Otomatik Tavuk Kümes Kapısı - Arduino Kontrollü: 10 Adım (Resimli)

2025 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2025-01-23 15:13

Bu Talimat Tablosu, manuel olarak değiştirilebilen açma ve kapama süreleri olan otomatik bir tavuk kapısı tasarımı içindir. Kapı herhangi bir zamanda uzaktan açılabilir veya kapatılabilir.

Kapı modüler olarak tasarlanmıştır; çerçeve, kapı ve kontrolör, kümesten uzakta bir yerde inşa edilebilir ve test edilebilir ve ardından mevcut kümes açıklığına basitçe cıvatalanabilir.

9Vdc ile çalışır, bu nedenle pili şarj etmek için fiş paketinden veya pil ve güneş panelinden güç alınabilir.

Kapıyı kapalı olarak kilitlemek ve kapıyı açık konumda tutmak için bir solenoid kullanır.

Başlıca parçalar şunları içerir:

Arduino UNO3.

4 haneli, 7 segmentli LED ekran

RTC modülü

RF modülü

potansiyometreler, Servo motor, 6V - 12V Solenoid, Düğmeli döner kodlayıcı

Kapı ve çerçevesi ahşap artıklarından yapılabilir. Kapı bir çubuğun etrafında yukarı doğru döner (benim durumumda bir yazıcıdan alınmıştır) ve kapıyı yükseltmek için gereken torku azaltmak için karşı ağırlıklıdır.

Bunu oluşturmak için araçlar şunları içerir:

Arduino'yu programlamak için Arduino IDE'li PC, Çekiç, Testere, Havya, Tel kesiciler, Delmek, Tornavida.

Bu otomatik tavuk kapısını, beni günde iki kez sabah ve akşam kapıyı açıp kapamaktan kurtarmak için yaptım. Tavuklar harika yumurta, gübre ve eğlence sağlayıcılarıdır, ancak onları kümesten çıkarmak için erken kalkmak - özellikle Kış aylarında - angaryaydı. Ve sonra onları kapatmak için zamanında evde olduğumdan emin olmak, eve geç gelme özgürlüğümü gerçekten kısıtladı.

Tavuklar günbatımında kümese dönme ve gün doğumu civarında uyanma günlük bir rutini takip eder. İçeri girip çıktıkları saatler kesin değildir ve günün hava durumu ve ortam ışığından etkilenir. Kapı kapandıktan sonra bir tavuğun girmek için çok geç olduğu görülürse, kapı uzaktan açılıp kapatılabilir. Kapı, sahibinin kuluçka tavuklarının girmesini durdurması gerektiğinde gün boyunca kapatılabilir.

Gün doğumu ve gün batımı zamanları yıl boyunca değiştiğinden ve enlemlere bağlı olduğundan, herhangi bir kapı kontrolörünün günün saatini, yılın gününü izlemesi ve konumun enlemini bilmesi gerekir. Bu gereksinim, bir yazılım veya bir güneş izci ile tamamlanabilir, ancak bu tasarımda, işleri daha basit tutmak için manuel olarak ayarlanabilen açma ve kapama süresi ayarları kullanılır.

Gün doğumu ve ayar saatleri bir günden diğerine sadece birkaç dakika değiştiğinden, kapı kontrolörü ayarlarının sadece haftada bir kez ayarlanması gerekir.

Bir mal sahibi, tavuklarının tüneme rutini hakkında bilgi sahibi olduğunda, açma ve kapama zamanlarını kolayca ayarlayabilir.

Açılış saati sabah 3'ten sabah 9'a ve kapanış saati öğleden sonra 3'ten akşam 9'a kadar ayarlanabilir. Bu zamanlar ekvatordan 12 ila 42 derece enlemlere (Avustralya'da Darwin'den Hobart'a) uygundur ve yılın en uzun ve en kısa günlerini kapsar..

Temelde kapı kontrolörü, manuel geçersiz kılma özelliğine sahip iki ayarlanabilir alarma sahip bir saattir.

Adım 1: Çerçeve ve Döner Kapı

Çerçeve, mevcut kümes açıklığının üzerine sabitlenecek şekilde yapılmıştır. Kapı bir garaj kapısı gibi yukarı doğru sallanıyor. Bu tasarım, çatının mevcut kapı üzerinde eğimli olduğu veya mevcut açıklığın bir duvara bitişik olduğu kümesler için yukarı veya yana doğru kayan otomatik kapılara göre avantajlıdır.

1. Mevcut kapıyı çıkarın.

2. Mevcut açıklığa uyan bir çerçeve boyutu seçin. Çerçevenin iki boyutu önemlidir - çerçevenin yüksekliği ve ahşabın genişliği. Kapı yatay bir pivottan sallanır ve pivottan çerçeveye kadar olan uzunluk (şemada "D") ahşabın genişliği ile aynıdır. Bu, kapı açıkken, pivotun üzerindeki kapı bölümünün kümes duvarını engellemediği anlamına gelir.

3. Çerçeve için sağlam ve hava koşullarına dayanıklı bir malzeme seçin. Sağlam ama ağır olduğu kanıtlanan kırmızı sakız kullandım. Açık çam ile çalışmak daha kolay olurdu.

4. Kapının kendisi hafif, sağlam ve hava koşullarına dayanıklı olmalıdır.

Adım 2: Pivot Çubuk ve Döner Kapı Boyutlandırma

Döner kapı boyutları, kapının genişliği çerçevenin iç kenarlarına uyacak şekilde olmalıdır. Kapının yüksekliği, çerçevenin iç yüksekliğinden daha küçüktür.

1. Yaklaşık 5 mm (1/4 inç) çapında ve çerçevenin genişliğine eşit uzunlukta bir çubuk bulun. Demonte bir yazıcının çubuğunu kullandım, ancak dişli çubuk yeterli olacaktır. Diğer bir çubuk kaynağı ise metal giysi kurutma raflarıdır. Bir çubuk, bir cıvata kesici veya demir testeresi ile kesilebilir. Kaplamayı metalden bir bıçakla kazıyın.

2. Çerçevenin üst açıklığından itibaren "D" uzunluğunda (önceki adımdaki şemada) çerçeveye iki oluk açın ve pivot çubuğun çapının derinliğini kesin.

3. Pim çapı pivot rot ile aynı veya biraz daha büyük olan bir menteşe bulun. Pimi bir çekiç ve orta zımba ile vurun. Merkez zımbanız yoksa, büyük bir çivi veya benzeri bir iğne kullanın.

Şans eseri, kullandığım yazıcı çubuğu pivotu, çöp kutumdan çıkan ilk menteşe için mükemmel bir uyumdu.

4. Kapıyı açan servo motorun yükünü azaltmak için, döner kapının alt kısmının ve pivotun üzerindeki üst kısmının ağırlıklarının benzer olması gerekir. Bu, kapının üst kısmına delinmiş bazı ağır cıvata ve somunlarla sağlanabilir.

Adım 3: Servo Motor ve Kaldırma Kolları

MR-996 servo motor kullandım. 9,4 kgf· cm (4,8 V) veya 11 kgf · cm (7,2 V) torka sahiptir. Bu, pivotun altındaki 20 cm'lik bir kapı için motorun 7.2V'de 11kg/20 = 550g kaldırabileceği anlamına gelir.

Pivot çubuğunun üzerindeki karşı ağırlıklı bölüm ile kapı daha ağır ve/veya daha uzun olabilir. Karşı ağırlık olarak resimlerde gösterildiği gibi iki büyük somun ve cıvata kullandım.

Servo, servonun yivli çıkış miline uyan plastik bir kolla birlikte gelir. Bu kolun bir tarafını keskin bir bıçak veya tel kesici ile kesin.

2. Kaldırma kolu iki uzunlukta alüminyumdan yapılmıştır, üst kol bir L brakettir, alt kol düz bir alüminyum parçasıdır.

Ekli diyagramlar, her bir kolun boyutlarının nasıl hesaplanacağını gösterir. Ortaya çıkan boyutlar, çerçeve genişliği "d" ve kapıya monte edilen kaldırma noktasının konumuna bağlıdır.

Üst kol, kapıyı kaldırırken kolun servo motoru serbest bırakması için kesiklere sahiptir.

Adım 4: Solenoidi Kilitleyin ve Kapı Açma Desteği

1. Çerçeveye monte edilmiş bir solenoid iki amaca hizmet eder:

a) Kapı kapandığında kapıyı kilitleyin ve

b) Kapı açıldıktan sonra kapanmasını önleyin.

Solenoid, kontrolörün bir çıkışından bir FET aracılığıyla sürülür. Kapı açılma veya kapanma sürecindeyken birkaç saniyeliğine geri çekilir.

2. Bir parça keresteyi fotoğrafta gösterildiği gibi sabitleyin. Çerçeve genişliğinden daha kısa olacak ve pivot çubuğunun hemen altına monte edilecektir.

Adım 5: Denetleyici

1. Kontrolörün temeli olarak bir Arduino Uno 3 kullandım. Toplam 17 adet giriş ve çıkış pini bulunmaktadır.

2. Kontrolör, pil yedekli bir I2C RTC kontrol cihazı aracılığıyla zamanı tutar. RTC'nin pilini değiştirmek için her yıl kontrol cihazını açma çabasından tasarruf etmek için şarj edilebilir bir pil yedeğinin olması tercih edilir. Zaman, döner bir kontrolör aracılığıyla ayarlanır ve 4 haneli 7 segment LED'de görüntülenir. Bir LCD kullanabilir ve kapının açılma ve kapanma sayısı gibi daha fazla bilgi görüntülenebilir.

3. Açma ve kapama süreleri 10k ohm lineer potansiyometre ile ayarlanır. Açma/kapama zamanlarını ayarlamak için döner kodlayıcı ve LED ekranı kullanabilirdim, ancak kullanıcının sadece yukarı çıkıp panelden süreleri uzaktan görebilmesinin daha kolay olacağına karar verdim. Zamanların sadece her hafta değişmesi gerekiyor.

4. Uzaktan manuel açma ve kapama kolaylığı için kablosuz RF adaptörü (https://www.adafruit.com/product/1097). Anahtarlık url'si:

5. Kontrol cihazını yerleştirmek için seçtiğim kutu küçüktü, bu yüzden uzak alıcıya sığması için daha küçük bir kutu eklemem gerekiyordu.

6. Fritzing diyagramı ektedir.

6. Adım: Kod

Kod etrafında döner ve aşağıdakileri gerçekleştirir:

1. Panel anahtarlarının durumunu tarar, 2. RTC'yi okur ve saati günün dakikalarına (0 ila 1440) dönüştürür.

3. İki analog potansiyometreyi okur ve tamsayı açma ve kapama sürelerine dönüştürür. Zaman ayarlarının daha iyi bir çözünürlüğünü sağlamak için, açık kapalı saatler sırasıyla 03:00-9:00 ve 15:00-9:00 arasında sınırlandırılmıştır.

4. Uzaktan kumanda düğmesine basılıp basılmadığını görmek için RF girişini okur.

5. Mevcut saati açma ve kapama zamanı ile karşılaştırır ve kapıyı açıp kapamayı belirlemek için modu okur.

Manuel bir açma ve kapama anahtarı eklemek, sistemin 'manuel' ve 'otomatik, yani zamanlı' modlar arasında geçiş yapması gerektiği için yazılım tasarımını karmaşıklaştırdı. Bunu, otomatik moda geri dönmek için kullanıcının açma veya kapama düğmesine iki kez basmasını sağlayarak başka bir 'mod' anahtarı eklemeden çözdüm.

Açma veya kapama düğmesine tek bir basış, kontrol cihazını manuel moda geçirir. Kapı kapanma süresinden sonra açılırsa, belki geç bir tavuğun kümese girmesine izin vermek için, kullanıcının kapıyı tekrar otomatik moda ayarlamayı unutması ihtimali vardır. Bu nedenle, manuel mod, bir hatırlatma olarak "Aç" veya "Kapat" gösteren LED ekran ile belirtilir.

Aldığım LED Ekran kitaplıkları:

7. Adım: Denetleyici Parça Listesi

Arduino Uno 34 Haneli 7 Segment Modülü

MG 996R Servo motor

1k Ohm direnç

FET: FQP30N06L.

2 x 10kOhm potansiyometre (açma/kapama ayar süreleri)

Dahili basma düğmeli Döner Kodlayıcı

atlama teli

1A DC-DC dönüştürücü: Servo ve solenoid için

1 x SPDT geçiş anahtarı (Saat/Dakika seti seçici)

1 x SPDT merkezi kapalı anlık-anlık kapalı (manuel açma/kapama için)

1 x SPDT merkez kapalı (boşluk/zaman görünümü/zaman ayarı seçici için)

Solenoid: Push Pull 6-12V 10MM Strok

Adafruit Basit RF M4 Alıcı - 315MHz Anlık Tip

Anahtarlık 2 Düğmeli RF Uzaktan Kumanda - 315MHz

Kutu

Adım 8: Güç Kaynağı ve Güneş Paneli ve Pil Boyutlandırma

1. Arduino, 12Vdc'den çalışabilmesine rağmen, bunu yapmak, yerleşik lineer regülatörün ısınmasını sağlar. Servo daha yüksek bir voltajda (< 7,2V) daha iyi çalışır, bu nedenle 9Vdc sistemini çalıştırmak ve solenoidi ve servoyu 6V'ta çalıştırmak için bir DC-DC dönüştürücü kullanmak bir uzlaşmaydı. Sanırım DC-DC dönüştürücü ortadan kaldırılabilir ve Arduino, servo motor ve solenoid aynı 6V (1A) beslemeyle çalışır. Arduino'yu servo ve solenoidden filtrelemek için 100 uF'lik bir kapasitör tavsiye edilir.

2. Yaptığım kontrolör yaklaşık 200mA'lık bir durgun akım çekti. Solenoid ve servo çalışırken, akım çekişi yaklaşık 1A idi.

Pil gücünden tasarruf etmek için LED ekran bir anahtarla kapatılabilir.

Kapının açılıp kapanmasının yaklaşık 7 saniye sürdüğü ve açma ve kapama işlemlerinin günde sadece iki kez gerçekleştiği göz önüne alındığında, günlük güç tüketimi tahmininde 1A ihmal edilmiştir.

1A 9V'luk bir fiş paketini çalıştırabilir, ancak şebeke ve fiş paketinin hava koşullarından korunması gerekir.

3. Günlük enerji kullanımı 24s x 200mA = 4800mAh olarak hesaplanmıştır. Yıllık ortalama 5 saat güneş ışığına maruz kalan bölgelerde 20W güneş panelli 7Ah kurşun asit batarya bir günlük otonomi ile yeterli olacaktır. Ancak daha fazla pil ve daha büyük bir panel ile daha fazla özerklik günü olurdu.

Pil ve panel boyutunu tahmin etmek için aşağıdaki çevrimiçi hesaplayıcıyı kullandım:

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

Adım 9: Kullanıcı Çalıştırma Talimatları

Kapı, Otomatik veya Manuel modda çalışır.

Otomatik mod, kapının açılma veya kapanma süresi ayarlarına göre açılıp kapanması anlamına gelir. Otomatik mod, ekran anahtarı "Boş" olarak ayarlandığında boş bir ekranla belirtilir. Mod manuelden Otomatik'e geçtiğinde, 'AUTO' kelimesi 200mS yanıp sönecektir.

Kumanda üzerindeki uzaktan kumanda veya anahtar etkinleştirildiğinde kapı Manuel moda geçer. Ekran anahtarı "Boş" olarak ayarlandığında ekran "OPEn" veya "CLSd" gösterdiğinde manuel mod belirtilir.

Manuel modda, açma/kapama süresi ayarları yok sayılır. Kapı manuel olarak açılmışsa kapıyı kapatmayı, manuel olarak kapatılmışsa kapıyı açmayı veya tekrar Otomatik moda ayarlanmayı hatırlamak kullanıcıya kalmıştır.

Otomatik moda geri dönmek için, kapı zaten kapalıysa kullanıcının Kapat düğmesine ikinci kez, kapı zaten kapalıysa Aç düğmesine ikinci kez basması gerekir.

Kapı, günün başında (12:00am) Otomatik modda başlar.

Adım 10: Çanlar ve Islıklar

Gelecekteki bazı iyileştirmeler şunları içerebilir:

Kapı açıldığında/kapandığında sinyal veren kablosuz kapı zili

Sistem, solenoid ve servoya eşit akımı 10 saniyeden fazla çekerse "sıkışmış alarm".

Denetleyiciyi yapılandırmak için Bluetooth ve Uygulama.

İnternet kontrollü açma ve kapama.

Daha fazla bilgi göstermek için LED ekranı LCD ile değiştirin.

Açık/kapalı zaman ayar potansiyometrelerini ortadan kaldırın ve açma/kapama zamanlarını ayarlamak için bir geçiş anahtarı ve mevcut döner anahtarı kullanın.