Pintu Kandang Ayam Automatik - Dikawal Arduino .: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Instructable ini adalah untuk reka bentuk pintu ayam automatik dengan waktu buka dan tutup yang boleh diubah secara manual. Pintu boleh dibuka atau ditutup dari jauh pada bila-bila masa.

Pintu direka bentuk untuk modular; kerangka, pintu dan alat kawalan boleh dibina dan diuji di tempat yang jauh dari kandang dan kemudian hanya dilekatkan pada bukaan kandang yang ada.

Ia menggunakan 9Vdc, sehingga dapat diaktifkan dari plugpack atau bateri dan panel solar untuk mengecas bateri.

Ia menggunakan solenoid untuk mengunci sehingga pintu ditutup dan menahan pintu dalam kedudukan terbuka.

Bahagian utama merangkumi:

Arduino UNO 3.

Paparan 4 digit, 7 segmen LED

Modul RTC

Modul RF

Potensiometer, Motor servo, Solenoid 6V - 12V, Pengekod putar dengan butang tekan

Pintu dan kerangka boleh dibuat dari sisa kayu. Pintu berputar ke atas di sekitar batang (diambil dari pencetak dalam beg saya) dan ditimbang untuk mengurangkan tork yang diperlukan untuk menaikkan pintu.

Alat untuk membinanya merangkumi:

PC dengan Arduino IDE untuk memprogram Arduino, Tukul, Melihat, Besi pematerian, Pemotong wayar, Gerudi, Pemacu skru.

Saya membina pintu ayam automatik ini untuk menyelamatkan saya tugas dua kali sehari iaitu membuka dan menutup pintu pada waktu pagi dan petang. Ayam adalah penyedia telur, kotoran dan hiburan yang hebat, tetapi bangun lebih awal untuk membiarkan mereka keluar dari kandang - terutama di Musim Sejuk - sangat mengerikan. Dan kemudian memastikan saya berada di rumah pada waktunya untuk menutup mereka dengan betul-betul membatasi kebebasan saya untuk pulang lewat.

Ayam mengikuti rutin harian kembali ke kandang sekitar matahari terbenam dan bangun di sekitar matahari terbit. Masa mereka masuk dan keluar tidak tepat dan dipengaruhi oleh cuaca hari dan cahaya sekeliling. Sekiranya ayam kelihatan terlambat untuk masuk setelah pintu ditutup, pintu boleh dibuka dari jarak jauh kemudian ditutup. Pintu boleh ditutup pada siang hari sekiranya pemiliknya perlu menghentikan ayam broody masuk.

Oleh kerana waktu matahari terbit dan terbenam berbeza sepanjang tahun dan bergantung pada garis lintang, mana-mana pengawal pintu perlu mengesan waktu hari, hari dalam setahun dan mengetahui garis lintang lokasi. Keperluan ini dapat dipenuhi dengan perisian atau suntracker, tetapi dalam reka bentuk ini menggunakan tetapan waktu buka dan tutup yang dapat disesuaikan secara manual untuk membuat semuanya lebih mudah.

Oleh kerana waktu terbit dan terbenam hanya berubah beberapa minit dari satu hari ke hari berikutnya, tetapan pengawal pintu hanya perlu disesuaikan seminggu sekali.

Apabila pemilik mempunyai rasa rutin ayam ayam, mereka dapat menyesuaikan waktu buka dan tutup dengan mudah.

Waktu pembukaan boleh disesuaikan dari jam 3 pagi hingga 9 pagi dan waktu tutup dari jam 3 petang hingga 9 malam. Kali ini sesuai dengan garis lintang dari 12 hingga 42 darjah dari khatulistiwa (Darwin ke Hobart di Australia) dan meliputi hari terpanjang dan terpendek dalam setahun..

Pada dasarnya pengawal pintu adalah jam dengan dua penggera yang dapat disetel dengan petunjuk manual.

Langkah 1: Rangka dan Pintu Ayunan

Rangka dibuat untuk diikat di atas pembukaan kandang yang ada. Pintu berayun ke atas seperti pintu garaj. Reka bentuk ini mempunyai kelebihan berbanding pintu automatik yang meluncur ke atas atau ke tepi untuk kandang di mana bumbungnya lereng di atas pintu yang ada atau bukaan yang ada berdekatan dengan dinding.

1. Tanggalkan pintu yang ada.

2. Pilih ukuran bingkai yang sesuai dengan bukaan yang ada. Dua dimensi bingkai adalah penting - ketinggian bingkai dan lebar kayu. Pintu berayun dari pangsi mendatar dan panjang dari pangsi ke kerangka ("D" dalam rajah) adalah sama dengan lebar kayu. Ini bermaksud apabila pintu terbuka, bahagian pintu di atas pivot tidak mengganggu dinding kandang.

3. Pilih bahan untuk bingkai yang kukuh dan tahan cuaca. Saya menggunakan gusi merah yang terbukti kukuh tetapi berat. Pokok luaran akan lebih senang dikerjakan.

4. Pintu itu sendiri mestilah ringan, kaku dan tahan cuaca.

Langkah 2: Pivot Rod dan Swing Door Sizing

Dimensi pintu ayunan harus sedemikian rupa sehingga lebar pintu sesuai dengan tepi bingkai dalam. Ketinggian pintu lebih kecil daripada bahagian dalam ketinggian bingkai.

1. Cari batang dengan diameter dan panjang sekitar 5mm (1/4 inci) sama dengan lebar bingkai. Saya menggunakan batang dari pencetak yang dibongkar, tetapi batang berulir akan mencukupi. Sumber joran lain adalah dari rak pengeringan pakaian logam. Batang boleh dipotong dengan pemotong baut atau gergaji besi. Mengikis lapisan dari logam dengan pisau.

2. Potong dua alur ke dalam bingkai dengan panjang "D" (dalam rajah pada langkah sebelumnya) dari bukaan bahagian atas bingkai dan kedalaman diameter batang pangsi.

3. Cari engsel yang diameter pinnya sama atau sedikit lebih besar daripada batang pangsi. Ketuk pin dengan tukul dan pukulan tengah. Sekiranya anda tidak mempunyai pukulan tengah, gunakan paku besar atau pin serupa.

Secara tidak sengaja, pivot batang pencetak yang saya gunakan sangat sesuai untuk engsel pertama yang keluar dari kotak sampah saya.

4. Berat bahagian bawah pintu ayunan di bawah pangsi dan bahagian atas di atas pangsi harus serupa untuk melepaskan tekanan dari motor servo yang membuka pintu. Ini dapat dicapai dengan beberapa bolt dan mur yang berat yang digerudi ke bahagian atas pintu.

Langkah 3: Motor Servo dan Angkat Tangan

Saya menggunakan motor servo MR-996. Ia mempunyai tork: 9,4 kgf · cm (4,8 V), atau 11 kgf · cm (7,2 V). Ini bermaksud bahawa untuk pintu 20cm di bawah pangsi, motor boleh mengangkat 11kg / 20 = 550g pada 7.2V.

Dengan bahagian timbang di atas batang pangsi, pintu boleh menjadi lebih berat dan / atau lebih panjang. Saya menggunakan dua mur dan baut besar sebagai timbal balik, seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Servo dilengkapi dengan lengan plastik yang sesuai dengan poros keluaran servo. Potong satu sisi lengan ini dengan pisau tajam atau pemotong wayar.

2. Lengan angkat terbuat dari dua aluminium panjang, lengan atas adalah pendakap L, lengan bawah adalah sekeping aluminium rata.

Diagram yang dilampirkan menunjukkan cara mengira dimensi setiap lengan. Dimensi yang dihasilkan berdasarkan lebar bingkai, "d", dan kedudukan titik angkat yang dipasang di pintu.

Lengan atas mempunyai potongan sehingga lengan membersihkan motor servo ketika menaikkan pintu.

Langkah 4: Kunci Solenoid dan Sokongan Buka Pintu

1. Solenoid yang dipasang pada bingkai berfungsi untuk dua tujuan:

a) kunci pintu semasa ditutup, dan

b) menghalang pintu daripada ditutup setelah dibuka.

Solenoid didorong melalui FET dari output pengawal. Ia menarik kembali selama beberapa saat semasa pintu dalam proses pembukaan atau penutupan.

2. Pasangkan sebatang kayu seperti yang ditunjukkan dalam foto. Ini akan lebih pendek dari lebar bingkai dan dipasang tepat di bawah batang pangsi.

Langkah 5: Pengawal

1. Saya menggunakan Arduino Uno 3 sebagai asas pengawal. Terdapat sejumlah 17 pin input dan output.

2. Pengawal menyimpan masa melalui pengawal RTC I2C dengan sandaran bateri. Sebaiknya mempunyai sandaran bateri yang boleh dicas semula untuk menjimatkan usaha membuka contoller setiap tahun untuk menukar bateri RTC. Waktu ditetapkan melalui pengawal putar dan dipaparkan pada 4 digit 7 segmen LED. Seseorang boleh menggunakan LCD dan memaparkan lebih banyak maklumat seperti berapa kali pintu dibuka dan ditutup.

3. Waktu buka dan tutup diselaraskan dengan potensiometer linear 10k ohm. Saya mungkin menggunakan pengekod putar dan paparan LED untuk mengatur waktu buka / tutup, tetapi memutuskan lebih mudah bagi pengguna hanya dapat berjalan dan melihat waktu dari panel dari jarak jauh. Masa hanya perlu berubah setiap minggu atau lebih.

4. Penyesuai RF tanpa wayar (https://www.adafruit.com/product/1097) untuk kemudahan membuka dan menutup secara manual dari jarak jauh. URL fob utama:

5. Kotak yang saya pilih untuk menempatkan alat kawalan berada di sisi kecil, jadi saya perlu menambahkan kotak yang lebih kecil ke dalamnya agar sesuai dengan penerima jauh.

6. Gambar rajah fritzing dilampirkan.

Langkah 6: Kod

Kod tersebut bergerak dan melakukan perkara berikut:

1. mengimbas keadaan suis panel, 2. membaca RTC dan menukar masa menjadi minit sehari (0 hingga 1440).

3. membaca dua potensiometer analog dan menukar kepada waktu buka dan tutup integer. Untuk memberikan resolusi tetapan waktu yang lebih baik, waktu tutup terbuka masing-masing antara 3 pagi-9 pagi dan 3 pm-9 m.

4. membaca input RF untuk melihat apakah butang jauh ditekan.

5. membandingkan masa semasa dengan waktu buka dan tutup dan membaca mod untuk menentukan untuk membuka atau menutup pintu.

Menambah suis buka dan tutup manual menyulitkan reka bentuk perisian kerana sistem perlu beralih antara mod 'manual' dan 'automatik, iaitu berjangka waktu'. Saya menyelesaikannya tanpa menambahkan suis 'mod' lain dengan meminta pengguna menekan suis buka atau tutup dua kali untuk kembali ke mod automatik.

Satu tekan butang buka atau tutup menggerakkan pengawal ke mod manual. Ada kemungkinan jika pintu dibuka setelah waktu tutup, mungkin untuk membiarkan ayam terlambat masuk ke kandang, pengguna akan lupa untuk mengatur pintu kembali ke mod automatik. Oleh itu, mod manual ditandakan dengan paparan LED yang menunjukkan "Buka" atau "Tutup" sebagai peringatan.

Perpustakaan Paparan LED yang saya dapat dari:

Langkah 7: Senarai Bahagian Pengawal

Arduino Uno 34-Digit 7-Segment Module

Motor servo MG 996R

Pelawat Oh 1k

FET: FQP30N06L.

Potensiometer 2 x 10kOhm (waktu buka / tutup ditetapkan)

Rotary Encoder dengan butang tekan terbina dalam

Kawat pelompat

Penukar 1A DC-DC: untuk Servo dan solenoid

1 x suis togol SPDT (Pemilih set Jam / Minit)

1 x pusat SPDT mati sesaat-sesaat (untuk buka / tutup manual)

1 x pusat SPDT mati (untuk pengosongan / paparan masa / pemilihan masa)

Solenoid: Push Pull 6-12V 10MM Stroke

Penerima Adafruit Simple RF M4 - Jenis Momentari 315MHz

Alat Kawalan Jauh RF Keyfob 2-Butang - 315MHz

Kotak

Langkah 8: Bekalan Kuasa dan Panel Suria & Ukuran Bateri

1. Walaupun Arduino dapat berjalan dari 12Vdc, melakukannya akan menjadikannya pengatur linier onboard untuk berjalan panas. Servo beroperasi lebih baik pada voltan yang lebih tinggi (<7.2V), jadi kompromi adalah menjalankan sistem 9Vdc dan menggunakan konverter DC-DC untuk menghidupkan solenoid dan servo pada 6V. Saya rasa penukar DC-DC dapat dihapuskan dan Arduino, motor servo dan solenoid beroperasi dengan bekalan 6V (1A) yang sama. Kapasitor 100uF disyorkan untuk menyaring Arduino dari servo dan solenoid.

2. Alat kawalan yang saya buat menghasilkan arus tenang sekitar 200mA. Semasa solenoid dan servo beroperasi, undian semasa adalah sekitar 1A.

Paparan LED dapat dikosongkan dengan suis untuk menjimatkan kuasa bateri.

Memandangkan pintu mengambil masa sekitar 7 saat untuk dibuka atau ditutup, dan operasi buka dan tutup hanya berlaku dua kali sehari 1A dalam anggaran penggunaan kuasa harian diabaikan.

Ia boleh menggunakan pek plug 1A 9V, tetapi pek steker dan plag perlu dilindungi dari cuaca.

3. Penggunaan tenaga harian dikira sebagai 24h x 200mA = 4800mAh. Bateri asid plumbum 7Ah dengan panel solar 20W cukup dengan autonomi satu hari di kawasan dengan purata insolasi 5 jam tahunan. Tetapi dengan lebih banyak bateri dan panel yang lebih besar, akan ada lebih banyak hari autonomi.

Saya menggunakan kalkulator dalam talian berikut untuk mengira ukuran bateri dan panel:

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

Langkah 9: Arahan Operasi Pengguna

Pintu beroperasi dalam mod Automatik atau Manual.

Mod automatik bermaksud pintu terbuka atau ditutup sesuai dengan tetapan waktu buka atau tutup. Mod automatik ditandakan dengan paparan kosong ketika suis paparan diatur ke "Kosong". Apabila mod berubah dari manual ke Automatik, kata 'AUTO' akan berkelip selama 200mS.

Pintu masuk ke mod Manual setiap kali alat kawalan jauh atau putaran pada alat kawalan diaktifkan. Mod manual ditandakan ketika layar menunjukkan "OPEn" atau "CLSd" dengan suis paparan diatur ke "Kosong".

Dalam mod Manual, tetapan waktu buka / tutup diabaikan. Pengguna harus ingat untuk menutup pintu jika dibuka secara manual, atau membuka pintu jika ditutup secara manual, atau kembali ke mod Otomatis.

Untuk beralih kembali ke mod Automatik, pengguna harus menekan butang Tutup untuk kedua kalinya jika pintu sudah ditutup, atau butang Buka untuk kedua kalinya jika pintu sudah ditutup.

Pintu bermula dalam mod Automatik pada awal hari (12:00 pagi).

Langkah 10: Loceng dan Wisel

Beberapa penambahbaikan masa depan boleh merangkumi:

Loceng pintu tanpa wayar untuk memberi isyarat apabila pintu dibuka / ditutup

"Penggera tersekat" sekiranya sistem menarik arus yang sama dengan solenoid dan servo selama lebih dari 10 saat.

Bluetooth dan Aplikasi untuk mengkonfigurasi pengawal.

Pembukaan dan penutupan terkawal Internet.

Ganti paparan LED dengan LCD untuk menunjukkan lebih banyak maklumat.

Hapus dengan masa buka / tutup potensiometer dan gunakan suis togol dan suis putar yang ada untuk menetapkan waktu buka / tutup.