Ардуино для инкубатора

Проект 1. Инкубатор, собранный на Arduino UNO

Фермерам-гикам посвящается! Если вам нравится разводить и выращивать кур, то это статья для вас. Для тех, кто планирует самостоятельно конструировать инкубатор. Для него же наверняка придется придумывать автоматику. Дешевле и проще контроллера Ардуино на рынке не найти. Можно конечно найти и готовые устройства, и готовое оборудование, и готовые терморегуляторы… Но на вкус и цвет, как говорится… Для творческий людей мы рассмотрим, как строится наш ардуино инкубатор! Из этой статьи вы узнаете:

Об инкубаторе… Внутреннее устройство инкубатора Программа для инкубатора

Привет ребят! Как ваши дела? С вами автор блога КИПиА (контрольно-измерительные приборы и автоматика), Сёма. На фирме я занимаюсь очередным интересным проектом — сушилкой для зерна. Проект я пишу на Codesys3.5 — в ближайшем будущем планирую опубликовать статью и выложить видео интерфейса, так что подписывайтесь на новости блога, чтобы не пропустить интересную публикацию. В в этом посте мы рассмотрим с вами проект на Ардуино. Это разработка устройства для инкубатора. Я думаю тема эта актуальна и интересна, так что приступаем…

Об инкубаторе…

Инкубатор- это аппарат для искусственного выведения молодняка различных птиц из яиц. По классификации их делят на следующие группы:

  • Конвейерные
  • Единовременные

В конвейерных инкубаторах Яйца постепенно докладываются. Судя по названию «единовременные» понятно, одновременно закладывается партия яиц до полной загрузки инкубатора. Вот таким образом выглядит готовое устройство: На рынке множество разных видов аппаратов, начиная с огромных шкафов и заканчивая маленьким бытовой техникой размером с хлебопечку. Всё зависит от целей и задач, которые ставят перед собой люди. Если есть вопросы конкретно по конструкции, по лоткам, по технологии. Я рекомендую посетить вот этот сайт. Я не знаю автора данного сайта, но мне очень понравилось, как он подробно расписал работу инкубатора и технологию выращивания молодняка.

Внутреннее устройство инкубатора

С чего мы начнём? Из каких основных элементов состоит сам инкубатор? В чём смысл технологического процесса? Самыми основными регулируемыми параметрами являются температура и влажность. Сложный инкубатор на 100-500 яиц должен обладать следующим функционалом:

  1. Измерение температуры и влажности и вывод данных на экран;
  2. Точное регулирование вышеназванных физических величин;
  3. Управление автоматическим поворотом лотков через определённый промежуток времени;
  4. Управление вентиляторами;

Рассмотрим управление простейшим инкубатором на 10 яиц. Без всяких ПИД — законов и сложных премудростей. (для тех кто не знает, что такое ПИД — регулирование, это регулятор для точного поддержания температуры). Для управления микроклиматом в инкубаторе я использую следующие исполнительные механизмы — обычную лампочку накаливания на 75 W или на 100 W и вентилятор на 220 В. Принципиальная схема подключения всех элементов схемы к Arduino UNO: Для более сложных устройств для инкубаторов на 100-500 яиц обычно ставят вот такие механизмы:

  1. ТЭН (нагреватель);
  2. Генератор влажности (туманогенератор);
  3. Мотор-редуктор для поворота лотков;
  4. Вентилятор для улучшеной конвекции воздуха;

Так как площадь и объём инкубатора получается больше, то нужно ставить несколько датчиков и нагревательных элементов. Яйца обязательно нужно прогревать при определённой температуре (38-39 С°) и влажности. Что можно поставить из аппаратной части:

  1. Основной «мозг» — Arduino UNO;
  2. LCD дисплей 16×2 — на базе чипа HD44780;
  3. Датчик температуры и влажности — DHT22;
  4. Часы реального времени — DS1307;
  5. Датчик температуры цифровой — DS18B20;

Теперь рассмотрим скетч для Ардуино…

Программа для инкубатора

Смысл программы заключается в том, чтобы поддерживать температуру с помощью лампочки по датчику температуры DHT22 и выводить все данные на LCD — экран. О подключении сенсора я писал в этой статье. Не забываем подключать все недостающие библиотеки для корректной работы с модулями. Скетч будет выглядеть примерно так:

Arduino

Библиотеки по LCD — экрану можно скачать отсюда, а по датчику температуры и влажности вот здесь. Если библиотека последняя библиотека не встанет, у меня так и случилось, то попробуйте подключить вот эту. Успешных вам внедрений, уважаемые друзья!! Я уже уморил вас своей статьёй, до скорого…

С уважением, Гридин Семён

Самодельный инкубатор: Arduino

В прошлой части мы разобрались с печатью элементов инкубатора на 3D принтере, теперь посмотрим на аппаратную и программную составляющие.

Аппаратная часть

В проекте использовались такие комплектующие:

Arduino UNO – ну тут все понятно, мозги системы.

LCD 1602 I2C – экран системы, брал сразу с модулем I2C, чтобы занимал меньше пинов на ардуине.

ИК приемник с пультом – не люблю возиться с кнопками, а тут вполне себе рабочее решение для управления системой. На Ali искать по запросу «IR Arduino».

Управление осуществляется с пультика, через ИК приемник.

DS18B20 – температурный датчик в герметичном корпусе с хорошей точностью измерений.

DHT11 – датчик температуры и влажности, точность никакая, поэтому с него берем только показания влажности, учитывая погрешность ±10%.

Модуль с 4 реле – для управления светом и вентиляторами. На Ali искать по запросу «Relay shield».

Сервопривод SG90 – для вращения лотков, я взял на всякий случай два, но пока стоит только один. Лоток с 8 яйцами крутит без проблем.

Блок питания на 12В — вполне достаточно 2 ампер. Обычно такие используются для светодиодной подсветки. На Ali можно искать по запросу «12v 2a».

LM2596 — DC–DC преобразователь: 12 вольт для питания Ардуины многовато, могут быть сбои в работе. Чтобы не покупать второй блок питания, с помощью этого модуля понижаем напряжение с 12В до 9В и подаем на ардуину.

Вентиляторы использовал стандартные, компьютерные, размером 60 мм. Не покупал, снял 2 шт. со старого системного блока. На Ali искать по запросу «60mm fan», но имеет смысл дойти до ближайшего компьютерного магазина, там может быть дешевле.

Примерно так выглядит монтажная плата с тремя колодками. Фотка с другого проекта.

Поскольку на ардуине мало разъемов для питания +5В, землю и пин для подключения DS18B20 вывел на монтажную плату. К которой припаял 3 колодки и резистор на 4,7КОм.

Общая схема подключения, извиняюсь за качество. Ну и мог не угадать с цветами проводов, лучше уточнять для каждого компонента:

Общая стоимость всех компонентов обошлась примерно в 1000 рублей, закупался на AliExpress. Заказ лучше делать в одном магазине, получается экономия на стоимости доставки.

Программная часть

Программа на самом деле предельно простая. Управление температурой осуществляется по принципу термостата: холодно – греем, тепло – не греем. Температурный режим, вращение лотков и вентиляция зависят от текущего дня. В общем, смотрите исходники: servo.zip

Поскольку инкубатор делал в подарок, к нему прилагается небольшая инструкция. Если чего не дописал здесь – читайте в инструкции: incubator.pdf.

Полноценно инкубатор пока не использовали, только тестовые запуски: греет быстро, температуру держит, вентиляцию включает своевременно. Когда будет закладка, напишу отдельно о ее результатах.