Automatisk hönsdörr - Arduino -kontrollerad.: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Denna instruktionsbok är utformad för en automatisk kycklingdörr med manuellt ändrade öppnings- och stängningstider. Dörren kan öppnas eller stängas på distans när som helst.

Dörren är konstruerad för att vara modulär; karm, dörr och styrenhet kan konstrueras och testas på ett ställe bort från coop och sedan enkelt bultas på den befintliga coop öppningen.

Den går från 9Vdc, så den kan drivas från plugpack eller ett batteri och en solpanel för att ladda batteriet.

Den använder en solenoid för att låsa till dörren stängd och för att hålla dörren i öppet läge.

Viktiga delar inkluderar:

Arduino UNO 3.

4 -siffrig, 7 -segmentig LED -display

RTC -modul

RF -modul

Potentiometrar, Servomotor, 6V - 12V magnetventil, Roterande givare med tryckknapp

Dörren och dess ram kan tillverkas av träskrot. Dörren svänger uppåt runt en stav (tagen från en skrivare i mitt fall) och motviktas för att minska vridmomentet som behövs för att höja dörren.

Verktygen för att bygga det inkluderar:

PC med Arduino IDE för att programmera Arduino, Hammare, Fick syn på, Lödkolv, Avbitartång, Borra, Skruvmejsel.

Jag byggde denna automatiska kycklingdörr för att rädda mig två gånger om dagen med att öppna och stänga dörren på morgonen och kvällen. Kycklingar är bra leverantörer av ägg, gödsel och underhållning, men att gå upp tidigt för att släppa ut dem - särskilt på vintern - var slitsamt. Och sedan se till att jag var hemma i tid för att stänga in dem verkligen begränsade min frihet att komma hem sent.

Kycklingar följer en daglig rutin för att återvända till ett coop runt solnedgången och vakna upp vid soluppgången. Tiderna de går in och ut är inte exakta och påverkas av dagens väder och omgivande ljus. Skulle en kyckling ses vara för sen att komma in efter att dörren stängts kan dörren öppnas på distans och sedan stängas. Dörren kan stängas under dagen om ägaren skulle behöva stoppa slaktkycklingar från att komma in.

Eftersom soluppgångs- och solnedgångstiderna varierar under hela året och beror på latitud, måste alla dörrkontroller spåra tiden på dagen, årets dag och veta platsens latitud. Detta krav kan kompletteras med programvara eller en suntracker, men i denna design använder manuellt justerbara öppnings- och stängningsinställningar för att hålla saker enklare.

Eftersom soluppgången och inställda tider bara ändras med några minuter från en dag till nästa behöver dörrkontrollens inställningar bara justeras en gång i veckan.

När en ägare har en känsla av sina höns rostningsrutin kan de enkelt justera öppet och stängt tider.

Öppettiden kan justeras från 03:00 till 09:00 och stängningstiden från 15:00 till 21:00. Dessa tider passar breddgrader från 12 till 42 grader från ekvatorn (Darwin till Hobart i Australien) och täcker årets längsta och kortaste dagar..

I huvudsak är dörrkontrollen en klocka med två inställbara larm med manuell överkant.

Steg 1: Ram och svängdörr

Ramen är gjord för att säkra över den befintliga coop -öppningen. Dörren svänger uppåt som en garageport. Denna design har fördelen framför automatiska dörrar som glider uppåt eller åt sidan för coops där taket lutar över den befintliga dörren eller den befintliga öppningen ligger intill en vägg.

1. Ta bort den befintliga luckan.

2. Välj en ramstorlek som passar över den befintliga öppningen. Två dimensioner av ramen är viktiga - ramens höjd och träets bredd. Dörren svänger från en horisontell svängning och längden från svängen till karmen ("D" i diagrammet) är densamma som virkets bredd. Det betyder att när dörren är öppen stör dörrdelen ovanför svängen inte coopväggen.

3. Välj ett material för ramen som är robust och väderbeständigt. Jag använde rött gummi som visade sig vara robust men tungt. Utomhus furu skulle vara lättare att arbeta med.

4. Dörren i sig ska vara lätt, styv och väderbeständig.

Steg 2: Svängstång och svängdörrstorlek

Svängdörrens mått bör vara så att dörrens bredd passar över ramens inre kanter. Dörrens höjd är mindre än insidan av karmhöjden.

1. Hitta en stav med en diameter på 5 mm (1/4 tum) som är lika med bredden på ramen. Jag använde stången från en demonterad skrivare, men gängstång skulle räcka. En annan källa till stavar är från metallkläder torkställ. En stång kan skäras med en bultskärare eller en såg. Skrapa bort beläggningen av metallen med ett blad.

2. Skär två spår i ramen med en längd "D" (i diagrammet i föregående steg) från ramens övre öppning och ett djup av vridstångens diameter.

3. Hitta ett gångjärn vars stiftdiameter är samma eller något större än svängstången. Slå ut stiftet med en hammare och mittstans. Om du inte har en mittpunch, använd en stor spik eller liknande stift.

Med luren passade skrivarstångens svängpunkt som jag använde perfekt för det första gångjärnet som kom ut ur min skräpbox.

4. Vikterna på den nedre delen av svängdörren under svängen och den övre delen ovanför svängen måste vara lika för att ta bort påfrestningen från servomotorn som öppnar dörren. Detta kan uppnås med några tunga bultar och muttrar som borrades in i den övre delen av dörren.

Steg 3: Servomotor och lyftarmar

Jag använde en MR-996 servomotor. Den har ett vridmoment på: 9,4 kgf · cm (4,8 V) eller 11 kgf · cm (7,2 V). Detta betyder att för en 20 cm dörr under svängningen kan motorn lyfta 11 kg/20 = 550 g vid 7,2V.

Med motviktad sektion ovanför svängstången kan dörren vara tyngre och/eller längre. Jag använde två stora muttrar och bultar som motvikter, som visas på bilderna.

Servon levereras med en plastarm som passar på servos spindlade utgående axel. Skär ena sidan av armen med en vass kniv eller trådskärare.

2. Lyftarmen är gjord av två längder aluminium, överarmen är ett L -fäste, underarmen en platt bit aluminium.

Bifogade diagram visar hur man beräknar måtten på varje arm. De resulterande måtten är baserade på karmbredd, "d", och positionen för lyftpunkten monterad på dörren.

Överarmen har utskärningar så att armen rensar servomotorn när dörren höjs.

Steg 4: Lås magnetventil och dörröppet stöd

1. En solenoid monterad på ramen tjänar två syften:

a) lås dörren när den är stängd, och

b) förhindra att dörren stängs när den öppnats.

Magnetventilen drivs via en FET från en utgång från regulatorn. Den drar sig tillbaka i några sekunder medan dörren öppnas eller stängs.

2. Säkra en timmerbit som visas på bilden. Den kommer att vara kortare än rambredden och monterad strax under svängstången.

Steg 5: Styrenheten

1. Jag använde en Arduino Uno 3 som grund för styrenheten. Det finns totalt 17 in- och utgångsstiften.

2. Regulatorn håller tiden via en I2C RTC -styrenhet med batteribackup. Det skulle vara att föredra att ha en uppladdningsbar batteribackup för att spara ansträngningen att öppna kontrollen varje år för att byta RTC: s batteri. Tiden ställs in via en vridkontroll och visas på en fyrsiffrig 7 -segmentig LED. Man kan använda en LCD och visa mer information, till exempel hur många gånger dörren öppnades och stängdes.

3. Öppnings- och stängningstiderna justeras med 10k ohm linjära potentiometrar. Jag kunde ha använt roterande givare och LED -display för att ställa in öppning/stängningstider, men bestämde mig för att det skulle vara enklare för användaren att bara kunna gå upp och se tiderna från panelen på avstånd. Tiderna behöver bara ändras varje vecka eller så.

4. En trådlös RF -adapter (https://www.adafruit.com/product/1097) för bekvämlighet att manuellt öppna och stänga på avstånd. Nyckelfobadress:

5. Lådan jag valde att hysa regulatorn var på den lilla sidan, så jag behövde lägga till en mindre låda till den för att passa fjärrmottagaren.

6. Fritz -diagram bifogas.

Steg 6: Kod

Koden slingrar runt och utför följande:

1. skannar statusen för panelbrytarna, 2. läser RTC och omvandlar tiden till minuter på dagen (0 till 1440).

3. läser de två analoga potentiometrarna och konverterar till heltalets öppna och stängda tider. För att ge en finare upplösning av tidsinställningar är de öppna stängda tiderna begränsade till mellan 3 am-9am respektive 15pm-9m.

4. läser RF -ingången för att se om fjärrknappen trycks in.

5. jämför den aktuella tiden med öppnings- och stängningstiden och läser läget för att bestämma att öppna eller stänga dörren.

Att lägga till en manuell öppen och stängd omkopplare komplicerade mjukvarudesignen genom att systemet behövde växla mellan "manuella" och "automatiska, dvs tidsinställda" lägen. Jag löste detta utan att lägga till en annan 'mode' -omkopplare genom att låta användaren trycka på knappen öppna eller stänga två gånger för att återgå till automatiskt läge.

Ett enda tryck på knappen öppna eller stäng förflyttar regulatorn till manuellt läge. Det finns en chans att om dörren öppnades efter stängningsperioden, kanske för att släppa in en sen kyckling i coop, att användaren skulle glömma att ställa tillbaka dörren till automatiskt läge. Således markeras manuellt läge med LED -displayen som visar "Öppna" eller "Stäng" som en påminnelse.

LED -displaybibliotek jag fick från:

Steg 7: Controller Parts List

Arduino Uno 34-siffrig 7-segmentsmodul

MG 996R Servomotor

1k Ohm resitor

FET: FQP30N06L.

2 x 10kOhm potentiometrar (öppna/stänga inställda tider)

Rotary Encoder med inbyggd tryckknapp

Bygeltråd

1A DC-DC-omvandlare: för servo och magnetventil

1 x SPDT -omkopplare (tim/minut inställningsväljare)

1 x SPDT center off momentant-off-momentary (för manuell öppning/stängning)

1 x SPDT center off (för blankning/tidsvy/tidsinställningsväljare)

Magnetventil: Push Pull 6-12V 10MM slaglängd

Adafruit enkel RF M4 -mottagare - 315MHz momentan typ

Fjärrkontroll RF -fjärrkontroll med 2 knappar - 315 MHz

Låda

Steg 8: Strömförsörjning och solpanel och batteristorlek

1. Även om Arduino kan köras från 12Vdc, skulle det göra att den inbyggda linjära regulatorn går varm. Servon fungerar bättre vid en högre spänning (<7,2V), så en kompromiss var att köra systemet med 9Vdc och använda en DC-DC-konvektor för att driva solenoiden och servon på 6V. Jag antar att DC-DC-omvandlaren kan avlägsnas och Arduino, servomotor och magnetventil fungerar med samma 6V (1A) matning. En 100uF kondensator skulle rekommenderas för att filtrera bort Arduino från servon och solenoiden.

2. Styrenheten jag gjorde drog en vilande ström på cirka 200mA. När solenoiden och servon var i drift var den nuvarande dragningen cirka 1A.

LED -displayen kan släckas med en strömbrytare för att spara batteri.

Med tanke på att dörren tog ungefär 7 sekunder att öppna eller stänga, och öppna och stänga operationer inträffade bara två gånger dagligen försummades 1A i den dagliga energiförbrukningsuppskattningen.

Det kan driva ett 1A 9V -kontaktpaket, men elnätet och pluggpaketet måste skyddas från vädret.

3. Daglig energianvändning beräknas som 24h x 200mA = 4800mAh. Ett 7Ah blybatteri med en 20W solpanel bör räcka med en dags autonomi i områden med ett årligt genomsnitt på 5 timmars insolation. Men med fler batterier och en större panel skulle det bli fler dagars autonomi.

Jag använde följande onlinekalkylator för att uppskatta batteri- och panelstorlek:

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

Steg 9: Bruksanvisning för användare

Dörren fungerar antingen automatiskt eller manuellt.

Automatiskt läge innebär att dörren öppnas eller stängs enligt inställningarna för öppning eller stängning. Automatiskt läge indikeras av en tom display när displayomkopplaren är inställd på "Tom". När läget ändras från manuellt till automatiskt blinkar ordet 'AUTO' i 200 ms.

Dörren går i manuellt läge när fjärrkontrollen eller swicth på kontrollenheten är aktiverad. Manuellt läge indikeras när displayen visar "OPEn" eller "CLSd" med displaybrytaren är inställd på "Blank".

I manuellt läge ignoreras öppnings-/stängningsinställningarna. Det är upp till användaren att komma ihåg att stänga dörren om den öppnades manuellt, eller öppna dörren om den stängdes manuellt eller återgå till automatiskt läge.

För att återgå till automatiskt läge måste användaren trycka på knappen Stäng en andra gång om dörren redan är stängd, eller på knappen Öppna en andra gång om dörren redan är stängd.

Dörren startar i automatiskt läge i början av dagen (12:00).

Steg 10: Klockor och visselpipor

Några framtida förbättringar kan innefatta:

Trådlös dörrklocka för att signalera när dörren öppnas/stängs

"Fastlarm" om systemet drar strömmen lika med solenoiden och servon i mer än 10 sekunder.

Bluetooth och App för att konfigurera handkontrollen.

Internetstyrd öppning och stängning.

Ersätt LED -display med LCD för att visa mer information.

Gör upp med potentiometrar för öppning/stängning av tid och använd en vippomkopplare och den befintliga vridomkopplaren för att ställa in öppning/stängningstider.