Розумний курник Готовий проект домашньої автоматизації
У цьому огляді, я розповім про власний приклад створення розумного курника на базі проєкту Chick (Курник), де використовується контролер Wemos D1 mini з чіпом ESP8266.
Чесно кажучи, я ніколи б не подумав, що дванадцять курей-несучок запросто зможуть забезпечити сім'ю з трьох осіб, плюс буде надлишок і третину яєць необхідно буде продавати або роздавати.
Але безумовно, є нюанс. Він полягає в тому, що стабільна несучість курей залежить не тільки від харчування, а й від того клімату, який Ви створите в курнику. Температура, вологість, тривалість світлового дня реально зможуть збільшити несучість більш ніж удвічі!
Це загальний список показників і пристроїв, які передбачені в проєкті. У моєму проєкті використовуються не всі з них, тому перерахую, що задіяно:
- Датчик температури контролера разом із кулером для його охолодження. Це стандартний набір для будь-якого проєкту.
- Температура і вологість повітря. Це одні з основних показників для курника. Для них буде використовуватися виносний дротовий датчик.
- Клімат формуватиметься за рахунок двох інших пристроїв, насамперед це обігрівач. У мене їх буде два по 250 Ватт.
- Також вкрай необхідно провітрювати і видаляти зайву вологість, тому тут важлива вентиляція повітря. І оскільки у мене невеликий курник, то з цим завданням чудово впорається великий комп'ютерний кулер.
- Освітленість важливий показник, щоб за необхідності вмикати пристрій Світильник.
- Також я буду використовувати автогодівницю, щоб курочки регулярно харчувалися і при цьому не переїдали.
- І звісно ж кожен розумний курник повинен мати автоматичні двері або вікно для вигулу птиці, плюс для збереження дорогоцінного тепла взимку. Для цього буде використовуватися показник положення вікна і пристрій "Вікно".
На цьому все і наступним кроком мені потрібно розробити проект курника. Це мій перший розумний курник, тому було обрано невеликий розмір метр двадцять п'ять на два з половиною метри.
Загальна ідея така, щоб зробити курник невеликим і таким, що стоїть на опорах. У цьому випадку, я бачу низку плюсів. По-перше, його буде зручно обслуговувати. По-друге, не буде зайвого об'єму, відповідно витрат на матеріали та опалення. По-третє, його стіни будуть менш схильні до гниття. І по-четверте, курник одночасно служить і навісом, під яким можна сховатися в спекотну погоду.
В ідеалі, звісно, опори мають бути з бетону або металу, але я вибрав тестовий варіант із сотого бруса, подивимося на скільки їх вистачить. На шести опорах розташовані три лаги, а зверху дошка для підлоги. Далі йде каркас з OSB-плити і п'ятдесятої рейки.
Спереду курника розташовані головні двері для його обслуговування. Над цими дверима вікно для світла і провітрювання. Із заднього боку буде знаходитися невелике вікно для вигулу. Зверху знаходиться утеплений дах теж на каркасній основі.
Взагалі тут відображено тільки сам каркас. Передбачається, що він буде утеплений, наприклад пінополістиролом, а зверху нього буде сайдинг. Наприклад, це може бути вагонка.
Усередині розташовуватиметься сідало і три гнізда. Ці гнізда окрема конструкція, яка буде переноситися і вийматися.
Усередині неї буде розташована похила дошка, по якій яйця будуть скочуватися в окрему секцію з кришкою. У цьому разі яйця легко буде збирати і кури не будуть їх підкльовувати.
Готові креслення матимуть такий вигляд. Розміри елементів обрані так, щоб мінімізувати відходи пиломатеріалів. Я відштовхувався від стандартного розміру OSB-листа.
Насамперед сам курник.
А це сідала.
Що ж, після замовлення і підготовки пиломатеріалів, я приступив до складання.
Спочатку готую опори, для цього я вирішив ретельно просочити їх відпрацьованим маслом.
Опори встановлюються на гравійну подушку, а зверху них прикріплюються лаги. І вже по лагах починається формуватися основа підлоги курника. У мене залишалася для цього тридцять п'ята шпунтована дошка.
Основа готова.
Використовуючи металеві куточки, я приступаю до складання каркаса.
Перш ніж збирати утеплення і дах, я вирішив виконати фарбування, щоб захистити деревину.
Курник також обов'язково пофарбований і всередині, щоб закрити пори і зменшити випаровування формальдегіду з деревостружкової плити. Для підлоги особливий підхід. Спочатку захисне просочення і тонування, а потім два шари яхтного лаку.
Збираю каркас даху й утеплюю його. Використовуючи дві дошки я зробив профіль для хвилі ондулінової покрівлі.
Щойно з'явився дах, одразу ж у ньому почали заводитися і кури.
Каркас готовий. І можна приступати до його утеплення. Для цього я буду використовувати екструдований пінополістирол товщиною аналогічної рейки.
Встановлюю всередині сідала.
Після укладання утеплювача добре пропінюю щілини. Щоб обгородити територію курника я використовую опластмашену металеву сітку. Що ж можна приступати до сайдингу, обшивки курника вагонкою.
Коли все готово, фінальне фарбування. Залишилося виготовити гнізда і спробувати їх розмістити. Подальше використання показало, що їх зручно буде розмістити на меблевих колесах.
Також, для того щоб зменшити курячих паразитів, я обробив курник всередині розчином вапна. Взагалі насправді, найефективнішим способом боротьби з ними є їх недопущення, а для цього якраз і потрібен буде клімат-контроль, щоб унеможливити високу вологість.
Курник готовий і вже прихистив поселенців. Однак, тепер саме час зробити його комфортним і ефективним.
Для цього я підвів до нього електрику і встановив у розподільчій коробці потужний блок живлення на 12 вольт. Він мені необхідний тому що, від нього буде працювати не тільки сам контролер, що знаходиться збоку, а й багато інших пристроїв: освітлення, вентиляція, приводи дверей і годівниці.
Ось так виглядає сам контролер. У цьому курнику він буде один. Адже курник невеликий. Але нагадаю, що мені необов'язково тягнути дроти від усіх пристроїв до цього контролера. Якби це був великий курник, то, найімовірніше, краще мати свій виконавчий контролер біля кожного пристрою.
Праворуч від головної плати контролера розташовані інші плати модулів реле пристроїв. Вони вмикатимуть обігрівачі, витяжку і годівницю.
У правому нижньому кутку розміщено модуль для ардуіно відомий як драйвер двигуна. Він розрахований на роботу двох пристроїв. Я буду використовувати його для двигуна приводу актуатора, тому що мені необхідно змінювати полярність і відкривати-закривати вікно. А замість другого двигуна я буду використовувати освітлення, для того щоб змінювати його яскравість за допомогою ШІМ-сигналу.
Також усередині коробки контролера міститиметься і датчик освітленості.
Подивимося тепер на інші компоненти.
Це датчик вологості й температури.
Це світлодіодний світильник.
Два інфрачервоні обігрівачі. І комп'ютерний кулер як витяжка.
Ззаду курника буде знаходитися актуатор, який відкриватиме і закриватиме вікно або двері для вигулу.
Для того щоб привід не вийшов з ладу, обов'язково треба розмістити два кінцеві вимикачі. Вони відключатимуть і вмикатимуть двигун приводу в крайніх точках без команди контролера.
Наступне питання в курнику стосуватиметься поїлки та корму. Поїлка курника поки що реалізована найпростішим способом. Це ємність і спеціальні ніпельні поїлки.
А ось годівниця буде автоматизована, бо тут треба дотриматися балансу, щоб не було, з одного боку, переїдання, а з іншого боку, щоб годування не забирало часу.
Для виготовлення автогодівниці я зварив металевий каркас на який буде встановлена ємність для води.
Вона буде розташовуватися догори ногами. Нагорі я зробив отвір для засипання корму, а знизу цієї бутлі, до її горла буде прикріплений шнековий дозатор. Про те, як його виготовити є окреме відео.
Залежно від сезону, цей дозатор може подавати корм як усередині курника, так і зовні. Я використовував стандартну п'ятдесяту трубу, щоб спрямувати корм вниз.
Що ж, усі компоненти на місці, і мені час перейти до налаштувань проєкту і показати, які автоматичні режими роботи я використовую.
Також я настійно рекомендую Вам ознайомитися з навчальним роликом крок номер 6, де пояснюється, що таке автоматичні режими, і докладно розказано, як вони налаштовуються. У цьому разі Вам буде значно легше зрозуміти те, що я розповідатиму далі.
Ось так виглядає загальний список режимів. Перші три не є самостійними режимами. Вони були створені для використання як шаблони в інших режимах. Щоб їх було легше відрізняти я зробив назви повністю великими літерами.
Почну зі стандартного режиму "Система".
Тут визначено завдання тільки для пристрою "Охолодження контролера".
І тут задано автоматичні сповіщення, які працюватимуть у більшості інших режимів.
Наступний режим "Підсвічування". З назви зрозуміло, що тут завдання для світильника. Головне завдання, це забезпечити тривалий світловий день.
Перше завдання "Світло" потрібне, щоб увімкнути світильник за умовою низької освітленості на вулиці, причому відразу на повну потужність. Розклад для цього завдання з трьох до шести.
Наступне завдання "Захід сонця". Його сенс у тому, щоб не лякати птаха різким вимкненням і дати йому можливість влаштуватися на нічліг, поступово знижуючи освітленість протягом однієї години.
І останнє завдання "Темно" говорить саме за себе, воно просто вимкне світло в будь-якому разі.
Наступний режим-шаблон це "Харчування". Тут буде визначено роботу автогодівниці.
Я зробив шість завдань для увімкнення приводу дозатора корму. Кожне завдання має свій часовий інтервал і час, на який буде ввімкнено дозатор. Час у цьому разі означає інтервал, протягом якого сервер намагатиметься ввімкнути годівницю. Зазвичай, якщо зв'язок стабільний, то це відбувається одразу ж на першій хвилині. Якщо ж з якихось причин протягом заданого інтервалу команда не пройде, то відповідна годівля пропускається.
Перші два робочі режими "Відкрити" і "Закрити" містять тільки завдання для дверей з відкривання і закривання. Вони ніяк не впливають на роботу інших пристроїв і зручні на час прибирання курника.
А ось наступні чотири режими є вже основними робочими. Розповім їхній зміст загалом.
Режим "Холод/День" працює, коли надворі досить тепло, щоб відчинити двері для вигулу птиці. Крім цього, розумно буде і зменшити обігрів курника, поки там нікого немає.
Режим "Холод/Ніч" працює коли стемніло, птах зайшов у курник, а двері необхідно закрити. У цьому разі потрібно сформувати тепліший клімат, щоб несучки комфортно провели ніч.
Режим "Мороз/День" повинен буде працювати в особливі дні, коли вигул птиці небажаний.
І режим "Спекотний" працюватиме тільки тоді, коли температура на вулиці вкрай висока і необхідно забезпечити гарне провітрювання.
Тепер розберемо завдання кожного режиму.
Режим "Холод/День".
Вентиляція. Одне завдання з умовами роботи за температурою і вологістю. Тобто щойно станеться перевищення вологості або температури, то увімкнеться витяжка, доти, доки не будуть досягнуті мінімальні показники або закінчиться часовий інтервал.
Обігрів. Оскільки птах на вигулі, то будемо підтримувати мінімальну температуру.
Двері. Завдання на повне відкриття.
Наступний режим "Холод/Ніч".
Вентиляція. Тут уже два завдання. "Контроль" - дуже схоже завдання, як і в попередньому режимі, але тільки з дещо зміненими умовами. І інше завдання на провітрювання - "Мінімум". Без жодних умов вмикати вентиляцію кожні півгодини, щоб просто оновити повітря.
Обігрів. Уже вища температура для комфортної ночі.
Двері. Тут буде два завдання. Перше, це повільне прикривання дверей, щоб не завдати шкоди птаху. Тут дуже маленький діапазон за освітленістю. Тобто, ухвалення рішення про закриття дверей відбудеться моментально. Але, зверніть увагу, що за раз, тобто за одну хвилину, зміна положення дверей не може бути більше ніж на три відсотки. Таким чином, двері закриватимуться потроху протягом десь тридцяти хвилин.
Розклад першого завдання це вечір, тобто це алгоритм повільного закриття.
Нагадаю, що в режимі "Холод/День" двері відчиняються моментально на максимум, щойно цей режим буде встановлено.
Друге завдання, це однозначне закриття. Воно необхідне з тієї причини, що якщо раптом вночі станеться перезавантаження контролера, то в цьому разі двері зачиняться одразу і швидко.
Наступний режим "Мороз/День",
це означає, що дуже холодно.Вентиляція. Одне завдання на провітрювання і тільки в дуже крайніх умовах високої вологості. Її видалення відбуватиметься за рахунок прогріву курника.
Опалення. Присутнє, але не таке потужне, як було вночі. Вдень птах рухається, тому має бути свіжо.
Освітлення. Просто ввімкнути. У моєму курнику в зимовий час мало надходить світла через вікно.
Двері. Просто закрити. Точніше не відчиняти, тримати зачиненими.
Наступний режим "Жаркий".
Вентиляція. Два завдання. Вночі витяжка ввімкнена безперервно, а вдень вимкнена повністю.
Опалення, природно, вимкнено.
Двері відчинені в будь-який час доби.
На цьому режими закінчуються, але очевидно, що перемикати їх вручну буде та ще задачка. Природно, що домашня автоматизація має виконувати свої функції повністю, і потрібний режим має встановлюватися теж автоматично. Для цього й існує розумна мережа.
Розумна мережа не тільки пов'язує різні проєкти між собою. Крім цього вона може ще й закільцьовувати автоматизацію проєкту на себе самого. У даному випадку, це і сталося з курником.
Ось список зв'язків курника, коли йому будуть автоматично встановлюватися режими.
З першим пріоритетом встановлено прив'язку на морозний день. У чому її логіка?
Обмеження. Насамперед ми маємо перевірити, чи не було вже встановлено до цього режим "Холод/День". Адже в цьому разі двері курника будуть уже відчиненими і їх не можна зачинити. Тому що тоді частина птиці залишиться на вулиці. Це важливий момент. Навіть якщо на вулиці вранці було тепло, але похолодало вдень, то режим "Мороз/День" уже не встановиться.
Друге обмеження пов'язане з тим, якщо Ви вирішили встановити режим "Відкрити". У цьому разі автоматичне встановлення інших режимів блокується.
І тепер умови, коли саме треба встановити цей режим.
Насамперед, має бути вже світло, а по-друге має бути сильний мороз. І ось тут ми бачимо, що останній показник буде братися в іншого проекту метеостанції.
Наступна прив'язка щодо встановлення режиму холодного дня.
Тут обмежень немає, але є умови.
Аналогічно, спочатку має бути світло, і друга умова, це наявність тепла. Тобто, режим "Холод/день" може змінити режим "Мороз/День", а ось навпаки - ні.
І наступний режим з рівноцінним пріоритетом, це "Холод/ніч". Він буде встановлений, коли на вулиці вже почало темніти і при цьому досить прохолодно. Тут все очевидно.
Остання прив'язка має мінімальний пріоритет над іншими прив'язками. Вона встановлюватиме режим "Жаркий" для будь-якого часу доби, але з обов'язковою умовою високої температури на вулиці.
Як бачите, домашня автоматизація за допомогою SmartESP може розв'язувати досить складні завдання і без використання навичок програмування. Всі ці складні стратегії задані за допомогою режимів і прив'язок.
На цьому я закінчую огляд свого розумного курника. Я ніколи не міг припустити, що цілорічне утримання птиці може бути таким простим. При цьому я отримував дешевий, а найголовніше екологічно чистий продукт. Причому в такій кількості, що продаючи надлишки, я зміг повністю окупити витрати на електроенергію, що витрачається взимку.