Розумний курник Готовий проект домашньої автоматизації

У цьому огляді я розповім про власний приклад створення розумного курника на базі проекту Chick (Курятник), де використовується контролер Wemos D1 mini з чіпом ESP8266 .

Чесно кажучи, я ніколи не подумав би, 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, але і від того клімату який Ви створите в курнику. Температура, вологість, тривалість світлового дня реально зможуть збільшити несучість більш ніж удвічі!

Це загальний список показників та пристроїв, які передбачені у проекті. У моєму проекті використовуються не всі з них, тому перерахую, що задіяно:

На цьому все і наступним кроком мені потрібно розробити проект курника. Це мій перший розумний курник, тому був обраний невеликий розмір метр двадцять п'ять на два з половиною метри.

Загальна ідея така, щоб зробити курник невеликим і стоять на опорах. У цьому випадку я бачу ряд плюсів. По-перше, його зручно обслуговуватиме. По-друге, не буде зайвого обсягу, відповідно до 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 спеку.

В ідеалі, звичайно, опори повинні 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 із OSB-плити та п'ятдесятої рейки.

Попереду курника знаходяться головні двері для його обслуговування. Над цими дверима вікно для світла та провітрювання. З задньої сторони буде невелике вікно для вигулу. Зверху знаходиться утеплений дах на каркасній основі.

Загалом тут відображено лише сам каркас. Передбачається, що він буде утеплений, наприклад пінополістиролом, а зверху буде сайдинг. Наприклад, це може бути вагонка.

Усередині буде розташовуватися сідало і три гнізда. Ці гнізда окрема конструкція, яка переноситиметься і вийматиметься.

Усередині неї буде розташована похила дошка, якою яйця скочуватимуться в окрему секцію з кришкою. У цьому випадку яйця легко буде збирати і кури не підклюватимуть їх.

Готові креслення виглядатимуть так. Розміри елементів вибрано так, щоб мінімізувати відходи пиломатеріалів. Я відштовхувався від стандартного розміру OSB-аркуша.

Насамперед сам курник.

А це сідала.

Що ж, після замовлення та підготовки пиломатеріалів, я приступив до збирання.

Спочатку готую опори, для цього я вирішив ретельно просочити їх відпрацьованим маслом.

Опори встановлюються на гравійну подушку, а зверху на них прикріплюються лаги. І вже за лагами починається формуватися основа статі курника. У мене залишалася для цього тридцять п'ята дошка, що шпунтувала.

Підстава готова.

Використовуючи металеві куточки, я приступаю до збирання каркаса.

Перш ніж збирати утеплення та дах, я вирішив виконати фарбування, щоб захистити деревину.

Курник також обов'язково фарбований і всередині, щоб закрити пори та зменшити випаровування формальдегіду з деревостружкової плити. Для підлоги особливий підхід. Спочатку захисне просочення та тонування, а потім два шари яхтного лаку.

Збираю каркас даху та утеплюю його. Використовуючи дві дошки, я зробив профіль для хвилі ондулінової покрівлі.

Як тільки з'явився дах, тут же в ньому почали заводитись і кури.

Каркас готовий. І можна приступати до його утеплення. Для цього я використовуватиму екструдований пінополістирол завтовшки аналогічної рейки.

Встановлюю всередині сідала.

Після укладання утеплювача добре пропениваю щілини. Щоб обгородити територію курника я використовую опластмашену металеву сітку. Що ж можна приступати до сайдингу, обшивки курника вагонкою.

Коли все готове, фінальне фарбування. Залишилося виготовити гнізда та спробувати їх розмістити. Подальше використання показало, що їх зручно розмістити на меблевих колесах.

Також, для того щоб зменшити курячих паразитів, я обробив курник усередині розчином вапна. Взагалі насправді найефективнішим способом боротьби з ними є їх недопущення, а для цього якраз і потрібен буде клімат контроль, щоб виключити високу вологість.

Курник готовий і вже дав притулок поселенцям. Однак, тепер саме час зробити його комфортним та ефективним.

Для цього я підвів до нього електрику та встановив у розподільчій коробці потужний блок живлення на 12 вольт. Він мені необхідний тому, що від нього працюватиме не тільки сам контролер, що знаходиться збоку, але і багато інших пристроїв: освітлення, вентиляція, приводи дверей та годівниці.

Отак 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, швидше за все, краще мати свій виконавчий контролер біля кожного пристрою.

Праворуч від головної плати контролера є інші плати модулів реле пристроїв. Вони включатимуть обігрівачі, витяжку та годівницю.

У правому нижньому куті знаходиться модуль для ардуїно відомий як драйвер двигуна. Він розрахований працювати двох пристроїв. Я використовуватиму його для двигуна приводу актуатора, тому що мені необхідно змінювати полярність і відкривати-закривати вікно. А замість другого двигуна я використовуватиму освітлення, щоб змінювати його яскравість за допомогою ШИМ-сигналу.

Також усередині коробки контролера буде і датчик освітленості.

Подивимося тепер інші компоненти.

Це датчик вологості та температури.

Це світлодіодний світильник.

Два інфрачервоні обігрівачі. І комп'ютерний кулер як витяжка.

Позаду курника знаходитиметься актуатор, який відкриватиме і закриватиме вікно чи двері для вигулу.

Для того, щоб привід не вийшов з ладу, обов'язково треба розмістити два кінцеві вимикачі. Вони відключатимуть і включатимуть двигун приводу у крайніх точках без команди контролера.

Наступне питання в курнику стосуватиметься напувалки та корму. Напувалка курника поки що реалізована найпростішим способом. Це ємність та спеціальні ніпельні напувалки.

А ось годівниця буде автоматизована, тому що 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 розташовуватиметься 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 використав стандартну п'ятдесяту трубу, щоб спрямувати корм вниз.

Що ж всі компоненти на місці і мені час перейти до налаштувань проекту 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 та детально розказано, як вони налаштовуються. У цьому випадку Вам буде значно легше зрозуміти те, що я розповідатиму далі.

Ось так виглядає загальний перелік режимом. Перші три 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 лише для пристрою «Охолодження контролера».

І тут задані автоматичні повідомлення, які працюватимуть у більшості інших режимах.

Наступний режим підсвічування. З назви ясно, що тут завдання для світильника. Головне завдання, це забезпечити тривалий світловий день.

Перше завдання «Світло» потрібне, щоб увімкнути світильник за умовою низького освітлення на вулиці, причому відразу на повну потужність. Розклад цього завдання з трьох до шести.

Наступне завдання «Захід сонця». Її сенс у тому, щоб не лякати птицю різким вимкненням і дати їй можливість влаштуватися на нічліг, поступово знижуючи освітленість протягом однієї години.

І останнє завдання «Темно» говорить саме за себе, воно просто вимкне світло у будь-якому випадку.

Наступний режим-шаблон це "Харчування". Тут буде визначено роботу автогодівниці.

Я зробив шість завдань для включення приводу корму дозатора. Кожне завдання має свій часовий інтервал і час, на який буде включений дозатор. Час у цьому випадку означає інтервал, протягом якого сервер намагатиметься включити годівницю. Як правило, якщо зв'язок стабільний, то це відбувається відразу на першій хвилині. Якщо ж з якихось причин протягом заданого інтервалу команда не пройде, то відповідне годівля пропускається.

Перші два робочі режими «Відкрити» та «Закрити» містять лише завдання для дверей з відкриття та закривання. Вони ніяк не впливають на роботу інших пристроїв і зручні на час збирання курника.

А ось наступні чотири режими є вже основними робітниками. Розповім їхній сенс у цілому.

Режим «Холод/День» працює, коли на вулиці достатньо тепло, щоб відчинити двері для вигулу птиці. Крім цього, розумно буде і зменшити обігрів курника, доки там нікого немає.

Режим «Холод/Ніч» працює коли стемніло, птах зайшов у курник, а двері необхідно закрити. В цьому випадку потрібно сформувати тепліший клімат, щоб несушки комфортно провели ніч.

Режим «Мороз/День» повинен працювати в особливі дні, коли вигул птиці небажаний.

І режим «Спекотний» працюватиме лише тоді, коли температура на вулиці вкрай висока і необхідно забезпечити хороше провітрювання.

Тепер розберемо завдання кожного режиму.

Режим "Холод/День".

Вентиляція Одне завдання з умовами роботи за температурою та вологістю. Тобто як тільки відбудеться перевищення вологості або температури, то включиться витяжка, доки не будуть досягнуті мінімальні показники або закінчиться часовий інтервал.

Обігрів. Оскільки птах на вигулі, то підтримуватимемо 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 будь-яких умов включати вентиляцію кожні півгодини, щоб просто оновити повітря.

Обігрів. Вже вища температура для комфортної ночі.

Двері. Тут буде два завдання. Перше, це повільне прикриття дверей, щоб не завдати шкоди птиці. Тут дуже маленький діапазон освітленості. Тобто ухвалення рішення про закриття дверей відбудеться миттєво. Але, зверніть увагу, що за раз, тобто за одну хвилину, зміна положення дверей не може бути більш ніж на три відсотки. Таким чином, двері будуть закриватися 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, як тільки цей режим буде встановлений.

Друге завдання – це однозначне закриття. Вона потрібна з тієї причини, що якщо раптом вночі відбудеться перезавантаження контролера, то в цьому випадку двері зачиняться відразу і швидко.

Наступний режим «Мороз/День»,
це означає, що дуже холодно.

Вентиляція Одне завдання на провітрювання і лише в крайніх умовах високої вологості. Її видалення відбуватиметься за рахунок прогріву курника.

Опалення. Присутня, але не така потужна, як було вночі. Вдень птах рухається, тому має бути свіжим.

Висвітлення. Просто ввімкнути. У моєму курнику в зимовий час мало надходить світла через вікно.

Двері. Просто закрити. Точніше не відчиняти, тримати закритою.

Наступний режим "Спекотний".

Вентиляція Два завдання. Вночі витяжка включена безперервно, а вдень повністю вимкнена.

Опалення звичайно відключено.

Двері відчинені в будь-який час доби.

У цьому режими закінчуються, але зрозуміло що перемикати їх вручну буде та ще завдання. Природно, домашня автоматизація повинна виконувати свої функції повністю і потрібний режим повинен встановлюватися теж автоматично. Для цього існує розумна мережа.

Розумна мережа не лише пов'язує різні проекти між собою. Крім цього, вона може ще й закільковувати автоматизацію проекту на себе самого. В даному випадку, це і сталося з курником.

Ось список зв'язків курника, коли йому автоматично встановлюватимуться режими.

З першим пріоритетом встановлено прив'язку на морозний день. У чому її логіка?

Обмеження. Насамперед ми повинні перевірити, чи не було вже встановлено до цього режиму «Холод/День». Адже в цьому випадку двері курника будуть вже відчинені і їх не можна закрити. Бо тоді частина птаха залишиться на вулиці. Це важливий момент. Навіть якщо на вулиці вранці було тепло, але вдень похолодало, то режим «Мороз/День» вже не встановиться.

Друге обмеження пов'язане з тим, якщо Ви вирішили встановити режим «Відкрити». У цьому випадку автоматичне встановлення інших режимів блокується.

І тепер умови, коли саме потрібно встановити цей режим.

Насамперед, має бути вже ясно, а по-друге має бути сильний мороз. І ось тут ми бачимо, що останній показник буде братися в іншого проекту метеостанції.

Наступна прив'язка до встановлення режиму холодного дня.

Тут обмежень нема, але є умови.

Аналогічно спочатку має бути світло, і друга умова, це наявність тепла. Тобто режим «Холод/день» може змінити режим «Мороз/День», а навпаки — ні.

І наступний режим із рівноцінним пріоритетом, це «Холод/ніч». Він буде встановлений, коли на вулиці вже почало темніти і досить прохолодно. Тут усе очевидно.

Остання прив'язка має мінімальний пріоритет іншими прив'язками. Вона встановлюватиме режим «Спекотний» для будь-якого часу доби, але з обов'язковою умовою високої температури на вулиці.

Як бачите, домашня автоматизація за допомогою SmartESP може вирішувати досить складні завдання і без використання навичок програмування. Всі ці складні стратегії задані за допомогою режимів та прив'язок.

На цьому я закінчую огляд свого розумного курника. Я ніколи не міг припустити, що цілорічний 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.