Inkubator mit Arduino mit automatischer Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung

In diesem Beitrag werden wir einen Inkubator mit Arduino bauen, der seine Temperatur und Luftfeuchtigkeit selbst regulieren kann. Dieses Projekt wurde von Herrn Imran yousaf vorgeschlagen, der ein begeisterter Leser dieser Website ist.

Einführung

Dieses Projekt wurde gemäß den Vorschlägen von Herrn Imran entworfen, es wurden jedoch einige zusätzliche Änderungen vorgenommen, um dieses Projekt universell für alle geeignet zu machen.

Sie können Ihre Kreativität und Fantasie einsetzen, um dieses Projekt zu realisieren.

Lassen Sie uns verstehen, was ein Inkubator ist. (Für Noobs)

Der Inkubator ist ein geschlossenes Gerät, dessen interne Umgebung von der Umgebung isoliert ist.

Dies soll ein günstiges Umfeld für die zu pflegende Probe schaffen. Beispielsweise werden Inkubatoren verwendet, um mikrobielle Organismen in Laboratorien zu züchten, Inkubatoren werden in Krankenhäusern verwendet, um Frühgeborene zu versorgen.

Die Art von Inkubator, die wir in diesem Projekt bauen werden, dient zum Schlüpfen von Hühnereiern oder anderen Vogeleiern.

Allen Inkubatoren ist eines gemeinsam: Sie regulieren Temperatur und Luftfeuchtigkeit und sorgen für eine ausreichende Sauerstoffversorgung.

Sie können Temperatur und Luftfeuchtigkeit einstellen, indem Sie die mitgelieferten Tasten drücken. Außerdem werden die Innentemperatur und Luftfeuchtigkeit in Echtzeit angezeigt. Sobald beide Parameter eingestellt sind, werden das Heizelement (Glühlampe) und der Verdampfer (Luftbefeuchter) automatisch so gesteuert, dass der Sollwert erreicht wird.

Lassen Sie uns nun den Apparat und das Design des Inkubators verstehen.

Das Gehäuse des Inkubators kann aus Styropor / Thermocol-Box oder Acrylglas bestehen, das eine gute Wärmeisolierung bieten kann. Ich würde Styropor / Thermocol-Box empfehlen, mit der man leichter arbeiten kann.

Gerätedesign:

Eine 25-Watt-Glühbirne dient als Wärmequelle. Eine höhere Leistung kann die Eier in einem kleinen Behälter verletzen. Die Luftfeuchtigkeit wird vom Verdampfer bereitgestellt. Sie können den Verdampfer ähnlich wie unten gezeigt verwenden.

Es entsteht ein dicker Dampfstrom, der in den Inkubator eintritt. Der Dampf kann über jedes flexible Rohr transportiert werden.

Der flexible Schlauch kann wie folgt aussehen:

Der Dampf kann von oben in die Styropor- / Thermocol-Box einströmen, wie im Gerätedesign gezeigt, so dass überschüssige Wärme durch die Feuchtigkeitskontrolllöcher entweicht und die Eier weniger verletzt.

Es gibt einen Zylinder, der Eier mit mehreren Löchern trägt und mit einem Servomotor verbunden ist. Der Servomotor dreht den Zylinder alle 8 Stunden um 180 Grad, wodurch die Eier gedreht werden.

Die Rotation der Eier verhindert, dass der Embryo an der Schalenmembran haftet, und sorgt auch für Kontakt mit dem Nahrungsmaterial im Ei, insbesondere im frühen Stadium der Inkubation.

Der rotierende Zylinder muss mehrere Löcher aufweisen, damit eine ordnungsgemäße Luftzirkulation gewährleistet ist, und der Zylinder muss auf beiden Seiten hohl sein.

Der rotierende Zylinder kann ein PVC-Rohr oder ein Pappzylinder sein.

Fügen Sie einen Eisstock an beiden Enden des Hohlzylinders so ein, dass der Eisstock zwei gleiche Halbkreise bildet. Fügen Sie den Arm des Servomotors in die Mitte der Eisdiele ein. Auf der anderen Seite ein Loch stechen und einen Zahnstocher fest einfügen.

Setzen Sie den Zahnstocher in die Box ein und kleben Sie das Servo an die gegenüberliegende Wand in der Box. Der Zylinder muss so horizontal wie möglich bleiben, jetzt kann sich der Zylinder drehen, wenn sich der Servomotor dreht.

Und ja, nutzen Sie Ihre Kreativität, um die Dinge besser zu machen.

Wenn Sie mehr Eier aufnehmen möchten, stellen Sie mehr solcher Zylinder her, und mehrere Servomotoren können an denselben Steuerleitungsstift angeschlossen werden.

Die Feuchtigkeitskontrolllöcher können hergestellt werden, indem ein Bleistift durch die Styropor- / Thermocol-Box oben gesteckt wird. Wenn Sie viele unnötige Löcher gemacht haben oder wenn Feuchtigkeit oder Temperatur zu schnell entweichen, können Sie einige der Löcher mit Elektro- oder Klebeband abdecken.

Der DHT11-Sensor ist das Herzstück des Projekts. Er kann in der Mitte von vier beliebigen Seiten des Inkubators (innen) platziert werden, jedoch nicht in der Nähe des Kolbens oder des Feuchtigkeitseinlassrohrs.

CPU-Lüfter können wie im Gerätedesign für die Luftzirkulation gezeigt platziert werden. Verwenden Sie für eine ordnungsgemäße Luftzirkulation mindestens zwei Lüfter drücken die Luft in die entgegengesetzte Richtung Beispiel: Einer der CPU-Lüfter drückt nach unten und ein anderer CPU-Lüfter drückt nach oben.

Die meisten CPU-Lüfter arbeiten mit 12 V, aber mit 9 V funktioniert es einwandfrei.

Das ist alles über den Apparat. Lassen Sie uns nun über die Schaltung diskutieren.

Schematische Darstellung:

Die obige Schaltung ist für die Verbindung von Arduino zu LCD vorgesehen. Stellen Sie das 10K-Potentiometer ein, um den LCD-Kontrast einzustellen.

Das Arduino ist das Gehirn des Projekts. Es gibt 3 Drucktasten zum Einstellen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Der Pin A5 steuert das Relais für den Verdampfer und A4 für die Glühlampe. Der DHT11-Sensor ist an Pin A0 angeschlossen. Die Stifte A1, A2 und A3 werden für Drucktasten verwendet.

Der Pin Nr. 7 (Nicht-PWM-Pin) ist mit dem Steuerkabel des Servomotors verbunden. Mehrere Servomotoren können mit Pin Nr. 7 verbunden werden. Es gibt ein Missverständnis, dass Servomotoren nur mit PWM-Pins von Arduino funktionieren, was nicht stimmt. Es funktioniert auch problemlos mit Nicht-PWM-Pins.

Schließen Sie eine Diode 1N4007 in Sperrrichtung über die Relaisspule an, um Hochspannungsspitzen beim Ein- und Ausschalten zu vermeiden.

Netzteil:

Das oben genannte Netzteil kann 9 V und 5 V für Relais-, Arduino-, Servomotor- (SG90) und CPU-Lüfter bereitstellen. Die DC-Buchse dient zur Stromversorgung des Arduino.

Verwenden Sie Kühlkörper für die Spannungsregler.

Damit ist die Stromversorgung abgeschlossen.

Laden Sie den DHT-Sensor der Bibliothek herunter:

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

Programmcode:

//------------------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-------------------//

So bedienen Sie die Schaltung:

· Schalten Sie den Stromkreis nach Abschluss der Hardware- und Geräteeinrichtung ein.

· Das Display zeigt 'Temperatur einstellen' an. Drücken Sie die Auf- oder Ab-Taste, um die gewünschte Temperatur zu erhalten, und drücken Sie die 'Einstell-Taste'.

· Jetzt zeigt das Display „Luftfeuchtigkeit einstellen“ an. Drücken Sie die Auf- oder Ab-Tasten, um die gewünschte Luftfeuchtigkeit zu erhalten, und drücken Sie die Taste „Einstellen“.

· Es beginnt die Funktion des Inkubators.

Bitte beziehen Sie sich auf das Internet oder lassen Sie sich von einem Fachmann bezüglich der Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Eier beraten.

Wenn Sie spezielle Fragen zu diesem Temperatur- und Feuchtigkeitsregelkreis des automatischen Inkubators von Arduino haben, können Sie diese gerne im Kommentarbereich äußern. Möglicherweise erhalten Sie eine schnelle Antwort.