Automaattinen Chicken Coop Door - Arduino -ohjattu .: 10 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

Tämä opas on tarkoitettu automaattisen kana -oven suunnitteluun, ja sen avaus- ja sulkemisajat voidaan muuttaa manuaalisesti. Ovi voidaan avata tai sulkea etänä milloin tahansa.

Ovi on suunniteltu modulaariseksi; runko, ovi ja ohjain voidaan rakentaa ja testata paikassa, joka on kaukana kopiosta, ja sitten yksinkertaisesti ruuvata kiinni olemassa olevaan kopan aukkoon.

Se toimii 9 Vdc: n virralla, joten se voidaan ladata pistokkeesta tai akusta ja aurinkopaneelista akun lataamiseksi.

Se käyttää magneettia lukitakseen oven kiinni ja pitääkseen oven auki -asennossa.

Tärkeimmät osat sisältävät:

Arduino UNO 3.

4 -numeroinen, 7 -segmenttinen LED -näyttö

RTC -moduuli

RF -moduuli

Potentiometrit, Servo moottori, 6V - 12V solenoidi, Pyörivä anturi painikkeella

Ovi ja sen runko voidaan valmistaa puutavarasta. Ovi kääntyy ylöspäin tangon ympäri (otettu tapauksestani tulostimesta) ja on vastapainossa oven nostamiseen tarvittavan vääntömomentin pienentämiseksi.

Työkaluja sen rakentamiseen ovat:

PC Arduino IDE: llä Arduinon ohjelmoimiseksi, Vasara, Näin, Juotin, Lankaleikkurit, Porata, Ruuvimeisseli.

Rakensin tämän automaattisen kanan oven säästääkseni kahdesti päivässä tehtävän avata ja sulkea ovi aamulla ja illalla. Kanat ovat suuria munien, lannan ja viihteen tarjoajia, mutta aikaisin nousta päästämään heidät ulos - varsinkin talvella - oli törkeää. Ja sitten varmistaminen siitä, että olin kotona ajoissa sulkeakseni heidät, rajoitti todella vapauttani tulla myöhään kotiin.

Kanat noudattavat päivittäistä rutiinia, kun he palaavat avaruuteen auringonlaskun aikaan ja heräävät auringonnousun aikaan. Sisään- ja ulosmenoajat eivät ole tarkkoja, ja niihin vaikuttaa päivän sää ja ympäristön valo. Jos kana näyttää olevan liian myöhäistä mennä sisään oven sulkemisen jälkeen, ovi voidaan avata ja sulkea etänä. Ovi voidaan sulkea päivällä, jos omistajan on estettävä broilerien pääsy sisään.

Koska auringonnousun ja -laskun ajat vaihtelevat ympäri vuoden ja riippuvat leveysasteesta, minkä tahansa oviohjaimen on seurattava kellonaikaa, vuodenpäivää ja tiedettävä sijainnin leveysaste. Tämä vaatimus voidaan täyttää ohjelmistolla tai suntrackerilla, mutta tässä mallissa käytetään manuaalisesti säädettäviä auki- ja sulkeutumisaikoja, jotta asiat pysyvät yksinkertaisina.

Koska auringonnousu ja asetetut ajat muuttuvat vain muutaman minuutin kuluttua päivästä toiseen, oviohjaimen asetuksia on muutettava vain kerran viikossa.

Kun omistajalla on tunne kanojensa paahtamisrutiinista, hän voi helposti säätää auki- ja sulkeutumisaikoja.

Aukioloaikaa voidaan säätää klo 3–9 ja sulkemisaikaa klo 15–21. Nämä ajat sopivat leveysasteille 12-42 astetta päiväntasaajalta (Darwinista Hobartiin Australiassa) ja kattavat vuoden pisimmät ja lyhyimmät päivät..

Pohjimmiltaan oviohjain on kello, jossa on kaksi asetettavaa hälytystä ja manuaalinen ohitus.

Vaihe 1: Runko ja kääntöovi

Runko on tehty kiinnitettäväksi olemassa olevan kopan aukon päälle. Ovi kääntyy ylöspäin kuin autotallin ovi. Tämän rakenteen etuna on automaattiset ovet, jotka liukuvat ylös tai sivulle, kun katto on kalteva nykyisen oven yli tai olemassa oleva aukko on seinän vieressä.

1. Irrota olemassa oleva ovi.

2. Valitse runkokoko, joka sopii olemassa olevan aukon päälle. Rungon kaksi mittaa ovat tärkeitä - rungon korkeus ja puun leveys. Ovi kääntyy vaakasuorasta saranasta ja pituus saranasta runkoon ("D" kaaviossa) on sama kuin puun leveys. Tämä tarkoittaa sitä, että kun ovi on auki, kääntöpuolen yläpuolella oleva oven osa ei häiritse kopion seinää.

3. Valitse runkoon materiaali, joka on tukeva ja säänkestävä. Käytin punaista kumia, joka osoittautui tukevaksi, mutta raskaaksi. Ulkomännyn kanssa olisi helpompi työskennellä.

4. Oven tulee olla kevyt, jäykkä ja säänkestävä.

Vaihe 2: Kääntötangon ja kääntöoven mitoitus

Kääntöovien mittojen tulee olla sellaiset, että oven leveys sopii rungon sisäreunojen päälle. Oven korkeus on pienempi kuin rungon korkeus.

1. Etsi tanko, jonka halkaisija on noin 5 mm ja pituus yhtä suuri kuin rungon leveys. Käytin sauvaa irrotetusta tulostimesta, mutta kierretanko riittää. Toinen sauvojen lähde on metallivaatteiden kuivaustelineistä. Tangon voi leikata pulttileikkurilla tai rautasahalla. Kaavi pinnoite pois metallista terällä.

2. Leikkaa runkoon kaksi uraa pituudella "D" (edellisen vaiheen kaaviossa) rungon yläaukosta ja kääntötangon halkaisijan syvyydestä.

3. Etsi sarana, jonka tapin halkaisija on sama tai hieman suurempi kuin kääntösauva. Työnnä tappi ulos vasaralla ja keskikohdalla. Jos sinulla ei ole keskipistettä, käytä suurta naulaa tai vastaavaa tappia.

Fluken mukaan käyttämäni tulostintangon nivel sopi täydellisesti ensimmäiseen roskakotelostani ulos tulleeseen saranaan.

4. Kääntöoven alaosan painojen kääntöpinnan alapuolella ja yläosan saranan yläpuolella on oltava samanlaiset painot, jotka vähentävät oven avaavan servomoottorin kuormitusta. Tämä voidaan saavuttaa joillakin raskaisilla pultteilla ja muttereilla, jotka porattiin oven yläosaan.

Vaihe 3: Servomoottori ja nostovarret

Käytin servomoottoria MR-996. Sen vääntömomentti on 9,4 kgf · cm (4,8 V) tai 11 kgf · cm (7,2 V). Tämä tarkoittaa, että 20 cm: n oven ollessa kääntöpuolen alapuolella moottori voi nostaa 11 kg/20 = 550 g 7,2 V: n jännitteellä.

Kun vastapainotettu osa on saranan yläpuolella, ovi voi olla raskaampi ja/tai pidempi. Käytin vastapainona kahta suurta mutteria ja ruuvia, jotka näkyvät kuvissa.

Servon mukana tulee muovinen varsi, joka sopii servon ura -akselille. Leikkaa tämän varren toinen puoli terävällä veitsellä tai lankaleikkureilla.

2. Nostovarsi on valmistettu kahdesta alumiinipituudesta, olkavarsi on L -kiinnike, alavarsi litteä alumiinikappale.

Oheiset kaaviot osoittavat, kuinka kunkin haaran mitat lasketaan. Tuloksena olevat mitat perustuvat kehyksen leveyteen "d" ja oveen asennetun nostokohdan sijaintiin.

Olkavarressa on aukot niin, että varsi tyhjentää servomoottorin ovea nostettaessa.

Vaihe 4: Lukitse solenoidi ja oven avaustuki

1. Runkoon asennettu solenoidi palvelee kahta tarkoitusta:

a) lukitse ovi, kun se on kiinni, ja

b) estää oven sulkeutumisen avaamisen jälkeen.

Solenoidi ohjataan FET: n kautta ohjaimen lähdöstä. Se vetäytyy sisään muutaman sekunnin ajan oven ollessa auki tai kiinni.

2. Kiinnitä puukappale kuvan osoittamalla tavalla. Se on kehyksen leveyttä lyhyempi ja asennetaan juuri saranatangon alle.

Vaihe 5: Ohjain

1. Käytin Arduino Uno 3: ta ohjaimen perustana. Tulo- ja lähtöliittimiä on yhteensä 17.

2. Ohjain pitää ajan I2C RTC -ohjaimen kautta, jossa on paristo. Olisi suositeltavaa hankkia varmuuskopio ladattavasta akusta säästääksesi vaivaa avata ohjain joka vuosi RTC: n akun vaihtamiseksi. Aika asetetaan kiertosäätimellä ja se näkyy 4 -numeroisessa 7 -segmentin LED -valossa. Voitaisiin käyttää nestekidenäyttöä ja näyttää enemmän tietoa, kuten kuinka monta kertaa ovi avattiin ja suljettiin.

3. Avaus- ja sulkemisajat säädetään 10 k ohmin lineaarisilla potentiometreillä. Olisin voinut käyttää kiertokooderia ja LED -näyttöä asettaaksesi auki/kiinni -ajan, mutta päätin, että käyttäjän olisi helpompi vain kävellä ylös ja nähdä ajat paneelista kaukaa. Ajat on muutettava vain joka viikko.

4. Langaton RF -sovitin (https://www.adafruit.com/product/1097) helpottaa manuaalista avaamista ja sulkemista kaukaa. Avaimenperän URL -osoite:

5. Laatikko, jonka valitsin ohjaimen sijoittamiseksi, oli pienellä puolella, joten minun piti lisätä siihen pienempi laatikko, joka sopii kauko -vastaanottimeen.

6. Fritzing -kaavio on liitteenä.

Vaihe 6: Koodi

Koodi kiertää ja suorittaa seuraavat toimet:

1. skannaa paneelikytkimien tilan, 2. lukee RTC: n ja muuntaa ajan päivän minuutteiksi (0 - 1440).

3. lukee kaksi analogista potentiometriä ja muuntaa kokonaislukuiset auki- ja sulkeutumisajat. Aika-asetusten tarkkuuden parantamiseksi avoimet suljetut ajat on rajoitettu klo 3–9 ja 15–9 m vastaavasti.

4. lukee RF -tulon nähdäkseen, painetaanko kaukosäätimen painiketta.

5. vertaa nykyistä aikaa avaus- ja sulkemisaikaan ja lukee tilan, jolla päätetään oven avaaminen tai sulkeminen.

Manuaalisen avaus- ja sulkukytkimen lisääminen monimutkaisti ohjelmiston suunnittelua siten, että järjestelmän oli vaihdettava manuaalisen ja automaattisen eli ajastetun tilan välillä. Ratkaisin tämän lisäämättä toista "tila" -kytkintä, kun käyttäjä painaa avaus- tai sulkukytkintä kahdesti päästäkseen takaisin automaattitilaan.

Yksi avaus- tai sulkemispainikkeen painallus siirtää ohjaimen manuaaliseen tilaan. On mahdollista, että jos ovi avattaisiin sulkemisajan jälkeen, esimerkiksi päästämään myöhäinen kana kanalaan, käyttäjä unohtaisi asettaa oven takaisin automaattitilaan. Siten manuaalista tilaa ilmaisee LED -näyttö, jossa näkyy "Open" tai "Close" muistutuksena.

LED -näyttökirjastot, jotka sain:

Vaihe 7: Ohjaimen osaluettelo

Arduino Uno 34-numeroinen 7-segmenttinen moduuli

Servomoottori MG 996R

1 k ohmin asento

FET: FQP30N06L.

2 x 10 kOhm potentiometriä (auki/kiinni asetusaika)

Pyörivä anturi sisäänrakennetulla painikkeella

Hyppyjohdin

1A DC-DC-muunnin: servolle ja solenoidille

1 x SPDT -vaihtokytkin (tunnin/minuutin asetusvalitsin)

1 x SPDT-keskus pois päältä hetkellinen-pois-hetkellinen (manuaalinen avaaminen/sulkeminen)

1 x SPDT -keskus pois päältä (tyhjennyksen/aikanäkymän/aikavalinnan valitsimelle)

Solenoidi: Työntöveto 6-12V 10MM isku

Adafruit Simple RF M4 -vastaanotin - 315 MHz: n hetkellinen tyyppi

Kauko -ohjain 2 -painikkeinen RF -kaukosäädin - 315 MHz

Laatikko

Vaihe 8: Virtalähde ja aurinkopaneeli ja akun mitoitus

1. Vaikka Arduino voi toimia 12 V: n jännitteellä, se tekisi sen sisällä olevan lineaarisen säätimen kuumana. Servo toimii paremmin korkeammalla jännitteellä (<7,2 V), joten kompromissi oli ajaa 9 Vdc: n järjestelmä ja käyttää DC-DC-konvektoria virtalähteen ja servon syöttämiseen 6 V jännitteeseen. Luulen, että DC-DC-muunnin voidaan poistaa ja Arduino, servomoottori ja solenoidi toimivat samalla 6V (1A) -jännitteellä. 100uF kondensaattoria suositellaan suodattamaan Arduino pois servosta ja solenoidista.

2. Valmistamani ohjain veti noin 200mA lepovirran. Kun solenoidi ja servo olivat toiminnassa, virrankulutus oli noin 1A.

LED -näyttö voidaan sammuttaa kytkimellä akkuvirran säästämiseksi.

Ottaen huomioon, että oven avaaminen tai sulkeminen kesti noin 7 sekuntia ja avaus- ja sulkutoiminnot tapahtuivat vain kahdesti päivässä, päivittäinen virrankulutusarvion 1A jätettiin huomiotta.

Se voi tyhjentyä 1A 9V -pistokkeesta, mutta verkko- ja pistokepaketti on suojattava säältä.

3. Päivittäinen energiankulutus lasketaan muodossa 24h x 200mA = 4800mAh. 7 Ah: n lyijyakku, jossa on 20 W: n aurinkopaneeli, riittää yhden päivän itsenäisyyteen alueilla, joilla on vuosittain keskimäärin 5 tuntia lämpöä. Mutta enemmän paristoja ja isompaa paneelia, olisi enemmän päiviä itsenäisyyttä.

Käytin seuraavaa online -laskinta akun ja paneelin koon arvioimiseksi:

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

Vaihe 9: Käyttäjän käyttöohjeet

Ovi toimii joko automaattisessa tai manuaalisessa tilassa.

Automaattinen tila tarkoittaa, että ovi avautuu tai sulkeutuu avaus- tai sulkemisajan asetusten mukaisesti. Automaattinen tila on tyhjä näyttö, kun näytön kytkin on asennossa "Tyhjä". Kun tila vaihtuu manuaalista automaattiseksi, sana 'AUTO' vilkkuu 200 ms.

Ovi siirtyy manuaaliseen tilaan aina, kun kaukosäädin tai säätimen kytkin aktivoidaan. Manuaalinen tila on merkitty, kun näytössä näkyy "OPEn" tai "CLSd" ja näytön kytkin on "Tyhjä".

Manuaalitilassa avaus-/sulkemisajan asetukset jätetään huomiotta. Käyttäjän on muistettava sulkea ovi, jos se avattiin käsin, tai avata ovi, jos se suljettiin manuaalisesti, tai palata automaattitilaan.

Jos haluat palata automaattitilaan, käyttäjän on painettava Sulje -painiketta toisen kerran, jos ovi on jo suljettu, tai Avaa -painiketta toisen kerran, jos ovi on jo suljettu.

Ovi käynnistyy automaattitilassa päivän alussa (klo 12.00).

Vaihe 10: Kelloja ja pillejä

Jotkut tulevat parannukset voivat sisältää:

Langaton ovikello, joka ilmoittaa, kun ovi avautuu/sulkeutuu

"Jumissa oleva hälytys", jos järjestelmä vetää virtaa, joka on yhtä suuri kuin solenoidi ja servo, yli 10 sekunnin ajan.

Bluetooth ja sovellus säätimen määrittämiseksi.

Internet -ohjattu avaaminen ja sulkeminen.

Vaihda LED -näyttö nestekidenäyttöön saadaksesi lisätietoja.

Poista auki/kiinni -ajan säätöpotentiometrit ja käytä avauskytkintä ja olemassa olevaa kiertokytkintä avaa/sulje ajat.