Automatisk hønsehusdør - Arduino kontrolleret .: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Denne instruks er beregnet til design af en automatisk hønsedør med manuelt ændrede åbnings- og lukningstider. Døren kan åbnes eller lukkes eksternt når som helst.

Døren er designet til at være modulær; karmen, døren og controlleren kan konstrueres og testes et sted væk fra coop og derefter blot boltes på den eksisterende coop åbning.

Den kører fra 9Vdc, så den kan drives fra stikpakke eller et batteri og solpanel for at oplade batteriet.

Det bruger en solenoid til at låse til døren lukket og til at holde døren i åben position.

Store dele omfatter:

Arduino UNO 3.

4 -cifret, 7 segmenters LED display

RTC modul

RF -modul

Potentiometre, Servomotor, 6V - 12V magnetventil, Roterende encoder med trykknap

Døren og dens ramme kan laves af trærester. Døren svinger opad omkring en stang (taget fra en printer i mit tilfælde) og modvægtes for at reducere det moment, der er nødvendigt for at hæve døren.

Værktøjerne til at bygge det omfatter:

PC med Arduino IDE til programmering af Arduino, Hammer, Sav, Loddekolbe, Trådskærere, Bore, Skruetrækker.

Jeg byggede denne automatiske hønsedør for at spare mig for den to gange daglige opgave med at åbne og lukke døren om morgenen og aftenen. Kyllinger er gode leverandører af æg, husdyrgødning og underholdning, men det var hårdt at stå tidligt op for at slippe dem ud af coop - især om vinteren. Og så sørgede jeg for, at jeg var hjemme i tide til at lukke dem ind, virkelig begrænset min frihed til at komme sent hjem.

Kyllinger følger en daglig rutine med at vende tilbage til et coop omkring solnedgang og vågne op omkring solopgang. De gange, de går ind og ud, er ikke nøjagtige og påvirkes af dagens vejr og omgivende lys. Skulle en kylling ses at være for sent til at komme ind efter døren lukkede, kan døren åbnes på afstand og derefter lukkes. Døren kan lukkes i løbet af dagen, hvis ejeren skulle stoppe kyllinger fra at komme ind.

Da solopgangs- og solnedgangstiderne varierer i løbet af året og afhænger af breddegraden, skal enhver dørkontroller spore tidspunktet på dagen, årets dag og kende stedets breddegrad. Dette krav kan kompletteres med software eller en suntracker, men i dette design bruger manuelt justerbare åbne og lukke tidsindstillinger for at holde tingene enklere.

Da solopgang og indstillede tider kun ændres med få minutter fra den ene dag til den næste, behøver dørkontrolindstillingerne kun at blive justeret en gang om ugen.

Når en ejer har en fornemmelse af deres kyllingers roosteringsrutine, kan de let justere åbningstiderne og lukningstiderne.

Åbningstiden kan justeres fra 03:00 til 09:00 og lukketiden fra 15:00 til 21:00. Disse tider passer til breddegrader fra 12 til 42 grader fra ækvator (Darwin til Hobart i Australien) og dækker årets længste og korteste dage..

I det væsentlige er dørkontrollen et ur med to indstillelige alarmer med manuel overside.

Trin 1: Ramme og svingdør

Rammen er lavet til at blive sikret over den eksisterende coop åbning. Døren svinger opad som en garageport. Dette design har fordelen i forhold til automatiske døre, der glider opad eller sidelæns til coops, hvor taget skråner over den eksisterende dør eller den eksisterende åbning støder op til en væg.

1. Fjern den eksisterende dør.

2. Vælg en rammestørrelse, der passer over den eksisterende åbning. To dimensioner af rammen er vigtige - rammens højde og træets bredde. Døren svinger fra en vandret pivot og længden fra pivoten til karmen ("D" i diagrammet) er den samme som træets bredde. Det betyder, at når døren er åben, forstyrrer sektionen af døren over pivoten ikke coop -væggen.

3. Vælg et materiale til rammen, der er robust og vejrbestandigt. Jeg brugte rødt tyggegummi, som viste sig at være robust, men tungt. Udendørs fyr ville være lettere at arbejde med.

4. Selve døren skal være let, stiv og vejrbestandig.

Trin 2: Drejestang og svingdørstørrelse

Svingdørens dimensioner skal være sådan, at dørens bredde passer over rammens indvendige kanter. Dørens højde er mindre end indersiden af karmhøjden.

1. Find en stang med en diameter på 5 mm og en længde svarende til bredden på rammen. Jeg brugte stangen fra en demonteret printer, men gevindstang ville være tilstrækkeligt. En anden kilde til stænger er fra metaltøjs tørrestativer. En stang kan skæres med en boltsaks eller en hacksav. Skrab belægningen af metallet med et blad.

2. Skær to riller i rammen med en længde "D" (i diagrammet i forrige trin) fra rammens øverste åbning og en dybde af drejestangens diameter.

3. Find et hængsel, hvis stiftdiameter er den samme eller lidt større end drejestangen. Slå stiften ud med en hammer og midterstempel. Hvis du ikke har en midterstempel, skal du bruge en stor søm eller lignende nål.

Med lethed passede printerstangens drejestang, jeg brugte, perfekt til det første hængsel, der kom ud af min skraldespand.

4. Vægtene på den nederste sektion af svingdøren under drejen og den øverste sektion over drejen skal være ens for at fjerne belastningen fra servomotoren, der åbner døren. Dette kan opnås med nogle tunge bolte og møtrikker, der blev boret i den øverste del af døren.

Trin 3: Servomotor og løftearme

Jeg brugte en MR-996 servomotor. Det har et drejningsmoment på: 9,4 kgf · cm (4,8 V) eller 11 kgf · cm (7,2 V). Det betyder, at motoren ved en 20 cm dør under drejen kan løfte 11 kg/20 = 550 g ved 7,2V.

Med en kontravægtet sektion over drejestangen kan døren være tungere og/eller længere. Jeg brugte to store møtrikker og bolte som modvægte, vist på billederne.

Servoen leveres med en plastarm, der passer til servoens spindlede udgangsaksel. Skær den ene side af denne arm med en skarp kniv eller trådskærere.

2. Løftearmen er lavet af to længder aluminium, overarmen er et L -beslag, underarmen et fladt stykke aluminium.

Vedlagte diagrammer viser, hvordan man beregner dimensionerne på hver arm. De resulterende dimensioner er baseret på karmbredden, "d", og placeringen af løftepunktet monteret på døren.

Overarmen har udskæringer til, så armen rydder servomotoren, når døren løftes.

Trin 4: Lås magnetventil og døråbnet støtte

1. En magnetventil monteret på rammen tjener to formål:

a) lås døren, når den er lukket, og

b) forhindre døren i at lukke, når den er åbnet.

Magnetventilen drives via en FET fra en output fra controlleren. Det trækker sig tilbage i et par sekunder, mens døren er i gang med at åbne eller lukke.

2. Fastgør et stykke tømmer som vist på billedet. Den vil være kortere end rammebredden og monteret lige under drejestangen.

Trin 5: Controlleren

1. Jeg brugte en Arduino Uno 3 som grundlag for controlleren. Der er i alt 17 input og output pins.

2. Controlleren holder tiden via en I2C RTC controller med batteri tilbage. Det ville være at foretrække at have en genopladelig batteribackup for at spare besværet med at åbne controlleren hvert år for at skifte RTC's batteri. Tiden indstilles via en roterende controller og vises på en firecifret 7 segment LED. Man kunne bruge en LCD og vise flere oplysninger såsom antallet af gange døren åbnede og lukkede.

3. Åbningstiderne og lukningstiderne justeres med 10k ohm lineære potentiometre. Jeg kunne have brugt roterende encoder og LED -display til at indstille åbning/lukningstider, men besluttede, at det ville være enklere for brugeren bare at kunne gå op og se tiderne fra panelet på afstand. Tiderne behøver kun at ændre sig hver uge eller deromkring.

4. En trådløs RF -adapter (https://www.adafruit.com/product/1097) til bekvemmelighed ved manuel åbning og lukning på afstand. Key fob url:

5. Den boks, jeg valgte at huse controlleren, var på den lille side, så jeg skulle tilføje en mindre boks til den for at passe til fjernmodtageren.

6. Fritzing diagram er vedlagt.

Trin 6: Kode

Koden sløjfer rundt og udfører følgende:

1. scanner panelkontakternes tilstand, 2. læser RTC og konverterer tiden til minutter på dagen (0 til 1440).

3. læser de to analoge potentiometre og konverterer til heltals åbne og lukkede tider. For at give en finere opløsning af tidsindstillinger er de åbne lukkede tider begrænset til henholdsvis mellem 3 am-9am og 15pm-9m.

4. læser RF -input for at se, om der trykkes på fjernbetjeningsknappen.

5. sammenligner den aktuelle tid med åbning og lukning og læser tilstanden for at bestemme, om døren skal åbnes eller lukkes.

Tilføjelse af en manuel åben og luk kontakt komplicerede softwaredesignet ved at systemet skulle skifte mellem 'manuel' og 'automatisk, dvs. tidsindstillet' tilstand. Jeg løste dette uden at tilføje endnu en 'mode' -kontakt ved at lade brugeren trykke to gange på knappen open eller close for at vende tilbage til automatisk tilstand.

Et enkelt tryk på knappen åben eller luk flytter controlleren til manuel tilstand. Der er en chance for, at hvis døren blev åbnet efter lukketiden, måske for at slippe en sen kylling ind i coop, at brugeren ville glemme at sætte døren tilbage til automatisk tilstand. Således er manuel tilstand markeret med LED -displayet, der viser "Åbn" eller "Luk" som en påmindelse.

LED -displaybiblioteker, jeg fik fra:

Trin 7: Liste over controllerdele

Arduino Uno 34-cifret 7-segment modul

MG 996R Servomotor

1k Ohm resitor

FET: FQP30N06L.

2 x 10kOhm potentiometre (åbne/lukke indstillede tider)

Rotary Encoder med indbygget trykknap

Jumper wire

1A DC-DC-omformer: til Servo og magnetventil

1 x SPDT -vippekontakt (timer/minut -indstillingsvælger)

1 x SPDT center off momentan-off-momentan (til manuel åbning/lukning)

1 x SPDT center off (til blanking/tidsvisning/tidsindstillingsvælger)

Magnetventil: Push Pull 6-12V 10MM slaglængde

Adafruit Simple RF M4 Receiver - 315MHz Momentary Type

Keyfob 2 -knap RF fjernbetjening - 315MHz

Boks

Trin 8: Strømforsyning og solpanel og batteristørrelse

1. Selvom Arduino kan køre fra 12Vdc, ville det gøre den indbyggede lineære regulator til at køre varm. Servoen fungerer bedre ved en højere spænding (<7,2V), så et kompromis var at køre systemet med 9Vdc og bruge en DC-DC-konveter til at drive solenoiden og servoen ved 6V. Jeg gætter på, at DC-DC-konverteren kunne slettes, og Arduino, servomotor og magnetventil betjener den samme 6V (1A) forsyning. En 100uF kondensator vil blive anbefalet at filtrere Arduino fra servoen og solenoiden.

2. Den controller, jeg lavede, tegnede en hvilestrøm på cirka 200mA. Når solenoiden og servoen var i drift, var den nuværende trækning omkring 1A.

LED -displayet kan slettes med en kontakt for at spare batteristrøm.

I betragtning af at døren tog omkring 7 sekunder at åbne eller lukke, og de åbne og lukke operationer kun fandt sted to gange dagligt, blev 1A i det daglige energiforbrugsoverslag ignoreret.

Det kan køre fra en 1A 9V stikpakke, men lysnettet og stikpakken skal beskyttes mod vejret.

3. Dagligt energiforbrug beregnes som 24t x 200mA = 4800mAh. Et 7Ah blybatteri med et 20W solpanel bør være tilstrækkeligt med en dags autonomi i områder med et årligt gennemsnit på 5 timers isolering. Men med flere batterier og et større panel ville der være flere dage med autonomi.

Jeg brugte følgende online lommeregner til at estimere batteri- og panelstørrelse:

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

Trin 9: Brugervejledning

Døren fungerer i enten automatisk eller manuel tilstand.

Automatisk tilstand betyder, at døren åbner eller lukker i henhold til tidsindstillingerne for åbning eller lukning. Automatisk tilstand angives med et tomt display, når displaykontakten er indstillet til "Blank". Når tilstanden skifter fra manuel til automatisk, blinker ordet 'AUTO' i 200 ms.

Døren går i manuel tilstand, når fjernbetjeningen eller swicth på controlleren aktiveres. Manuel tilstand angives, når displayet viser "OPEn" eller "CLSd" med displaykontakten er indstillet til "Blank".

I manuel tilstand ignoreres åbnings-/lukningsindstillingerne. Det er op til brugeren at huske at lukke døren, hvis den blev åbnet manuelt, eller åbne døren, hvis den var lukket manuelt, eller gå tilbage til automatisk tilstand.

For at skifte tilbage til automatisk tilstand skal brugeren trykke på knappen Luk en anden gang, hvis døren allerede er lukket, eller på knappen Åbn en anden gang, hvis døren allerede er lukket.

Døren starter i automatisk tilstand i begyndelsen af dagen (12:00).

Trin 10: Klokker og fløjter

Nogle fremtidige forbedringer kan omfatte:

Trådløs dørklokke til at signalere, når døren åbner/lukker

"Fastlåst alarm", hvis systemet trækker strømmen lig med solenoiden og servoen i mere end 10 sekunder.

Bluetooth og App til konfiguration af controlleren.

Internetstyret åbning og lukning.

Udskift LED -display med LCD for at vise flere oplysninger.

Undgå åbning/lukning af potentiometre, og brug en vippekontakt og den eksisterende drejekontakt til at indstille åbning/lukningstider.