حاضنة تعمل بالاردوينو مع تحكم تلقائي في درجة الحرارة والرطوبة

في هذا المنشور ، سنقوم ببناء حاضنة باستخدام Arduino يمكنها تنظيم درجة الحرارة والرطوبة بنفسها. اقترح هذا المشروع السيد عمران يوسف وهو قارئ نهم لهذا الموقع.

مقدمة

تم تصميم هذا المشروع بناءً على اقتراحات السيد عمران ، ولكن تم إجراء بعض التعديلات الإضافية لجعل هذا المشروع مناسبًا للجميع عالميًا.

يمكنك استخدام إبداعك وخيالك لإنجاز هذا المشروع.

لذا دعونا نفهم ما هي الحاضنة؟ (للنووبس)

الحاضنة عبارة عن جهاز مغلق يتم عزل بيئته الداخلية عن البيئة المحيطة.

هذا هو خلق بيئة مواتية للعينة تحت الرعاية. على سبيل المثال ، تُستخدم الحاضنات لتنمية الكائنات الميكروبية في المختبرات ، وتستخدم الحاضنات في المستشفيات لرعاية الأطفال المولودين قبل الأوان.

نوع الحاضنة التي سنبنيها في هذا المشروع هي لتفقيس بيض الدجاج أو أي بيض طائر آخر.

تشترك جميع الحاضنات في شيء واحد ، فهو ينظم درجة الحرارة والرطوبة ويوفر إمدادات الأكسجين الكافية.

يمكنك ضبط درجة الحرارة والرطوبة بالضغط على الأزرار المرفقة وأيضًا تظهر درجة الحرارة الداخلية والرطوبة في الوقت الفعلي. بمجرد تعيين المعلمتين ، فإنه يتحكم تلقائيًا في عنصر التسخين (المصباح) والمبخر (المرطب) لتلبية نقطة التحديد.

الآن دعونا نفهم جهاز وتصميم الحاضنة.

قد يكون هيكل الحاضنة من صندوق ستايروفوم / ثيرموكول أو زجاج أكريليك الذي يمكن أن يوفر عزلًا حراريًا جيدًا. أوصي بصندوق الستايروفوم / thermocol الذي سيكون أسهل في العمل معه.

تصميم الجهاز:

تعمل لمبة 25 وات كمصدر للحرارة وقد تؤدي القوة الكهربائية العالية إلى إصابة البيض في وعاء صغير. يتم توفير الرطوبة عن طريق المبخر ، يمكنك استخدام المبخر شيء مشابه كما هو موضح أدناه.

ينتج تيارًا كثيفًا من البخار الذي سيتم إدخاله إلى الحاضنة. يمكن حمل البخار عبر أي أنبوب مرن.

يمكن أن يكون الأنبوب المرن شيئًا مشابهًا كما هو موضح أدناه:

قد يتدفق البخار من أعلى صندوق الستايروفوم / ثيرموكول كما هو موضح في تصميم الجهاز ، بحيث تتسرب الحرارة الزائدة على الرغم من فتحات التحكم في الرطوبة وأقل ضررًا للبيض.

توجد أسطوانة تحمل بيضًا حولها عدة ثقوب ، متصلة بمحرك مؤازر. يقوم محرك سيرفو بتدوير الأسطوانة 180 درجة كل 8 ساعات وبالتالي يقوم بتدوير البيض.

يمنع دوران البيض الجنين من الالتصاق بغشاء القشرة ، كما يوفر ملامسة المواد الغذائية في البويضة ، خاصة في مرحلة الحضانة المبكرة.

يجب أن تحتوي الأسطوانة الدوارة على عدة ثقوب بحيث يكون دوران الهواء مناسبًا ، كما يجب أن تكون الأسطوانة مجوفة من كلا الجانبين.

يمكن أن تكون الأسطوانة الدوارة عبارة عن أنبوب PVC أو أسطوانة من الورق المقوى.

الصق عصا الآيس كريم على طرفي الأسطوانة المجوفة بحيث تصنع عصا الآيس كريم دائرتين متساويتين. الصق ذراع المحرك المؤازر في منتصف عصا الآيس كريم. على الجانب الآخر ، قم بعمل ثقب ولصق قطعة أسنان بإحكام.

أدخل مربع السن داخل الصندوق والصق المؤازرة على الحائط المقابل داخل الصندوق. يجب أن تظل الأسطوانة أفقية قدر الإمكان ، والآن يمكن أن تدور الأسطوانة أثناء دوران محرك سيرفو.

ونعم ، استخدم إبداعك لجعل الأشياء أفضل.

إذا كنت ترغب في استيعاب المزيد من البيض ، فقم بعمل المزيد من هذه الأسطوانات ويمكن توصيل محرك مؤازر متعدد على نفس دبوس خط التحكم.

يمكن عمل فتحات التحكم في الرطوبة بدس قلم رصاص في صندوق الستايروفوم / ثيرموكول في الأعلى. إذا قمت بعمل الكثير من الثقوب غير الضرورية أو إذا كانت الرطوبة أو درجة الحرارة تتسرب بسرعة كبيرة ، يمكنك تغطية بعض الثقوب باستخدام شريط كهربائي أو شريط لاصق.

مستشعر DHT11 هو قلب المشروع الذي يمكن وضعه في منتصف أي أربعة جوانب من الحاضنة (بالداخل) ولكن بعيدًا عن المصباح أو أنبوب مدخل الرطوبة.

يمكن وضع مراوح وحدة المعالجة المركزية كما هو موضح في تصميم الجهاز لتدوير الهواء. لدوران الهواء بشكل صحيح ، استخدم اثنين على الأقل المراوح تدفع الهواء في الاتجاه المعاكس ، على سبيل المثال: دفع أحد مروحة وحدة المعالجة المركزية لأسفل ومروحة أخرى لوحدة المعالجة المركزية لأعلى.

تعمل معظم مراوح وحدة المعالجة المركزية على 12 فولت ولكن عند 9 فولت تعمل بشكل جيد.

هذا كل شيء عن الجهاز. الآن دعونا نناقش على الحلبة.

دياجارم التخطيطي:

الدائرة أعلاه مخصصة لاتصال Arduino بشاشات الكريستال السائل. اضبط مقياس جهد 10 كيلو لضبط تباين شاشة LCD.

الأردوينو هو العقل المدبر للمشروع. يوجد 3 أزرار ضغط لضبط درجة الحرارة والرطوبة. يتحكم الدبوس A5 في مرحل المرذاذ و A4 للمصباح. مستشعر DHT11 متصل بالدبوس A0. تستخدم الدبابيس A1 و A2 و A3 لأزرار الضغط.

يتم توصيل الدبوس رقم 7 (غير دبوس PWM) بسلك التحكم في محرك سيرفو يمكن توصيل عدة محركات مؤازرة بالدبوس رقم 7. هناك اعتقاد خاطئ بأن المحركات المؤازرة تعمل فقط مع دبابيس PWM في Arduino ، وهذا غير صحيح. إنه يعمل بسعادة على دبابيس غير PWM أيضًا.

قم بتوصيل الصمام الثنائي 1N4007 عبر ملف الترحيل في انحياز عكسي للتخلص من ارتفاعات الجهد العالي أثناء التشغيل وإيقاف التشغيل.

مزود الطاقة:

يمكن أن يوفر مصدر الطاقة أعلاه 9 فولت و 5 فولت لمراوح التتابع واردوينو ومحرك سيرفو (SG90) ومراوح وحدة المعالجة المركزية. يتم توفير مقبس DC لتشغيل Arduino.

استخدم المشتتات الحرارية لمنظمات الجهد.

هذا يختتم مصدر الطاقة.

قم بتنزيل مستشعر DHT الخاص بالمكتبة:

https://arduino-info.wikispaces.com/file/detail/DHT-lib.zip

كود البرنامج:

//------------------Program Developed by R.GIRISH-------------------//
#include
#include
#include
#define DHT11 A0
const int ok = A1
const int UP = A2
const int DOWN = A3
const int bulb = A4
const int vap = A5
const int rs = 12
const int en = 11
const int d4 = 5
const int d5 = 4
const int d6 = 3
const int d7 = 2
int ack = 0
int pos = 0
int sec = 0
int Min = 0
int hrs = 0
int T_threshold = 25
int H_threshold = 35
int SET = 0
int Direction = 0
boolean T_condition = true
boolean H_condition = true
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7)
Servo motor
dht DHT
void setup()
{
pinMode(ok, INPUT)
pinMode(UP, INPUT)
pinMode(DOWN, INPUT)
pinMode(bulb, OUTPUT)
pinMode(vap, OUTPUT)
digitalWrite(bulb, LOW)
digitalWrite(vap, LOW)
digitalWrite(ok, HIGH)
digitalWrite(UP, HIGH)
digitalWrite(DOWN, HIGH)
motor.attach(7)
motor.write(pos)
lcd.begin(16, 2)
Serial.begin(9600)
lcd.setCursor(5, 0)
lcd.print('Digital')
lcd.setCursor(4, 1)
lcd.print('Incubator')
delay(1500)
}
void loop()
{
if (SET == 0)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0, 0)
lcd.print('Set Temperature:')
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print(T_threshold)
lcd.print(' *C')
while (T_condition)
{
if (digitalRead(UP) == LOW)
{
T_threshold = T_threshold + 1
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print(T_threshold)
lcd.print(' *C')
delay(200)
}
if (digitalRead(DOWN) == LOW)
{
T_threshold = T_threshold - 1
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print(T_threshold)
lcd.print(' *C')
delay(200)
}
if (digitalRead(ok) == LOW)
{
delay(200)
T_condition = false
}
}
lcd.clear()
lcd.setCursor(0, 0)
lcd.print('Set Humidity:')
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print(H_threshold)
lcd.print('%')
delay(100)
while (H_condition)
{
if (digitalRead(UP) == LOW)
{
H_threshold = H_threshold + 1
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print(H_threshold)
lcd.print('%')
delay(100)
}
if (digitalRead(DOWN) == LOW)
{
H_threshold = H_threshold - 1
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print(H_threshold)
lcd.print('%')
delay(200)
}
if (digitalRead(ok) == LOW)
{
delay(100)
H_condition = false
}
}
SET = 1
}
ack = 0
int chk = DHT.read11(DHT11)
switch (chk)
{
case DHTLIB_ERROR_CONNECT:
ack = 1
break
}
if (ack == 0)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0, 0)
lcd.print('Temp:')
lcd.print(DHT.temperature)
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print('Humidity:')
lcd.print(DHT.humidity)
if (DHT.temperature >= T_threshold)
{
delay(3000)
if (DHT.temperature >= T_threshold)
{
digitalWrite(bulb, LOW)
}
}
if (DHT.humidity >= H_threshold)
{
delay(3000)
if (DHT.humidity >= H_threshold)
{
digitalWrite(vap, LOW)
}
}
if (DHT.temperature {
delay(3000)
if (DHT.temperature {
digitalWrite(bulb, HIGH)
}
}
if (DHT.humidity {
delay(3000)
if (DHT.humidity {
digitalWrite(vap, HIGH)
}
}
sec = sec + 1
if (sec == 60)
{
sec = 0
Min = Min + 1
}
if (Min == 60)
{
Min = 0
hrs = hrs + 1
}
if (hrs == 8 && Min == 0 && sec == 0)
{
for (pos = 0 pos <= 180 pos += 1)
{
motor.write(pos)
delay(25)
}
}
if (hrs == 16 && Min == 0 && sec == 0)
{
hrs = 0
for (pos = 180 pos >= 0 pos -= 1)
{
motor.write(pos)
delay(25)
}
}
}
if (ack == 1)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0, 0)
lcd.print('No Sensor data.')
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print('System Halted.')
digitalWrite(bulb, LOW)
digitalWrite(vap, LOW)
}
delay(1000)
}
//------------------Program Developed by R.GIRISH-------------------//

كيفية تشغيل الدائرة:

· مع اكتمال إعداد الأجهزة والأجهزة ، قم بتشغيل الدائرة.

· تعرض الشاشة 'ضبط درجة الحرارة' اضغط على الزر لأعلى أو لأسفل للحصول على درجة الحرارة المطلوبة واضغط على 'زر ضبط'.

الآن تعرض الشاشة 'ضبط الرطوبة' ، اضغط على الأزرار لأعلى أو لأسفل للحصول على الرطوبة المطلوبة واضغط على 'زر ضبط'.

· يبدأ عمل الحاضنة.

يرجى الرجوع إلى الإنترنت أو الحصول على مشورة من محترف لمعرفة مستوى درجة الحرارة والرطوبة للبيض.

إذا كان لديك أي سؤال محدد بخصوص دائرة التحكم في درجة حرارة حاضنة Arduino الأوتوماتيكية والرطوبة ، فلا تتردد في التعبير عنها في قسم التعليقات. قد تتلقى ردًا سريعًا.