Automatinės vištienos durys - valdomos „Arduino“: 10 žingsnių (su paveikslėliais)

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-23 14:59

Ši instrukcija skirta automatinėms vištienos durims su rankiniu būdu keičiamu atidarymo ir uždarymo laiku. Duris bet kuriuo metu galima atidaryti arba uždaryti nuotoliniu būdu.

Durys suprojektuotos taip, kad būtų modulinės; rėmas, durys ir valdiklis gali būti sukonstruoti ir išbandyti atokiau nuo kuopos, o tada tiesiog prisukti varžtais prie esamos kuopos angos.

Jis veikia 9Vdc, todėl jį galima įkrauti iš „plugpack“arba baterijos ir saulės kolektoriaus.

Jis naudoja solenoidą, kad uždarytų duris ir laikytų atidarytas.

Pagrindinės dalys apima:

„Arduino UNO 3“.

4 skaitmenų, 7 segmentų LED ekranas

RTC modulis

RF modulis

Potenciometrai, Servo variklis, 6V - 12V solenoidas, Sukamasis kodavimo įrenginys su mygtuku

Durys ir jų rėmas gali būti pagaminti iš medžio drožlių. Durelės sukasi aukštyn aplink strypą (mano atveju paimtos iš spausdintuvo) ir yra atsvertos, kad sumažėtų sukimo momentas, reikalingas durims pakelti.

Įrankiai jo kūrimui apima:

Kompiuteris su „Arduino IDE“programuoti „Arduino“, Plaktukas, Pamačiau, Lituoklis, Vielos pjaustytuvai, Grąžtas, Atsuktuvas.

Aš pastatiau šias automatines vištienos duris, kad sutaupyčiau du kartus per dieną - atidaryti ir uždaryti duris ryte ir vakare. Viščiukai yra puikūs kiaušinių, mėšlo ir pramogų tiekėjai, tačiau anksti keltis, kad juos išleistų, - ypač žiemą, buvo apmaudu. Ir tada įsitikinęs, kad laiku atvykau namo, kad juos uždaryčiau, tikrai buvo apribota mano laisvė grįžti namo vėlai.

Vištos laikosi kasdienės rutinos: grįžta į kuopą apie saulėlydį ir pabunda apie saulėtekį. Laikas, kuriuo jie įeina ir išeina, nėra tikslus ir turi įtakos dienos orui ir aplinkos šviesai. Jei pastebima, kad vištiena per vėlai įeina uždarius duris, duris galima atidaryti ir uždaryti nuotoliniu būdu. Durys gali būti uždarytos dienos metu, jei savininkui reikia sustabdyti vištų auginimą.

Kadangi saulėtekio ir saulėlydžio laikas keičiasi ištisus metus ir priklauso nuo platumos, bet kuris durų valdiklis turi sekti paros laiką, metų dieną ir žinoti vietos platumą. Šis reikalavimas gali būti įvykdytas naudojant programinę įrangą arba „Suntracker“, tačiau šioje konstrukcijoje naudojami rankiniu būdu reguliuojami atidarymo ir uždarymo laiko nustatymai, kad viskas būtų paprasčiau.

Kadangi saulėtekis ir nustatytas laikas keičiasi tik kelias minutes nuo vienos dienos į kitą, durų valdiklio nustatymus reikia koreguoti tik kartą per savaitę.

Kai savininkas supranta viščiukų kepimo rutiną, jie gali lengvai pakoreguoti atidarymo ir uždarymo laiką.

Atidarymo laiką galima reguliuoti nuo 3 iki 9 val., O uždarymo laiką - nuo 15 iki 21 val. Šie laikai tinka platumoms nuo 12 iki 42 laipsnių nuo pusiaujo (Darvinas - Hobartas Australijoje) ir apima ilgiausią ir trumpiausią metų dieną..

Iš esmės durų valdiklis yra laikrodis su dviem nustatomais žadintuvais su rankiniu valdymu.

1 žingsnis: rėmas ir pasukamos durys

Rėmas pagamintas taip, kad būtų pritvirtintas virš esamos angos angos. Durys sukasi aukštyn kaip garažo durys. Ši konstrukcija turi pranašumą prieš automatines duris, kurios stumdomos aukštyn arba į šoną, kai stogas nusileidžia virš esamų durų arba esama anga yra greta sienos.

1. Nuimkite esamas duris.

2. Pasirinkite rėmo dydį, kuris tinka virš esamos angos. Svarbu du rėmo matmenys - rėmo aukštis ir medienos plotis. Durys svyruoja nuo horizontalaus šarnyro, o ilgis nuo šarnyro iki rėmo („D“diagramoje) yra toks pat kaip medienos plotis. Tai reiškia, kad atidarius duris, durų dalis, esanti virš šarnyro, netrukdo sienai.

3. Pasirinkite rėmo medžiagą, kuri būtų tvirta ir atspari oro sąlygoms. Aš naudoju raudoną gumą, kuri pasirodė esanti tvirta, bet sunki. Su lauko pušimi būtų lengviau dirbti.

4. Pačios durys turi būti lengvos, standžios ir atsparios oro sąlygoms.

2 žingsnis: šarnyrinio strypo ir sūpynės durų dydžio nustatymas

Sūpynių durų matmenys turėtų būti tokie, kad durų plotis atitiktų vidinius rėmo kraštus. Durų aukštis yra mažesnis nei rėmo aukščio vidus.

1. Raskite maždaug 5 mm (1/4 colio) skersmens ir ilgio strypą, lygų rėmo pločiui. Aš panaudojau strypą iš išmontuoto spausdintuvo, tačiau užtektų sriegio. Kitas strypų šaltinis yra iš metalinių drabužių džiovinimo lentynų. Strypas gali būti nupjautas varžtų pjovikliu arba pjūklu. Peiliu nubraukite dangą nuo metalo.

2. Į rėmą įpjaukite du griovelius, kurių ilgis „D“(ankstesnio žingsnio schemoje) nuo viršutinės rėmo angos ir sukamojo strypo skersmens gylio.

3. Raskite vyrį, kurio kaiščio skersmuo yra toks pat arba šiek tiek didesnis už sukamąjį strypą. Išmuškite smeigtuką plaktuku ir centru. Jei neturite centrinio štampavimo, naudokite didelį vinį ar panašų kaištį.

Beje, mano naudojamas spausdintuvo strypo šarnyras puikiai tiko pirmajam lankstinukui, išėjusiam iš šiukšlių dėžės.

4. Sūkurinių durų apatinės dalies, esančios žemiau šarnyro, ir viršutinės dalies, esančios virš šarnyro, svoriai turi būti panašūs, kad pašalintų duris atveriančio servo variklio įtampą. Tai galima pasiekti naudojant kai kuriuos sunkius varžtus ir veržles, kurios buvo išgręžtos viršutinėje durų dalyje.

3 žingsnis: Servo variklis ir kėlimo rankos

Aš naudoju servo variklį MR-996. Jo sukimo momentas yra: 9,4 kgf · cm (4,8 V) arba 11 kgf · cm (7,2 V). Tai reiškia, kad esant 20 cm durims žemiau ašies, variklis gali pakelti 11 kg/20 = 550 g esant 7,2 V įtampai.

Jei virš šarnyrinio strypo yra svertinė dalis, durys gali būti sunkesnės ir (arba) ilgesnės. Kaip atsvarus naudojau dvi dideles veržles ir varžtus, kaip parodyta paveikslėliuose.

Servo komplekte yra plastikinė svirtis, kuri tinka servo išlenktam išėjimo velenui. Nupjaukite vieną šios rankos pusę aštriu peiliu arba vielos pjaustytuvu.

2. Kėlimo svirtis pagaminta iš dviejų ilgių aliuminio, viršutinė ranka yra L laikiklis, apatinė - plokščia aliuminio dalis.

Pridedamose diagramose parodyta, kaip apskaičiuoti kiekvienos rankos matmenis. Gauti matmenys yra pagrįsti rėmo pločiu „d“ir ant durų sumontuoto kėlimo taško padėtimi.

Viršutinėje rankenoje yra išpjovos, kad pakėlus duris, ranka išvalytų servo variklį.

4 žingsnis: užrakinkite solenoidą ir durų atidarymo atramą

1. Ant rėmo sumontuotas solenoidas turi du tikslus:

a) užrakinkite duris, kai jos uždarytos, ir

b) neleisti durims užsidaryti atidarius.

Solenoidas yra valdomas per FET iš valdiklio išvesties. Kai durys atsidaro ar užsidaro, jis keletą sekundžių atsitraukia.

2. Pritvirtinkite medienos gabalą, kaip parodyta nuotraukoje. Jis bus trumpesnis už rėmo plotį ir sumontuotas tiesiai po šarnyriniu strypu.

5 žingsnis: valdiklis

1. Kaip valdiklio pagrindą naudojau „Arduino Uno 3“. Iš viso yra 17 įvesties ir išvesties kaiščių.

2. Valdiklis laiko laiką per „I2C RTC“valdiklį su atsargine baterija. Norint taupyti pastangas kasmet atidaryti valdiklį ir pakeisti RTC akumuliatorių, būtų geriau turėti įkraunamą bateriją. Laikas nustatomas sukamuoju valdikliu ir rodomas 4 skaitmenų 7 segmentų LED. Galima naudoti skystųjų kristalų ekraną ir rodyti daugiau informacijos, pavyzdžiui, kiek kartų durys buvo atidarytos ir uždarytos.

3. Atidarymo ir uždarymo laikas reguliuojamas 10k omų linijiniais potenciometrais. Aš galėjau naudoti sukamąjį kodavimo įrenginį ir LED ekraną, kad nustatytumėte atidarymo/uždarymo laiką, tačiau nusprendžiau, kad vartotojui būtų paprasčiau tiesiog paeiti ir pamatyti laiką iš skydelio iš tolo. Laikas turi keistis tik kas savaitę.

4. Belaidis RF adapteris (https://www.adafruit.com/product/1097), kad būtų patogu rankiniu būdu atidaryti ir uždaryti iš toli. Pagrindinio fobo URL:

5. Dėžutė, kurią pasirinkau valdyti, buvo mažoje pusėje, todėl turėjau prie jos pridėti mažesnę dėžutę, kad tilptų nuotolinis imtuvas.

6. Fritzavimo schema pridedama.

6 žingsnis: kodas

Kodas sukasi aplink ir atlieka šiuos veiksmus:

1. nuskaito skydelio jungiklių būseną, 2. skaito RTC ir konvertuoja laiką į dienos minutes (nuo 0 iki 1440).

3. nuskaito du analoginius potenciometrus ir konvertuoja į sveikųjų skaičių atidarymo ir uždarymo laiką. Siekiant geresnės laiko nustatymų rezoliucijos, atviro uždarymo laikas ribojamas atitinkamai nuo 3 iki 9 val.

4. nuskaito RF įvestį, kad pamatytų, ar paspaudžiamas nuotolinio valdymo pultelio mygtukas.

5. palygina esamą laiką su atidarymo ir uždarymo laiku ir nuskaito režimą, kaip nustatyti, ar atidaryti ar uždaryti duris.

Pridėjus rankiniu būdu atidaromą ir uždaromą jungiklį, programinės įrangos dizainas buvo sudėtingas, nes sistemai reikėjo persijungti tarp „rankinio“ir „automatinio, ty laiko“režimų. Aš tai išsprendžiau nepridėdamas kito „režimo“jungiklio, vartotojui du kartus paspaudus atidarymo arba uždarymo jungiklį, kad grįžtumėte į automatinį režimą.

Vieną kartą paspaudus atidarymo arba uždarymo mygtuką, valdiklis perjungiamas į rankinį režimą. Yra tikimybė, kad jei durys būtų atidarytos pasibaigus laikui, galbūt norint į patalpą įleisti vėlyvą vištą, vartotojas pamirštų grąžinti duris atgal į automatinį režimą. Taigi rankinį režimą rodo LED ekranas, primenantis „Atidaryti“arba „Uždaryti“.

LED ekranų bibliotekos, kurias gavau iš:

7 žingsnis: valdiklio dalių sąrašas

„Arduino Uno“34 skaitmenų 7 segmentų modulis

Servo variklis MG 996R

1k omo rezidentas

FET: FQP30N06L.

2 x 10 kOhm potenciometrai (atidarymo/uždarymo laikas)

Sukamasis kodavimo įrenginys su įmontuotu mygtuku

Jumperio viela

1A DC-DC keitiklis: skirtas servo ir solenoidams

1 x SPDT perjungimo jungiklis (valandos/minutės nustatymo parinkiklis)

1 x SPDT centras akimirksniu išjungiamas (rankiniu būdu atidaromas/uždaromas)

1 x SPDT centras išjungtas (užblokavimui/laiko rodiniui/laiko nustatymo parinkikliui)

Solenoidas: stūmimas 6-12V 10MM smūgiu

„Adafruit Simple RF M4“imtuvas - 315MHz momentinis tipas

„Keyfob“dviejų mygtukų RF nuotolinio valdymo pultas - 315 MHz

Dėžė

8 veiksmas: maitinimo šaltinio ir saulės kolektoriaus bei akumuliatoriaus dydžio nustatymas

1. Nors „Arduino“gali veikti nuo 12 V nuolatinės srovės, tai padarius, borto linijinis reguliatorius pradės veikti karštai. Servo veikia geriau esant aukštesnei įtampai (<7,2 V), todėl kompromisas buvo paleisti 9 Vdc sistemą ir naudoti DC-DC konvektorių, kad būtų galima maitinti solenoidą ir servo 6 V įtampa. Manau, kad DC-DC keitiklį būtų galima panaikinti, o „Arduino“, servo variklis ir solenoidas veiktų tuo pačiu 6V (1A) maitinimo šaltiniu. Rekomenduojama naudoti 100uF kondensatorių, kad būtų galima filtruoti „Arduino“iš servo ir solenoido.

2. Mano pagamintas valdiklis traukė apie 200mA ramybės srovę. Kai veikė solenoidas ir servo, srovė buvo apie 1A.

LED ekranas gali būti išjungtas jungikliu, kad būtų taupoma baterija.

Atsižvelgiant į tai, kad durys atsidarė arba užsidarė apie 7 sekundes, o atidarymo ir uždarymo operacijos įvyko tik du kartus per dieną, 1A, apskaičiuojant dienos energijos suvartojimą, buvo ignoruojamas.

Jis gali išeiti iš 1A 9V kištuko paketo, tačiau maitinimo laidą ir kištuką reikia apsaugoti nuo oro sąlygų.

3. Dienos energijos suvartojimas apskaičiuojamas kaip 24h x 200mA = 4800mAh. 7 Ah talpos švino rūgšties akumuliatorius su 20 W saulės skydeliu turėtų pakakti vienos dienos autonomijos tose vietovėse, kuriose kasmet vidutiniškai trunka 5 valandos. Tačiau turint daugiau baterijų ir didesnį skydelį, būtų daugiau autonomijos dienų.

Baterijos ir skydo dydžiui įvertinti naudoju šią internetinę skaičiuoklę:

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

9 veiksmas: naudotojo naudojimo instrukcijos

Durys veikia automatiniu arba rankiniu režimu.

Automatinis režimas reiškia, kad durys atsidaro arba užsidaro pagal atidarymo ar uždarymo laiko nustatymus. Automatinis režimas reiškia tuščią ekraną, kai ekrano jungiklis nustatytas į „Blank“. Kai režimas pasikeičia iš rankinio į automatinį, žodis „AUTO“mirksi 200 mS.

Durys pereina į rankinį režimą, kai įjungiamas nuotolinio valdymo pultas arba valdymo pulto svirtis. Rankinis režimas reiškia, kai ekrane rodoma „OPEn“arba „CLSd“, o ekrano jungiklis nustatytas į „Blank“.

Rankiniu režimu atidarymo/uždarymo laiko nustatymai nepaisomi. Vartotojas turi nepamiršti uždaryti durelių, jei jos buvo atidarytos rankiniu būdu, arba atidaryti duris, jei jos buvo uždarytos rankiniu būdu, arba vėl nustatyti automatinį režimą.

Norėdami grįžti į automatinį režimą, vartotojas turi antrą kartą paspausti uždarymo mygtuką, jei durys jau uždarytos, arba antrą kartą atidaryti, jei durys jau uždarytos.

Durys prasideda automatiniu režimu dienos pradžioje (12:00).

10 žingsnis: varpai ir švilpukai

Kai kurie būsimi patobulinimai gali apimti:

Belaidis durų skambutis signalizuoja, kai durys atsidaro/užsidaro

„Įstrigęs aliarmas“, jei sistema ilgiau nei 10 sekundžių ima srovę, lygią solenoidui ir servo.

„Bluetooth“ir programa valdikliui konfigūruoti.

Internetu valdomas atidarymas ir uždarymas.

Pakeiskite LED ekraną LCD, kad būtų rodoma daugiau informacijos.

Panaikinkite atidarymo/uždarymo laiko nustatymo potenciometrus ir naudokite perjungimo jungiklį bei esamą sukamąjį jungiklį, kad nustatytumėte atidarymo/uždarymo laiką.