Automatisk hønsehusdør - Arduino kontrollert.: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Denne instruksen er designet for en automatisk kyllingdør med manuelt endrede åpningstider. Døren kan åpnes eller lukkes eksternt når som helst.

Døren er designet for å være modulær; karmen, døren og kontrolleren kan konstrueres og testes på et sted borte fra coop og deretter bare boltes på den eksisterende coop åpningen.

Den går fra 9Vdc, så den kan drives fra plugpack eller et batteri og solcellepanel for å lade batteriet.

Den bruker en magnetventil for å låse døren lukket og holde døren i åpen posisjon.

Viktige deler inkluderer:

Arduino UNO 3.

4 -sifret, 7 segmenters LED -display

RTC -modul

RF -modul

Potensiometre, Servo motor, 6V - 12V magnetventil, Roterende encoder med trykknapp

Døren og rammen kan lages av tømmerrester. Døren svinger oppover rundt en stang (hentet fra en skriver i mitt tilfelle) og er motvektet for å redusere dreiemomentet som trengs for å heve døren.

Verktøyene for å bygge den inkluderer:

PC med Arduino IDE for å programmere Arduino, Hammer, Sag, Loddejern, Avbitertang, Bore, Skrutrekker.

Jeg bygde denne automatiske kyllingdøren for å spare meg to ganger daglig for å åpne og lukke døren om morgenen og kvelden. Kyllinger er gode leverandører av egg, gjødsel og underholdning, men å stå opp tidlig for å slippe dem ut av coop - spesielt om vinteren - var slitsomt. Og så sørget jeg for at jeg var hjemme i tide for å stenge dem, virkelig begrenset min frihet til å komme hjem sent.

Kyllinger følger en daglig rutine for å komme tilbake til et coop rundt solnedgang og våkne rundt soloppgang. Tidspunktene de går inn og ut er ikke eksakte og påvirkes av dagens vær og omgivelseslys. Skulle en kylling bli sett for sent å gå inn etter at døren lukket, kan døren åpnes eksternt og deretter lukkes. Døren kan stenges i løpet av dagen hvis eieren trenger å stoppe stølende kyllinger fra å komme inn.

Siden soloppgangs- og solnedgangstider varierer gjennom året og avhenger av breddegraden, må en hvilken som helst dørkontroller spore tidspunktet på dagen, dagen i året og kjenne bredden på stedet. Dette kravet kan kompliseres med programvare eller en suntracker, men i dette designet bruker manuelt justerbare åpne og lukkede tidsinnstillinger for å holde ting enklere.

Ettersom soloppgang og innstilte tider bare endres med noen få minutter fra den ene dagen til den andre, trenger innstillingene til dørkontrolleren bare justeres en gang i uken.

Når en eier har en følelse av kyllingenes oppholdsrutine, kan de enkelt justere åpne og lukkede tider.

Åpningstiden kan justeres fra 03.00 til 09.00 og stengetid fra 15.00 til 21.00. Disse tidene passer til breddegrader fra 12 til 42 grader fra ekvator (Darwin til Hobart i Australia) og dekker de lengste og korteste dagene i året..

I hovedsak er dørkontrollen en klokke med to innstillbare alarmer med manuell overside.

Trinn 1: Ramme og svingdør

Rammen er laget for å festes over den eksisterende coop -åpningen. Døren svinger oppover som en garasjeport. Denne konstruksjonen har fordelen i forhold til automatiske dører som glir oppover eller sideover for coops der taket skråner over den eksisterende døren eller den eksisterende åpningen er i tilknytning til en vegg.

1. Fjern den eksisterende døren.

2. Velg en rammestørrelse som passer over den eksisterende åpningen. To dimensjoner på rammen er viktige - rammens høyde og tømmerets bredde. Døren svinger fra en horisontal pivot og lengden fra pivoten til rammen ("D" i diagrammet) er den samme som bredden på tømmeret. Dette betyr at når døren er åpen, forstyrrer ikke delen av døren over svingningen på veggen til coop.

3. Velg et materiale for rammen som er solid og værbestandig. Jeg brukte rødgummi som viste seg å være solid, men tung. Utendørs furu ville være lettere å jobbe med.

4. Selve døren skal være lett, stiv og værbestandig.

Trinn 2: Dimensjon på svingstang og svingdør

Svingdørens dimensjoner skal være slik at bredden på døren passer over rammens innvendige kanter. Høyden på døren er mindre enn innsiden av karmhøyden.

1. Finn en stang med en diameter på 5 mm (1/4 tommer) og lengde som er lik bredden på rammen. Jeg brukte stangen fra en demontert skriver, men gjengestangen ville være tilstrekkelig. En annen kilde til stenger er fra tørketrommel i metall. En stang kan kuttes med en boltskjærer eller en baufil. Skrap belegget av metallet med et blad.

2. Skjær to spor inn i rammen med en lengde "D" (i diagrammet i forrige trinn) fra rammens toppåpning og en dybde av diameteren på svingstangen.

3. Finn et hengsel hvis pinnediameter er den samme eller litt større enn svingstangen. Slå ut pinnen med en hammer og midtstans. Hvis du ikke har en midtstans, bruker du en stor spiker eller lignende pinne.

Ved fluke passet skriverstangens svingning jeg brukte perfekt til det første hengslet som kom ut av søppeldosa.

4. Vektene på den nedre delen av svingdøren under svinget og den øvre delen over svingen må være like for å fjerne belastningen på servomotoren som åpner døren. Dette kan oppnås med noen tunge bolter og muttere som ble boret inn i den øvre delen av døren.

Trinn 3: Servomotor og løftearmer

Jeg brukte en servomotor MR-996. Den har et dreiemoment på: 9,4 kgf · cm (4,8 V), eller 11 kgf · cm (7,2 V). Dette betyr at for en 20 cm dør under svingen kan motoren løfte 11 kg/20 = 550 g ved 7,2V.

Med motvektet seksjon over svingstangen kan døren være tyngre og/eller lengre. Jeg brukte to store muttere og bolter som motvekter, vist på bildene.

Servoen kommer med en plastarm som passer på servos splined utgangsaksel. Skjær den ene siden av denne armen med en skarp kniv eller trådkuttere.

2. Løftearmen er laget av to lengder aluminium, overarmen er en L -brakett, underarmen et flatt stykke aluminium.

Vedlagte diagrammer viser hvordan du beregner dimensjonene til hver arm. De resulterende dimensjonene er basert på karmbredden, "d", og plasseringen av løftepunktet montert på døren.

Overarmen har utskjæringer slik at armen fjerner servomotoren når døren løftes.

Trinn 4: Lås magnetventil og døråpning

1. En solenoid montert på rammen tjener to formål:

a) lås døren når den er stengt, og

b) forhindre at døren lukkes når den er åpnet.

Magnetventilen drives via en FET fra en utgang fra kontrolleren. Den trekker seg tilbake i noen sekunder mens døren er i ferd med å åpne eller lukke.

2. Fest et tømmerbit som vist på bildet. Den vil være kortere enn rammebredden og montert like under svingstangen.

Trinn 5: Kontrolleren

1. Jeg brukte en Arduino Uno 3 som grunnlag for kontrolleren. Det er totalt 17 inngangs- og utgangspinner.

2. Kontrolleren holder tiden via en I2C RTC -kontroller med batteribackup. Det vil være å foretrekke å ha et oppladbart batteri for å spare innsats for å åpne kontrolleren hvert år for å bytte RTC -batteri. Tiden settes via en roterende kontroller og vises på en 4 -sifret 7 -segmenters LED. Man kan bruke en LCD og vise mer informasjon, for eksempel antall ganger døren åpnes og lukkes.

3. Åpning og lukking er justert med 10k ohm lineære potensiometre. Jeg kunne ha brukt dreiekoderen og LED -displayet til å stille åpningstider, men bestemte meg for at det ville være enklere for brukeren å bare gå opp og se tidene fra panelet på avstand. Tidene trenger bare å endre seg hver uke eller så.

4. En trådløs RF -adapter (https://www.adafruit.com/product/1097) for bekvemmeligheten ved å åpne og lukke manuelt på avstand manuelt. Key fob url:

5. Boksen jeg valgte å huse kontrolleren var på den lille siden, så jeg trengte å legge til en mindre boks for å passe til den eksterne mottakeren.

6. Fritzing diagram er vedlagt.

Trinn 6: Kode

Koden går rundt og utfører følgende:

1. skanner tilstanden til panelbryterne, 2. leser RTC og konverterer tiden til minutter på dagen (0 til 1440).

3. leser de to analoge potensiometrene og konverterer til heltall åpne og lukkede tider. For å gi en finere oppløsning av tidsinnstillinger, er de åpne lukkede tidene begrenset til henholdsvis 3 am-9am and 15pm-9m.

4. leser RF -inngangen for å se om den eksterne knappen er trykket.

5. sammenligner gjeldende tid med åpen og lukket tid og leser modusen for å bestemme for å åpne eller lukke døren.

Å legge til en manuell bryter for åpen og lukk kompliserte programvaredesignet ved at systemet trengte å veksle mellom "manuell" og "automatisk, dvs. tidsinnstilt" modus. Jeg løste dette uten å legge til en annen 'modus' -bryter ved å la brukeren trykke på åpne eller lukke bryteren to ganger for å komme tilbake til automatisk modus.

Et enkelt trykk på åpen eller lukk -knappen flytter kontrolleren til manuell modus. Det er en sjanse for at hvis døren ble åpnet etter stengetid, kanskje for å slippe en sen kylling inn i coop, at brukeren ville glemme å sette døren tilbake til automatisk modus. Dermed er manuell modus markert med LED -displayet som viser "Åpne" eller "Lukk" som en påminnelse.

LED -displaybiblioteker jeg fikk fra:

Trinn 7: Komponentliste for kontrolleren

Arduino Uno 34-sifret 7-segmentsmodul

MG 996R Servomotor

1k Ohm resitor

FET: FQP30N06L.

2 x 10 kOhm potensiometre (åpne/lukk innstilte tider)

Rotary Encoder med innebygd trykknapp

Jumper wire

1A DC-DC-omformer: for servo og magnetventil

1 x SPDT vippebryter (timer/minutt settvelger)

1 x SPDT senter av øyeblikkelig-av-momentan (for manuell åpning/lukking)

1 x SPDT senter av (for blanking/tidsvisning/tidsinnstillingsvelger)

Magnetventil: Push Pull 6-12V 10MM slaglengde

Adafruit Enkel RF M4 -mottaker - 315MHz Momentary Type

Fjernkontroll fjernkontroll med 2 knapper - 315 MHz

Eske

Trinn 8: Strømforsyning og solcellepanel og batteristørrelse

1. Selv om Arduino kan kjøre fra 12Vdc, ville det gjøre at den innebygde lineære regulatoren kjører varm. Servoen fungerer bedre ved en høyere spenning (<7,2V), så et kompromiss var å kjøre systemet med 9Vdc og bruke en DC-DC-konveter for å drive solenoiden og servoen på 6V. Jeg antar at DC-DC-omformeren kan fjernes og Arduino, servomotor og magnetventil betjener den samme 6V (1A) forsyningen. En 100uF kondensator vil bli anbefalt for å filtrere ut Arduino fra servoen og solenoiden.

2. Kontrolleren jeg laget, tegnet en hvilestrøm på omtrent 200mA. Når solenoiden og servoen var i drift, var den nåværende trekningen omtrent 1A.

LED -displayet kan slettes med en bryter for å spare batteristrøm.

Med tanke på at døren tok omtrent 7 sekunder å åpne eller lukke, og åpne og lukke operasjoner skjedde bare to ganger daglig, ble 1A i det daglige estimatet for strømforbruk ignorert.

Den kan kjøre av en 1A 9V pluggpakke, men strømnettet og pluggen må være beskyttet mot været.

3. Daglig energibruk er beregnet som 24t x 200mA = 4800mAh. Et 7Ah blybatteri med et 20W solcellepanel bør være tilstrekkelig med en dags autonomi i områder med et årlig gjennomsnitt på 5 timers isolasjon. Men med flere batterier og et større panel ville det bli flere dager med autonomi.

Jeg brukte følgende online kalkulator for å estimere batteri- og panelstørrelse:

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

Trinn 9: Brukerinstruksjoner

Døren fungerer enten i automatisk eller manuell modus.

Automatisk modus betyr at døren åpnes eller lukkes i henhold til tidsinnstillingene for åpning eller lukking. Automatisk modus er markert med et tomt display når displaybryteren er satt til "Blank". Når modusen endres fra manuell til automatisk, blinker ordet 'AUTO' i 200 ms.

Døren går inn i manuell modus når fjernkontrollen eller svingen på kontrolleren er aktivert. Manuell modus angis når displayet viser "OPEn" eller "CLSd" med displaybryteren er satt til "Blank".

I manuell modus blir tidsinnstillingene for åpning/lukking ignorert. Det er opp til brukeren å huske å lukke døren hvis den ble åpnet manuelt, eller åpne døren hvis den ble lukket manuelt, eller sett tilbake til automatisk modus.

For å bytte tilbake til automatisk modus, må brukeren trykke på Lukk -knappen en gang til hvis døren allerede er lukket, eller Åpne -knappen en gang til hvis døren allerede er lukket.

Døren starter i automatisk modus i begynnelsen av dagen (12:00).

Trinn 10: Klokker og fløyter

Noen fremtidige forbedringer kan omfatte:

Trådløs dørklokke for å signalisere når døren åpnes/lukkes

"Stuck alarm" hvis systemet trekker strømmen lik solenoiden og servoen i mer enn 10 sekunder.

Bluetooth og App for å konfigurere kontrolleren.

Internettstyrt åpning og lukking.

Bytt LED -skjerm med LCD for å vise mer informasjon.

Gjør unna med innstilling av potensiometre for åpning/lukking av tid og bruk en vippebryter og den eksisterende dreiebryteren for å stille åpningstider.