Automatska vrata za kokošinjac - Arduino kontrolirano .: 10 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Ovaj Instructable namijenjen je dizajnu automatskih vrata za piletinu s ručno promjenjivim vremenima otvaranja i zatvaranja. Vrata se mogu otvoriti ili zatvoriti daljinski u bilo koje vrijeme.

Vrata su dizajnirana da budu modularna; okvir, vrata i kontroler mogu se konstruirati i testirati na mjestu udaljenom od kaveza, a zatim jednostavno pričvrstiti na postojeći otvor kaveza.

Radi na 9Vdc, pa se može napajati iz utičnice ili baterije i solarne ploče za punjenje baterije.

Koristi solenoid za zaključavanje zatvorenih vrata i držanje vrata u otvorenom položaju.

Glavni delovi uključuju:

Arduino UNO 3.

4 -cifreni, 7 -segmentni LED displej

RTC modul

RF modul

Potenciometri, Servo motor, 6V - 12V Solenoid, Rotacijski davač s gumbom

Vrata i njihov okvir mogu biti izrađeni od drvenih ostataka. Vrata se okreću prema gore oko šipke (uzeta sa štampača u mom slučaju) i imaju protutež da smanje obrtni moment potreban za podizanje vrata.

Alati za njegovu izradu uključuju:

PC sa Arduino IDE za programiranje Arduina, Čekić, Vidio, Lemilica, Rezači žice, Bušilica, Šrafciger.

Izgradio sam ova automatska vrata za piletinu kako bih uštedio dva puta dnevno zadatak otvaranja i zatvaranja vrata ujutro i navečer. Pilići su odlični dobavljači jaja, stajskog gnoja i zabave, ali rano ustajanje da bi ih pustili iz kokošinjca - posebno zimi - bilo je muka. A to što sam se pobrinuo da stignem na vrijeme da ih zatvorim, zaista mi je ograničilo slobodu da dolazim kući kasno.

Pilići slijede svakodnevnu rutinu povratka u kokošinjac oko zalaska sunca i buđenja oko izlaska sunca. Vremena ulaska i izlaska nisu tačna i utiču na vremenske prilike dana i ambijentalnu svjetlost. Ako se vidi da je piletina prekasno za ulazak nakon zatvaranja vrata, vrata se mogu daljinski otvoriti pa zatvoriti. Vrata se mogu zatvoriti tokom dana ako vlasnik mora spriječiti ulazak pilića.

Kako se vremena izlaska i zalaska sunca razlikuju tokom cijele godine i zavise od geografske širine, svaki kontroler vrata mora pratiti doba dana, dan u godini i znati geografsku širinu lokacije. Ovaj zahtjev može se ispuniti softverom ili suntracker -om, ali u ovom dizajnu koriste se ručno podesive postavke vremena otvaranja i zatvaranja kako bi stvari bile jednostavnije.

Kako se izlazak i zalazak sunca mijenjaju samo nekoliko minuta od dana do dana, postavke kontrolera vrata potrebno je prilagoditi samo jednom sedmično.

Kad vlasnik ima osjećaj rutine odmora svojih pilića, može lako prilagoditi vrijeme otvaranja i zatvaranja.

Vrijeme otvaranja može se podesiti od 3 do 9 sati, a vrijeme zatvaranja od 15 do 21 sat. Ova vremena odgovaraju geografskim širinama od 12 do 42 stepena od ekvatora (Darwin do Hobart u Australiji) i pokrivaju najduže i najkraće dane u godini..

U suštini kontroler vrata je sat sa dva podesiva alarma sa ručnom nadgradnjom.

Korak 1: Okvir i okretna vrata

Okvir je napravljen tako da se pričvrsti na postojeći otvor za kokošinjac. Vrata se okreću prema gore poput garažnih vrata. Ovaj dizajn ima prednost u odnosu na automatska vrata koja klize prema gore ili bočno za kokošinjce gdje se krov spušta preko postojećih vrata ili je postojeći otvor u blizini zida.

1. Uklonite postojeća vrata.

2. Odaberite veličinu okvira koja odgovara postojećem otvoru. Dvije dimenzije okvira su važne - visina okvira i širina drveta. Vrata se pomiču s vodoravnog zakretanja, a dužina od zakretanja do okvira ("D" na dijagramu) jednaka je širini drveta. To znači da kada su vrata otvorena, dio vrata iznad stožera ne ometa zid zida.

3. Odaberite materijal za okvir koji je čvrst i otporan na vremenske uvjete. Koristio sam crvenu gumu koja se pokazala čvrstom, ali teškom. S vanjskim borom bilo bi lakše raditi.

4. Sama vrata trebaju biti lagana, čvrsta i otporna na vremenske uvjete.

Korak 2: Određivanje veličine zakretnih šipki i okretnih vrata

Dimenzije okretnih vrata trebaju biti takve da širina vrata odgovara unutrašnjim rubovima okvira. Visina vrata je manja od unutrašnje visine okvira.

1. Pronađite štap promjera 5 mm (1/4 inča) i dužine jednake širini okvira. Koristio sam šipku iz demontiranog pisača, ali bi šipka s navojem bila dovoljna. Drugi izvor štapova su metalni stalci za sušenje odjeće. Šipka se može rezati rezačem svornjaka ili pile. Oštricom sastružite premaz s metala.

2. Izrežite dva utora u okvir dužine "D" (na dijagramu u prethodnom koraku) od gornjeg otvora okvira i dubine promjera zakretne šipke.

3. Pronađite šarke čiji je promjer igle isti ili malo veći od zakretne šipke. Izbodite iglu čekićem i središnjim udarcem. Ako nemate središnji udarac, upotrijebite veliki ekser ili sličnu iglu.

Slučajno, okretni štap štampača koji sam koristio savršeno se uklapao u prvu šarku koja je izašla iz moje kutije za otpad.

4. Težine donjeg dijela okretnih vrata ispod zakretne i gornje sekcije iznad zakretne osovine moraju biti slične kako bi se smanjilo opterećenje servo motora koji otvara vrata. To se može postići pomoću nekih teških vijaka i matica koji su izbušeni u gornji dio vrata.

Korak 3: Servo motor i ruke za podizanje

Koristio sam servo motor MR-996. Ima okretni moment: 9,4 kgf · cm (4,8 V) ili 11 kgf · cm (7,2 V). To znači da bi za vrata od 20 cm ispod stožera motor mogao podići 11 kg/20 = 550 g pri 7,2 V.

Sa protutežnim dijelom iznad okretne šipke, vrata mogu biti teža i/ili duža. Koristio sam dvije velike matice i vijke kao protuutege, prikazane na slikama.

Servo dolazi s plastičnom ručicom koja pristaje na ozubljenu izlaznu osovinu serva. Odrežite jednu stranu ove ruke oštrim nožem ili rezačima žice.

2. Ruka za podizanje izrađena je od dvije dužine aluminija, gornji krak je L nosač, donji krak je ravni komad aluminija.

Priloženi dijagrami pokazuju kako izračunati dimenzije svake ruke. Dobivene dimenzije temelje se na širini okvira, "d" i položaju točke podizanja montirane na vratima.

Nadlaktica ima izreze tako da ruka čisti servo motor pri podizanju vrata.

Korak 4: Zaključajte solenoid i podršku za otvaranje vrata

1. Elektromagnet postavljen na okvir ima dvije svrhe:

a) zaključajte vrata kada su zatvorena, i

b) spriječiti zatvaranje vrata nakon otvaranja.

Solenoid se pokreće preko FET -a sa izlaza kontrolera. Uvlači se na nekoliko sekundi dok se vrata otvaraju ili zatvaraju.

2. Osigurajte komad drveta kao što je prikazano na fotografiji. Bit će kraći od širine okvira i montiran tik ispod okretne šipke.

Korak 5: Kontroler

1. Koristio sam Arduino Uno 3 kao osnovu kontrolera. Postoji ukupno 17 ulaznih i izlaznih pinova.

2. Kontroler održava vrijeme putem I2C RTC kontrolera sa rezervnom baterijom. Bilo bi poželjno imati rezervnu bateriju koja se može puniti kako bi se uštedio trud pri otvaranju kontrolera svake godine radi zamjene baterije RTC -a. Vrijeme se podešava pomoću rotacijskog kontrolera i prikazuje na 4 -znamenkastoj 7 -segmentnoj LED. Mogao bi se koristiti LCD i prikazati više informacija, poput broja otvaranja i zatvaranja vrata.

3. Vrijeme otvaranja i zatvaranja podešava se linearnim potenciometrima od 10 k ohma. Mogao sam upotrijebiti rotacijski davač i LED zaslon za postavljanje vremena otvaranja/zatvaranja, ali odlučio sam da bi korisniku bilo jednostavnije samo hodati i vidjeti vremena s ploče s udaljenosti. Vremena se trebaju mijenjati samo svake sedmice.

4. Bežični RF adapter (https://www.adafruit.com/product/1097) za lakše ručno otvaranje i zatvaranje iz daljine. URL privjeska za ključeve:

5. Kutija koju sam odabrao za smještaj kontrolera bila je s male strane, pa sam morao dodati u nju manju kutiju kako bi odgovarala udaljenom prijemniku.

6. Prikazan je dijagram fritzinga.

Korak 6: Kodiranje

Kôd se petlja okolo i izvršava sljedeće:

1. skenira stanje prekidača na ploči, 2. čita RTC i pretvara vrijeme u minute u danu (0 do 1440).

3. očitava dva analogna potenciometra i pretvara u cijelo vrijeme otvaranja i zatvaranja. Da bi se postigla bolja rezolucija postavki vremena, otvoreno zatvoreno vrijeme ograničeno je na između 3:00 i 9:00 do 15:00 do 9:00 sati.

4. čita RF ulaz da vidi je li pritisnuto daljinsko dugme.

5. uspoređuje trenutno vrijeme s vremenom otvaranja i zatvaranja i čita način rada kako bi odredio otvaranje ili zatvaranje vrata.

Dodavanje ručnog prekidača za otvaranje i zatvaranje zakompliciralo je dizajn softvera jer je sistem trebao prebacivati između 'ručnog' i 'automatskog, tj. Vremenskog' načina rada. Riješio sam ovo bez dodavanja drugog prekidača za način rada tako što sam korisniku dvaput pritisnuo prekidač za otvaranje ili zatvaranje kako bi se vratio u automatski način rada.

Jednim pritiskom na tipku za otvaranje ili zatvaranje regulator se prebacuje u ručni način rada. Postoji mogućnost da ako se vrata otvore nakon isteka roka, možda da se pusti kasna kokoš u kokošinjac, korisnik zaboravi vratiti vrata na automatski način rada. Stoga je ručni način rada označen LED zaslonom koji prikazuje "Otvori" ili "Zatvori" kao podsjetnik.

Biblioteke LED ekrana koje sam dobio sa:

Korak 7: Lista dijelova kontrolera

Arduino Uno 34-znamenkasti 7-segmentni modul

MG 996R Servo motor

Resitor 1k Ohm

FET: FQP30N06L.

2 x 10kOhm potenciometra (vrijeme otvaranja/zatvaranja)

Rotacijski davač s ugrađenim gumbom

Žica za kratkospojnike

1A DC-DC pretvarač: za servo i solenoid

1 x preklopni prekidač SPDT (birač sata/minuta)

1 x SPDT centar off-off-moment (za ručno otvaranje/zatvaranje)

1 x SPDT centar isključen (za blanko/prikaz vremena/birač podešavanja vremena)

Solenoid: Push Pull 6-12V 10MM Hod

Adafruit jednostavan RF M4 prijemnik - trenutni tip 315MHz

Keyfob RF daljinski upravljač sa 2 dugmeta - 315MHz

Box

Korak 8: Napajanje i solarna ploča i dimenzije baterije

1. Iako Arduino može raditi od 12Vdc, to bi učinilo da ugrađeni linearni regulator radi vruće. Servo radi bolje pri većem naponu (<7,2V), pa je kompromis bio pokretanje sistema od 9Vdc i korištenje DC-DC konvetera za napajanje solenoida i servo na 6V. Pretpostavljam da bi se DC-DC pretvarač mogao ukloniti, a Arduino, servo motor i solenoid raditi na istom napajanju od 6V (1A). Preporučuje se kondenzator od 100uF za filtriranje Arduina iz servo i solenoida.

2. Kontroler koji sam napravio povukao je struju mirovanja od oko 200mA. Kada su solenoid i servo radili, trenutna potrošnja je bila oko 1A.

LED displej se može isključiti prekidačem radi uštede energije baterije.

S obzirom na to da je vratima bilo potrebno oko 7 sekundi za otvaranje ili zatvaranje, a operacije otvaranja i zatvaranja odvijale su se samo dva puta dnevno, 1A u procjeni dnevne potrošnje energije je zanemaren.

Može raditi na 1A 9V utikač, ali mrežni i utikač treba biti zaštićen od vremenskih nepogoda.

3. Dnevna potrošnja energije izračunava se kao 24h x 200mA = 4800mAh. Olovna baterija od 7 Ah sa solarnim panelom od 20 W trebala bi biti dovoljna za jednodnevnu autonomiju u područjima sa prosječnim godišnjim osunčanjem od 5 sati. Ali s više baterija i većim panelom, bilo bi više dana autonomije.

Koristio sam sljedeći mrežni kalkulator za procjenu veličine baterije i ploče:

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

Korak 9: Upute za rad korisnika

Vrata rade u automatskom ili ručnom načinu rada.

Automatski način rada znači da se vrata otvaraju ili zatvaraju prema postavkama vremena otvaranja ili zatvaranja. Automatski način rada označen je praznim ekranom kada je prekidač prikaza postavljen na "Blank". Kada se način rada promijeni iz ručnog u automatski, riječ 'AUTO' će treptati 200 ms.

Vrata prelaze u ručni način rada kad god je aktiviran daljinski upravljač ili okret na upravljaču. Ručni način rada označen je kada se na ekranu prikaže "OPEn" ili "CLSd", a prekidač za prikaz je postavljen na "Blank".

U ručnom načinu rada postavke vremena otvaranja/zatvaranja se zanemaruju. Na korisniku je da zapamti da zatvori vrata ako su ručno otvorena, ili da otvori vrata ako su ručno zatvorena, ili da se vrati u automatski način rada.

Za povratak u automatski način rada, korisnik mora pritisnuti gumb Zatvori drugi put ako su vrata već zatvorena, ili gumb Otvori drugi put ako su vrata već zatvorena.

Vrata se pokreću u automatskom načinu rada početkom dana (12:00 sati).

Korak 10: Zvona i zvižduci

Neka buduća poboljšanja mogu uključivati:

Bežično zvono na vratima za signalizaciju otvaranja/zatvaranja vrata

"Zaglavljeni alarm" ako sistem crpi struju jednaku solenoidu i servo -u više od 10 sekundi.

Bluetooth i aplikacija za konfiguriranje kontrolera.

Otvaranje i zatvaranje putem Interneta.

Zamijenite LED zaslon LCD -om za prikaz više informacija.

Uklonite potenciometre za otvaranje/zatvaranje i upotrijebite prekidač i postojeći okretni prekidač za postavljanje vremena otvaranja/zatvaranja.