یا باتری و پنل خورشیدی برای شارژ باتری تغذیه کرد.

از یک شیر برقی برای قفل کردن درب بسته و نگه داشتن درب در حالت باز استفاده می کند.

بخشهای عمده شامل:

آردوینو UNO 3.

صفحه نمایش LED 4 رقمی و 7 بخش

ماژول RTC

ماژول RF

پتانسیومترها ،

سروو موتور ،

شیر برقی 6 ولت - 12 ولت ،

رمزگذار چرخشی با دکمه فشاری

درب و قاب آن می تواند از ضایعات چوبی ساخته شود. درب به دور یک میله به سمت بالا می چرخد (در مورد من از چاپگر گرفته شده است) و برای کاهش گشتاور مورد نیاز برای بالا بردن درب ، وزنه متضاد دارد.

ابزارهای ساخت آن عبارتند از:

کامپیوتر با Arduino IDE برای برنامه نویسی Arduino ،

چکش،

اره،

آهن لحیم کاری ،

سیم بر، دم باریک،

مته ،

پیچ گوشتی.

من این در اتوماتیک مرغ را ساختم تا بتوانم دو بار در روز باز و بسته کردن صبح و عصر در خانه را نجات دهم. جوجه ها تهیه کننده تخم مرغ ، کود و سرگرمی هستند ، اما بیدار شدن زود هنگام برای رها کردن آنها از قفس - به ویژه در زمستان - کار سختی بود. و سپس مطمئن شدم که من به موقع در خانه بودم تا آنها را ببندم و آزادی من را برای دیر آمدن به خانه محدود کرد.

جوجه ها از روال روزانه خود برای بازگشت به یک قفس در هنگام غروب آفتاب و بیدار شدن در هنگام طلوع آفتاب پیروی می کنند. زمان ورود و خروج آنها دقیق نیست و بر آب و هوای روز و نور محیط تأثیر می گذارد. اگر بعد از بسته شدن درب برای جوجه دیر دیده شد ، می توان در را از راه دور باز کرد و سپس بست. در صورت نیاز صاحب خانه به جلوگیری از ورود جوجه های گوشتی ، درب را می توان در طول روز بست.

از آنجا که زمان طلوع و غروب خورشید در طول سال متفاوت است و بستگی به عرض جغرافیایی دارد ، هر کنترل کننده در باید زمان روز ، روز سال را ردیابی کرده و عرض جغرافیایی مکان را بداند. این الزام را می توان با نرم افزار یا یک suntracker تکمیل کرد ، اما در این طرح از تنظیمات زمان باز و بسته دستی برای سهولت کار استفاده می کند.

از آنجا که زمان طلوع و غروب آفتاب فقط چند دقیقه از یک روز به روز دیگر تغییر می کند ، تنظیمات کنترل کننده درب فقط یک بار در هفته نیاز به تنظیم دارد.

هنگامی که صاحب کار از روال خروس جوجه های خود احساس می کند ، می تواند زمان باز و بسته شدن را به راحتی تنظیم کند.

زمان باز شدن را می توان از 3 صبح تا 9 صبح و زمان بسته شدن را از 3 بعد از ظهر تا 9 شب تنظیم کرد. این زمانها با عرض جغرافیایی 12 تا 42 درجه از خط استوا (داروین تا هوبارت در استرالیا) مطابقت دارد و طولانی ترین و کوتاهترین روزهای سال را پوشش می دهد. به

در اصل کنترل کننده درب یک ساعت با دو زنگ هشدار قابل تنظیم با روکش دستی است.

مرحله 1: قاب و درب تاب

قاب به گونه ای ساخته شده است که روی دهانه قفس موجود محکم شود. درب مانند درب گاراژ به سمت بالا می چرخد. این طرح نسبت به درهای اتوماتیک که به سمت بالا یا پهلو می لغزند برای قفسه هایی که سقف بر روی درب فعلی شیب دارد یا دهانه موجود در مجاورت یک دیوار است ، دارای مزیت است.

1. درب موجود را بردارید.

2. اندازه قاب را متناسب با دهانه موجود انتخاب کنید. دو بعد قاب مهم هستند - ارتفاع قاب و عرض چوب. درب از یک محور افقی می چرخد و طول از محور تا چهارچوب (در نمودار "D") برابر با عرض چوب است. این بدان معناست که وقتی درب باز است ، قسمتی از درب بالای محور با دیوار قفس تداخل ندارد.

3. موادی را برای قاب انتخاب کنید که محکم و مقاوم در برابر آب و هوا باشد. من از آدامس قرمز استفاده کردم که محکم اما سنگین بود. کار با کاج در فضای باز راحت تر است.

4. خود درب باید سبک ، محکم و ضد آب باشد.

مرحله 2: میله محوری و اندازه درب چرخشی

ابعاد درب تاب باید به گونه ای باشد که عرض درب با لبه های داخلی قاب متناسب باشد. ارتفاع درب کوچکتر از داخل ارتفاع قاب است.

1. میله ای به قطر 5 میلی متر (1/4 اینچ) و طول برابر با عرض قاب پیدا کنید. من از میله چاپگر برچیده شده استفاده کردم ، اما میله رزوه ای کافی است. منبع دیگر میله ها از قفسه های خشک کن لباس های فلزی است. میله را می توان با یک برش پیچ یا اره برقی برش داد. با یک تیغ ، روکش را از روی فلز جدا کنید.

2. دو شیار به طول "D" (در نمودار مرحله قبل) از دهانه بالای قاب و عمق قطر میله محوری به قاب برش دهید.

3. یک لولا پیدا کنید که قطر پین آن یکسان یا کمی بزرگتر از میله محوری باشد. سوزن را با چکش و مشت وسط بکشید. اگر مشت مرکزی ندارید ، از میخ بزرگ یا سنجاق مشابه استفاده کنید.

به طور خلاصه ، محور میله چاپگر که من استفاده کردم برای اولین لولا که از جعبه آشغال من بیرون آمد مناسب بود.

4- وزن قسمت پایینی درب چرخان زیر محور و قسمت بالای بالای محور باید مشابه باشد تا فشار موتور سروو را باز کند. این را می توان با استفاده از پیچ و مهره های سنگین که در قسمت بالای درب حفر شده اند ، به دست آورد.

مرحله 3: موتور سروو و بازوهای بالابر

من از سروو موتور MR-996 استفاده کردم. گشتاور آن: 9.4 کیلوگرم در سانتی متر (4.8 ولت) ، یا 11 کیلوگرم در سانتی متر (7.2 ولت) است. این بدان معناست که برای یک در 20 سانتی متری زیر محور ، موتور می تواند 11 کیلوگرم/20 = 550 گرم را در 7.2 ولت بلند کند.

با قسمت ضد وزن بالای میله محوری ، درب می تواند سنگین تر و/یا بلندتر باشد. من از دو مهره و پیچ بزرگ به عنوان وزنه وزنه استفاده کردم که در تصاویر نشان داده شده است.

سروو دارای یک بازوی پلاستیکی است که روی شفت خروجی سروو قرار می گیرد. یک طرف این بازو را با چاقوی تیز یا سیم برش ببرید.

2. بازوی بالابر از دو طول آلومینیوم ساخته شده است ، بازوی بالا یک براکت L ، بازوی پایین یک قطعه مسطح از آلومینیوم است.

نمودارهای پیوست نحوه محاسبه ابعاد هر بازو را نشان می دهد. ابعاد به دست آمده بر اساس عرض قاب ، "d" و موقعیت نقطه بالابر نصب شده روی در است.

قسمت بالای بازو دارای برش هایی است تا بازو هنگام بلند کردن درب موتور سروو را پاک کند.

مرحله 4: شیر برقی و پشتیبانی درب باز را قفل کنید

1. یک شیر برقی نصب شده بر روی قاب دو هدف را دنبال می کند:

الف) هنگام بسته شدن درب ، و

ب) از بسته شدن درب پس از باز شدن جلوگیری کنید.

شیر برقی از طریق خروجی کنترلر از طریق FET رانده می شود. در حالی که در حال باز یا بسته شدن درب است ، برای چند ثانیه جمع می شود.

2. یک تکه چوب را مطابق عکس ثابت کنید. کوتاهتر از عرض قاب است و درست زیر میله محوری نصب می شود.

مرحله 5: کنترل کننده

1. من از Arduino Uno 3 به عنوان پایه کنترل استفاده کردم. در مجموع 17 پین ورودی و خروجی وجود دارد.

2. کنترل کننده زمان را از طریق یک کنترلر I2C RTC با پشتیبان گیری باتری نگه می دارد. ترجیح داده می شود یک باتری قابل شارژ پشتیبان داشته باشید تا در تلاش برای بازکردن هر سال کنترل کننده جهت تعویض باتری RTC صرفه جویی شود. زمان از طریق یک کنترل کننده چرخشی تنظیم شده و بر روی یک LED 4 رقمی 7 بخش نمایش داده می شود. می توان از LCD استفاده کرد و اطلاعات بیشتری مانند تعداد دفعات باز و بسته شدن درب را نمایش داد.

3. زمان باز و بسته شدن با پتانسیومترهای خطی 10k اهم تنظیم می شود. من می توانستم از رمزگذار چرخشی و صفحه نمایش LED برای تنظیم زمان باز کردن/بسته شدن استفاده کنم ، اما تصمیم گرفتم که کاربر بتواند ساده تر بتواند راه برود و زمان ها را از راه دور از راه دور ببیند. زمانها فقط باید هر هفته تغییر کند.

4. یک آداپتور RF بی سیم (https://www.adafruit.com/product/1097) برای راحتی باز و بسته شدن دستی از راه دور. آدرس اینترنتی فوب کلیدی:

5. جعبه ای که برای قرار دادن کنترلر انتخاب کردم در قسمت کوچکی قرار داشت ، بنابراین لازم بود یک جعبه کوچکتر به آن اضافه کنم تا مناسب گیرنده از راه دور باشد.

6. نمودار خم شدن پیوست شده است.

مرحله 6: کد

کد حلقه می زند و موارد زیر را انجام می دهد:

1. وضعیت سوئیچ های صفحه را اسکن می کند ،

2. RTC را می خواند و زمان را به دقیقه های روز (0 تا 1440) تبدیل می کند.

3. دو پتانسیومتر آنالوگ را می خواند و به زمان باز و بسته صحیح تبدیل می شود. برای وضوح بیشتر تنظیمات زمان ، زمانهای بسته بسته به ترتیب بین 3 صبح تا 9 صبح و 3 بعد از ظهر تا 9 دقیقه محدود می شود.

4. ورودی RF را می خواند تا ببیند دکمه راه دور فشار داده شده است.

5. زمان فعلی را با زمان باز و بسته مقایسه می کند و حالت را برای باز یا بسته شدن در تعیین می کند.

افزودن یک کلید باز و بسته دستی ، طراحی نرم افزار را پیچیده کرد زیرا سیستم برای تغییر بین حالتهای "دستی" و "اتوماتیک ، یعنی زمان بندی شده" نیاز داشت. من این مسئله را بدون افزودن یک سوئیچ "حالت" دیگر با فشار دادن کاربر به کلید باز یا بسته دوبار برای بازگشت به حالت خودکار حل کردم.

تنها با فشار یک دکمه باز یا بسته کنترل کننده را به حالت دستی هدایت می کند. این احتمال وجود دارد که اگر درب بعد از زمان بسته شدن باز می شود ، شاید اجازه دهید مرغ دیر وارد قفس شود ، کاربر فراموش کند که در را به حالت اتوماتیک برگرداند. بنابراین ، حالت دستی با صفحه LED نشان داده می شود که "باز" یا "بستن" را به عنوان یادآوری نشان می دهد.

کتابخانه های صفحه نمایش LED که من از آنها دریافت کردم:

مرحله 7: لیست قطعات کنترل کننده

ماژول 7 قسمتی آردوینو اونو 34 رقمی

سروو موتور MG 996R

رزیتور 1k اهم

FET: FQP30N06L.

پتانسیومتر 2 x 10kOhm (زمان تنظیم باز یا بسته شدن)

رمزگذار روتاری با دکمه فشرده داخلی

سیم جامپر

مبدل 1A DC-DC: برای سروو و شیر برقی

1 x سوئیچ ضامن SPDT (انتخابگر ساعت/دقیقه)

1 x مرکز SPDT خاموش لحظه ای-غیر لحظه ای (برای باز/بسته شدن دستی)

1 عدد مرکز SPDT خاموش (برای خالی کردن/نمایش زمان/انتخابگر زمان)

سلونوئید: فشار 6-12V سکته مغزی 10MM

گیرنده Adafruit Simple RF M4 - 315MHz نوع لحظه ای

کنترل از راه دور Keyfob 2 -Button RF - 315 مگاهرتز

جعبه

مرحله 8: منبع تغذیه و پنل خورشیدی و اندازه باتری

1. اگرچه آردوینو می تواند از 12Vdc کار کند ، اما انجام این کار باعث می شود که داغ دائمی کار کند. سروو در ولتاژ بالاتر (کمتر از 7.2 ولت) بهتر عمل می کند ، بنابراین سازش سیستم 9Vdc و استفاده از کانوکتور DC-DC برای تغذیه شیر برقی و سروو در 6 ولت بود. من حدس می زنم که مبدل DC-DC را می توان حذف کرد و آردوینو ، سروو موتور و شیر برقی از یک منبع تغذیه 6 ولت (1A) استفاده می کنند. برای فیلتر کردن آردوینو از سروو و شیر برقی ، یک خازن 100uF توصیه می شود.

2. کنترل کننده ای که ساخته ام جریان آرام را در حدود 200 میلی آمپر کشید. هنگامی که شیر برقی و سروو در حال کار بودند ، جریان فعلی حدود 1 آمپر بود.

صفحه نمایش LED را می توان با یک سوئیچ خاموش کرد تا در مصرف باتری صرفه جویی شود.

با توجه به اینکه باز و بسته شدن درب حدود 7 ثانیه طول کشید و عملیات باز و بسته شدن تنها دو بار در روز اتفاق می افتد ، 1A در برآورد مصرف برق روزانه نادیده گرفته می شود.

این می تواند یک بسته پلاگین 1A 9V را اجرا کند ، اما بسته اصلی و دوشاخه باید در برابر آب و هوا محافظت شود.

3. مصرف انرژی روزانه 24 ساعت در 200 میلی آمپر = 4800 میلی آمپر ساعت محاسبه می شود. یک باتری اسید سربی 7Ah با پنل خورشیدی 20 واتی باید در مناطقی با متوسط سالانه 5 ساعت نوردهی ، به یک روز خودمختاری برسد. اما باتری های بیشتر و پنل بزرگتر ، روزهای بیشتری برای خودمختاری وجود خواهد داشت.

من از ماشین حساب آنلاین زیر برای تخمین اندازه باتری و پنل استفاده کردم:

www.telcoantennas.com.au/site/solar-power-…

مرحله 9: دستورالعمل های عملکرد کاربر

درب به دو صورت خودکار یا دستی کار می کند.

حالت خودکار به این معنی است که درب با توجه به تنظیمات زمان باز یا بسته شدن باز یا بسته می شود. هنگامی که کلید صفحه نمایش روی "خالی" تنظیم می شود ، حالت خودکار با یک صفحه خالی مشخص می شود. وقتی حالت از دستی به اتوماتیک تغییر می کند ، کلمه AUTO برای 200mS چشمک می زند.

هر زمان که ریموت کنترل یا کلید کنترل فعال باشد ، در به حالت دستی می رود. حالت دستی هنگامی مشخص می شود که صفحه نمایش "OPEn" یا "CLSd" را نشان می دهد و سوئیچ روی "Blank" تنظیم شده است.

در حالت دستی ، تنظیمات زمان باز/بسته نادیده گرفته می شود. این به کاربر بستگی دارد که اگر در را به صورت دستی باز کرد ، یا اگر آن را به صورت دستی بسته بود ، باز کرد یا به حالت خودکار بازگشت.

برای بازگشت به حالت خودکار ، کاربر باید دکمه بستن را برای بار دوم در صورت بسته بودن درب و یا دکمه باز را برای بار دوم در صورت بسته شدن درب فشار دهد.

درب در ابتدای روز (ساعت 12 صبح) در حالت اتوماتیک شروع می شود.

مرحله 10: زنگ و سوت

برخی از پیشرفت های آینده می تواند شامل موارد زیر باشد:

زنگ درب بی سیم برای نشان دادن هنگام باز یا بسته شدن درب

"هشدار گیر" اگر سیستم جریان را بیش از 10 ثانیه برابر با شیر برقی و سروو بکشد.

بلوتوث و برنامه برای پیکربندی کنترلر.

باز و بسته شدن تحت کنترل اینترنت

برای نمایش اطلاعات بیشتر ، صفحه LED را با LCD جایگزین کنید.

پتانسیومترهای تنظیم زمان باز/بسته را کنار بگذارید و از یک سوئیچ ضامن دار و کلید چرخشی موجود برای تنظیم زمان باز/بسته استفاده کنید.