باب حظيرة الدجاج الأوتوماتيكي - التحكم في الأردوينو: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

هذا Instructable مخصص لتصميم باب دجاج أوتوماتيكي مع أوقات فتح وإغلاق قابلة للتغيير يدويًا. يمكن فتح الباب أو غلقه عن بعد في أي وقت.

تم تصميم الباب ليكون معياريًا ؛ يمكن إنشاء الإطار والباب ووحدة التحكم واختبارها في مكان بعيدًا عن الحظيرة ثم تثبيتها ببساطة على فتحة الحظيرة الحالية.

يتم تشغيله من 9Vdc ، لذلك يمكن تشغيله من حزمة المكونات أو البطارية واللوحة الشمسية لشحن البطارية.

يستخدم ملف لولبي لقفل الباب مغلقًا ولإبقاء الباب في وضع الفتح.

الأجزاء الرئيسية تشمل:

اردوينو UNO 3.

4 أرقام ، 7 شرائح LED

وحدة RTC

وحدة RF

مقاييس الجهد ،

أجهزة السيارات،

6V - 12V الملف اللولبي ،

جهاز تشفير دوار مع زر ضغط

يمكن صنع الباب وإطاره من قصاصات الأخشاب. يدور الباب لأعلى حول قضيب (مأخوذ من طابعة في حالتي) ويتم موازنة ثقله لتقليل العزم اللازم لرفع الباب.

تشمل أدوات بنائه ما يلي:

جهاز كمبيوتر مع Arduino IDE لبرمجة Arduino ،

شاكوش،

رأى،

لحام حديد،

قواطع للاسلاك،

تدريبات،

مفك براغي.

لقد قمت ببناء باب الدجاج الأوتوماتيكي هذا لإنقاذي مرتين يوميًا لفتح وإغلاق الباب في الصباح والمساء. يعتبر الدجاج مزودًا رائعًا للبيض والسماد والترفيه ، ولكن الاستيقاظ مبكرًا للسماح لهم بالخروج من الحظيرة - خاصة في فصل الشتاء - كان شاقًا. وبعد ذلك ، تأكد من أنني كنت في المنزل في الوقت المناسب لإغلاقهما في تقييد حريتي للعودة إلى المنزل في وقت متأخر.

يتبع الدجاج روتينًا يوميًا يتمثل في العودة إلى الحظيرة عند غروب الشمس والاستيقاظ عند شروق الشمس. أوقات الدخول والخروج ليست دقيقة وتتأثر بطقس النهار والضوء المحيط. إذا تبين أن الدجاج قد فات الأوان للدخول بعد إغلاق الباب ، فيمكن فتح الباب عن بُعد ثم إغلاقه. يمكن إغلاق الباب خلال النهار إذا احتاج المالك إلى منع الدجاج المفترس من الدخول.

نظرًا لأن أوقات شروق الشمس وغروبها تختلف على مدار العام وتعتمد على خط العرض ، فإن أي وحدة تحكم في الباب تحتاج إلى تتبع الوقت من اليوم واليوم من السنة ومعرفة خط عرض الموقع. يمكن استكمال هذا المطلب بالبرنامج أو جهاز التعقب ، ولكن في هذا التصميم يستخدم إعدادات وقت الفتح والإغلاق القابلة للتعديل يدويًا لإبقاء الأمور أبسط.

نظرًا لأن شروق الشمس والأوقات المحددة لا تتغير إلا ببضع دقائق من يوم إلى اليوم التالي ، فلا يلزم تعديل إعدادات وحدة التحكم في الباب إلا مرة واحدة في الأسبوع.

عندما يشعر المالك بالروتين الروتيني لدجاجه ، يمكنه بسهولة ضبط أوقات الفتح والإغلاق.

يمكن تعديل وقت الفتح من 3 صباحًا إلى 9 صباحًا ووقت الإغلاق من 3 مساءً إلى 9 مساءً. تناسب هذه الأوقات خطوط العرض من 12 إلى 42 درجة من خط الاستواء (داروين إلى هوبارت في أستراليا) وتغطي أطول وأقصر أيام السنة..

في جوهرها ، فإن جهاز التحكم في الباب عبارة عن ساعة بها جهازي إنذار قابلين للضبط مع تجاوز يدوي.

الخطوة 1: الإطار والباب المتأرجح

الإطار مصنوع ليتم تأمينه فوق فتحة الحظيرة الحالية. يتأرجح الباب لأعلى مثل باب المرآب. يتمتع هذا التصميم بميزة على الأبواب الأوتوماتيكية التي تنزلق للأعلى أو الجوانب للأقفاص حيث ينحدر السقف فوق الباب الحالي أو الفتحة الموجودة بجوار الحائط.

1. قم بإزالة الباب الموجود.

2. اختر حجم الإطار الذي يتناسب مع الفتحة الحالية. يعتبر البعدين من الإطار مهمين - ارتفاع الإطار وعرض الخشب. يتأرجح الباب من المحور الأفقي والطول من المحور إلى الإطار ("D" في الرسم التخطيطي) هو نفس عرض الخشب. هذا يعني أنه عندما يكون الباب مفتوحًا ، فإن قسم الباب الموجود أعلى المحور لا يتداخل مع جدار الحظيرة.

3. اختر مادة للإطار تكون قوية ومقاومة للعوامل الجوية. لقد استخدمت العلكة الحمراء التي ثبت أنها قوية ولكنها ثقيلة. سيكون من الأسهل العمل مع خشب الصنوبر في الهواء الطلق.

4. يجب أن يكون الباب نفسه خفيفًا وصلبًا ومقاومًا للعوامل الجوية.

الخطوة 2: قضيب محوري وتحجيم الباب المتأرجح

يجب أن تكون أبعاد الباب المتأرجح بحيث يتناسب عرض الباب مع الحواف الداخلية للإطار. ارتفاع الباب أصغر من ارتفاع الإطار الداخلي.

1. ابحث عن قضيب يبلغ قطره حوالي 5 مم (1/4 بوصة) وطوله يساوي عرض الإطار. لقد استخدمت قضيبًا من طابعة مفككة ، لكن القضيب الملولب يكفي. مصدر آخر للقضبان هو رفوف تجفيف الملابس المعدنية. يمكن قطع قضيب بقاطع الترباس أو المنشار. اكشط طلاء المعدن بشفرة.

2. اقطع حزوزين في الإطار بطول "D" (في الرسم التخطيطي في الخطوة السابقة) من الفتحة العلوية للإطار وعمق قطر قضيب المحور.

3. ابحث عن مفصلة قطر دبوسها هو نفسه أو أكبر قليلاً من القضيب المحوري. اطرق الدبوس بمطرقة وكمة مركزية. إذا لم يكن لديك لكمة مركزية ، فاستخدم مسمارًا كبيرًا أو دبوسًا مشابهًا.

بالصدفة ، كان محور قضيب الطابعة الذي استخدمته مناسبًا تمامًا للمفصلة الأولى التي خرجت من صندوق البريد غير الهام الخاص بي.

4. يجب أن تكون أوزان القسم السفلي من الباب المتأرجح أسفل المحور والقسم العلوي فوق المحور متماثلًا لتخفيف الضغط عن محرك المؤازرة الذي يفتح الباب. يمكن تحقيق ذلك من خلال بعض البراغي والصواميل الثقيلة التي تم حفرها في الجزء العلوي من الباب.

الخطوة 3: محرك سيرفو وأذرع الرفع

لقد استخدمت محرك مؤازر MR-996. يبلغ عزم الدوران: 9.4 كجم ق.سم (4.8 فولت) ، أو 11 كجم ق.سم (7.2 فولت). هذا يعني أنه بالنسبة للباب الذي يبلغ قطره 20 سم أسفل المحور ، يمكن للمحرك رفع 11 كجم / 20 = 550 جرامًا عند 7.2 فولت.

مع قسم مرجح العداد فوق قضيب المحور ، يمكن أن يكون الباب أثقل و / أو أطول. لقد استخدمت صامولتين ومسامير كبيرة كأثقال موازنة ، كما هو موضح في الصور.

المؤازرة تأتي مع ذراع بلاستيكي يلائم عمود الخرج المحدد المؤازر. اقطع جانبًا من هذا الذراع بسكين حاد أو قواطع للأسلاك.

2. ذراع الرفع مصنوع من طولين من الألمنيوم ، والذراع العلوي عبارة عن قوس L ، والذراع السفلي عبارة عن قطعة مسطحة من الألومنيوم.

توضح المخططات المرفقة كيفية حساب أبعاد كل ذراع. تعتمد الأبعاد الناتجة على عرض الإطار "د" وموضع نقطة الرفع المركبة على الباب.

يحتوي الجزء العلوي من الذراع على قواطع بحيث يمسح الذراع محرك سيرفو عند رفع الباب.

الخطوة 4: قفل الملف اللولبي ودعم فتح الباب

1. يخدم الملف اللولبي المركب على الإطار غرضين:

أ) أقفل الباب عند إغلاقه ، و

ب) منع الباب من الإغلاق بمجرد فتحه.

يتم تشغيل الملف اللولبي عبر FET من خرج وحدة التحكم. يتراجع لبضع ثوان بينما يكون الباب في طور الفتح أو الإغلاق.

2. قم بتثبيت قطعة من الخشب كما هو موضح في الصورة. سيكون أقصر من عرض الإطار ويتم تثبيته أسفل القضيب المحوري مباشرة.

الخطوة 5: وحدة التحكم

1. لقد استخدمت Arduino Uno 3 كأساس لوحدة التحكم. يوجد إجمالي 17 دبابيس إدخال وإخراج.

2. تحافظ وحدة التحكم على الوقت عبر وحدة تحكم I2C RTC مع بطارية احتياطية. سيكون من الأفضل أن يكون لديك بطارية احتياطية قابلة لإعادة الشحن لتوفير جهد فتح contoller كل عام لتغيير بطارية RTC. يتم ضبط الوقت عبر وحدة تحكم دوارة ويتم عرضه على مؤشر LED مكون من 4 أرقام و 7 شرائح. يمكن للمرء استخدام شاشة LCD وعرض المزيد من المعلومات مثل عدد مرات فتح الباب وإغلاقه.

3. يتم ضبط أوقات الفتح والإغلاق بمقاييس الجهد الخطية 10 كيلو أوم. كان بإمكاني استخدام المشفر الدوار وشاشة LED لضبط أوقات الفتح / الإغلاق ، لكنني قررت أنه سيكون من الأسهل للمستخدم أن يتمكن من السير ومشاهدة الأوقات من اللوحة من مسافة بعيدة. الأوقات تحتاج فقط إلى تغيير كل أسبوع أو نحو ذلك.

4. محول RF لاسلكي (https://www.adafruit.com/product/1097) لراحة الفتح والغلق يدويًا من مسافة بعيدة. عنوان url مفتاح فوب:

5. كان الصندوق الذي اخترته لإيواء وحدة التحكم على الجانب الصغير ، لذلك كنت بحاجة إلى إضافة صندوق أصغر إليه ليناسب جهاز الاستقبال البعيد.

6. مخطط فريتزينج مرفق.

الخطوة 6: الكود

تدور الشفرة حول وتنفذ ما يلي:

1. بمسح حالة مفاتيح اللوحة ،

2. يقرأ RTC ويحول الوقت إلى دقائق من اليوم (0 إلى 1440).

3. يقرأ مقاييس الجهد التناظرية ويتحول إلى عدد صحيح من أوقات الفتح والإغلاق. لإعطاء دقة أفضل لإعدادات الوقت ، تقتصر أوقات الفتح على ما بين 3 صباحًا - 9 صباحًا و 3 مساءً - 9 مساءً على التوالي.

4. يقرأ إدخال RF لمعرفة ما إذا تم الضغط على الزر البعيد.

5. يقارن الوقت الحالي بوقت الفتح والإغلاق ويقرأ الوضع لتحديد فتح أو إغلاق الباب.

أدت إضافة مفتاح فتح وإغلاق يدوي إلى تعقيد تصميم البرنامج من حيث أن النظام يحتاج إلى التبديل بين الوضعين "اليدوي" و "التلقائي ، أي الموقوت". لقد قمت بحل هذا دون إضافة مفتاح تبديل "وضع" آخر من خلال جعل المستخدم يضغط على مفتاح الفتح أو الإغلاق مرتين للعودة إلى الوضع التلقائي.

بضغطة واحدة على زر الفتح أو الإغلاق ، تنقل وحدة التحكم إلى الوضع اليدوي. هناك احتمال أنه إذا تم فتح الباب بعد وقت الإغلاق ، ربما للسماح لدجاجة متأخرة بالدخول إلى الحظيرة ، أن ينسى المستخدم إعادة الباب إلى الوضع التلقائي. وبالتالي ، يتم الإشارة إلى الوضع اليدوي من خلال شاشة LED التي تعرض "فتح" أو "إغلاق" كتذكير.

مكتبات شاشة LED التي حصلت عليها من:

الخطوة 7: قائمة أجزاء وحدة التحكم

وحدة اردوينو أونو المكونة من 34 خانة من 7 أجزاء

محرك معزز MG 996R

1 كيلو أوم المقاوم

قدم: FQP30N06L.

مقاييس فرق جهد 2 × 10 كيلو أوم (أوقات ضبط الفتح / الإغلاق)

جهاز تشفير دوار مع زر ضغط مدمج

سلك العبور

1A DC-DC محول: لأجهزة وملف لولبي

1 × مفتاح تبديل SPDT (محدد مجموعة الساعات / الدقيقة)

1 × SPDT مركز إيقاف مؤقت غير مؤقت (للفتح / الإغلاق اليدوي)

1 × إيقاف تشغيل مركز SPDT (للتقطيع / عرض الوقت / محدد ضبط الوقت)

الملف اللولبي: دفع سحب 6-12 فولت 10 مم السكتة الدماغية

مستقبل Adafruit Simple RF M4 - 315MHz من النوع المؤقت

Keyfob جهاز تحكم عن بعد RF ثنائي الزر - 315 ميجا هرتز

علبة

الخطوة 8: إمداد الطاقة وتحجيم الألواح الشمسية والبطارية

1. على الرغم من أن Arduino يمكن أن يعمل من 12Vdc ، إلا أن القيام بذلك سيجعل المنظم الخطي المدمج يعمل على الساخن. تعمل المؤازرة بشكل أفضل بجهد أعلى (<7.2 فولت) ، لذلك كان الحل الوسط هو تشغيل نظام 9Vdc واستخدام محول DC-DC لتشغيل الملف اللولبي والمؤازرة عند 6 فولت. أعتقد أنه يمكن التخلص من محول DC-DC وتشغيل Arduino ومحرك مؤازر وملف لولبي بنفس مصدر الإمداد 6V (1A). يوصى باستخدام مكثف 100 فائق التوهج لتصفية Arduino من المؤازرة والملف اللولبي.

2. جهاز التحكم الذي صنعته رسم تيارًا هادئًا يبلغ حوالي 200 مللي أمبير. عندما كان الملف اللولبي ومؤازرة قيد التشغيل ، كان السحب الحالي حوالي 1A.

يمكن تفريغ شاشة LED بمفتاح لتوفير طاقة البطارية.

بالنظر إلى أن الباب استغرق حوالي 7 ثوانٍ للفتح أو الإغلاق ، وأن عمليات الفتح والإغلاق تحدث مرتين فقط يوميًا ، فقد تم إهمال 1A في تقدير استهلاك الطاقة اليومي.

يمكن أن يتم تشغيله من حزمة قابس 1A 9V ، ولكن يجب حماية التيار الكهربائي وحزمة القابس من الطقس.

3. يُحسب استخدام الطاقة اليومي على أنه 24 ساعة × 200 مللي أمبير = 4800 مللي أمبير. يجب أن تكفي بطارية حمض الرصاص بقوة 7 أمبير مع لوحة شمسية بقوة 20 واط مع استقلالية ليوم واحد في المناطق التي يبلغ متوسطها السنوي 5 ساعات من التشميس. ولكن مع وجود المزيد من البطاريات واللوحة الأكبر ، سيكون هناك المزيد من أيام الاستقلالية.

لقد استخدمت الآلة الحاسبة عبر الإنترنت التالية لتقدير حجم البطارية واللوحة:

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

الخطوة 9: تعليمات تشغيل المستخدم

يعمل الباب إما في الوضع التلقائي أو اليدوي.

يعني الوضع التلقائي أن الباب يفتح أو يُغلق وفقًا لإعدادات وقت الفتح أو الإغلاق. يتم الإشارة إلى الوضع التلقائي من خلال شاشة فارغة عند ضبط مفتاح العرض على "فارغ". عندما يتغير الوضع من يدوي إلى تلقائي ، تومض كلمة "تلقائي" لمدة 200 مللي ثانية.

ينتقل الباب إلى الوضع اليدوي عندما يتم تنشيط جهاز التحكم عن بُعد أو مفتاح التحكم. يتم الإشارة إلى الوضع اليدوي عندما تعرض الشاشة "OPEn" أو "CLSd" مع ضبط مفتاح العرض على "فارغ".

في الوضع اليدوي ، يتم تجاهل إعدادات وقت الفتح / الإغلاق. الأمر متروك للمستخدم لتذكر إغلاق الباب إذا تم فتحه يدويًا ، أو فتح الباب إذا كان مغلقًا يدويًا ، أو إعادته إلى الوضع التلقائي.

للعودة إلى الوضع التلقائي ، يجب على المستخدم الضغط على زر الإغلاق مرة ثانية إذا كان الباب مغلقًا بالفعل ، أو الزر فتح مرة أخرى إذا كان الباب مغلقًا بالفعل.

يبدأ الباب في الوضع التلقائي في بداية اليوم (12:00 صباحًا).

الخطوة 10: أجراس وصفارات

يمكن أن تشمل بعض التحسينات المستقبلية ما يلي:

جرس الباب اللاسلكي للإشارة عند فتح / غلق الباب

"إنذار عالق" يجب أن يقوم النظام بسحب التيار يساوي الملف اللولبي والمؤازرة لأكثر من 10 ثوانٍ.

البلوتوث والتطبيق لتكوين وحدة التحكم.

فتح وإغلاق يتحكم فيه الإنترنت.

استبدل شاشة LED بشاشة LCD لعرض مزيد من المعلومات.

تخلص من مقاييس الجهد التي تحدد وقت الفتح / الإغلاق واستخدم مفتاح التبديل والمفتاح الدوار الموجود لضبط أوقات الفتح / الإغلاق.