Hackster Inc.
Avtor: quantenschaum
2020_289_48
Projekt inkubatorja za piščančja jajca ali kakšne druge namene, krmiljen z Arduinom. Izdelava je primerna za nekoliko bolj izkušene samograditelje in ne vsebuje podrobnih navodil.
Kaj potrebujemo za ta projekt
Sestavni deli in strojna oprema:
- Arduino UNO in Genuino UNO
- LCD prikazovalnik
- DHT22 temperaturni senzor
- Linearni regulator (7805)
- Infineon IRFZ44N MOSFET
- 12 cm 12V ventilator za osebni računalnik
- Cekas žica (za rezanje stiropora)
- Servo motor (Tower Pro MG996R)
- škatla iz stiropora
- 12V napajalnik
Zgodba
Programska koda za ta projekt gostuje na: https://github.com/quantenschaum/egg-incubator/
V tem projektu bom opisal inkubator za piščančja jajca, katerega delovanje krmili Arduino in ga lahko izdelate tudi sami. Njegov namen je vzdrževati temperaturo in vlago v notranjosti inkubatorja na določenih vrednostih, tako da se jajca v tem okolju razvijejo in se iz njih po nekaj dneh končno izležejo tudi piščanci. Lahko se uporablja tudi za drugačne inkubacijske namene, ne samo za piščančja jajca, pač pa tudi za vse druge vrste jajc (race, želve, aligatorji, …) ali vzgajanje kultur bakterij ali gliv, torej za pripravo jogurta, kvašenega testa ali za pripravo tempeh sojine pogače.
Kako deluje
Arduino neprestano meri temperaturo in vlago. Surove, neobdelane meritve se gladijo z dvojnim eksponentnim glajenjem, znanim kot Holt-Wintersov algoritem. Nato se zglajene vrednosti vnesejo v PID krmilno zanko.
Krmiljenje temperature
Temperatura se vzdržuje z vklapljanjem in izklapljanjem grelnega elementa v 2-sekundnem intervalu. Cikel delovanja grelnika znotraj tega intervala določa temperaturna PID zanka. Uporaba nizkofrekvenčne pulzno širinske modulacije pretvori grelni element, ki ga sicer upravlja dvotočkovna regulacijska zanka s histerezo, v popolnoma moduliran element.
Kot grelni element toplo priporočam cekas žico (uporablja se za rezanje stiropora). 10-15 vatov bo čisto dovolj! Takšna rešitev je veliko boljša od žarnice, saj lahko deluje z nizko napetostjo (je varčnejša od 230 V žarnice), ne oddaja svetlobe in ne pregori. Za vklop in izklop grelnega elementa uporabite MOSFET (hladilnik zaradi PWM načina krmiljenja ni potreben, poleg tega pa ni nobenega klikanja ob vklopu in izklopu in ni obrabe releja).
Krmiljenje vlažnosti
Ustrezna vlažnost se vzdržuje z odpiranjem in zapiranjem prezračevalne lopute na inkubatorju s pomočjo servo pogona. Kot zasuka servo pogona določa PID zanka za vlago. V notranjosti inkubatorja je posoda, napolnjena z vodo. Voda se segreva in izhlapeva. Ko stopnja vlage v notranjosti naraste, se odprtina odpre in vlažni zrak lahko uhaja na prosto, pri tem pa vstopa bolj suh zrak iz okolice. Prezračevalna loputa je potrebna tudi zato, da v inkubator lahko vstopata svež zrak in kisik. Poskusiti morate z različno velikostjo (vodne površine) posode, da boste dosegli nastavljeno vrednost vlažnosti pri na pol odprti prezračevalni loputi.
Nadzor ventilatorja
Ventilatorja ni treba krmiliti, deluje neprekinjeno in v notranjosti inkubatorja enakomerno porazdeli toploto in vlago. Uporabil sem 12 cm ventilator za osebni računalnik z nazivno napetostjo 12 V, ki je priključen na 5 V, zato deluje počasneje. Arduino nadzira vrtenje ventilatorja s pomočjo njegovega izhoda s signalom vrtenja in v primeru okvare sproži alarm. Ventilator poleg tega tudi hladi grelno žico, ogrevanje pa se izklopi, če ventilator odpove.
Programska koda
Celotno programsko kodo za projekt opisanega inkubatorja boste našli na spletni strani: https://github.com/quantenschaum/egg-incubator/
Vir: https://www.hackster.io/quantenschaum/egg-incubator-ef0cf6
