Максима можно назвать мастером на все руки. Он попробовал себя в разных бизнесах и сейчас занимается обустройством фермы, на которой выращивает птицу. В планах у него начать выращивать коров, построить молочный цех для производства выдержанных сыров и металлообрабатывающее производство полного цикла.
Конечно, у любого мастера есть любимый, проверенный временем набор инструментов. В этот набор Максим шесть лет назад добавил контроллер Wiren Board с модулями расширения. С его помощью он автоматизировал теплицу, свой умный дом, птичник с индюшками, а теперь применил его на ферме по выращиванию страусов и другой птицы и планирует использовать в цехе металлообработки. Также устройства Wiren Board собирают телеметрию с экспериментального инкубатора, который разрабатывает Максим.
Максим сравнивает контроллер Wiren Board со швейцарским ножом: он настолько универсален, что помогает в совершенно разных проектах. Мы посетили ферму мастера под Алматы, чтобы воочию в этом убедиться и рассказать читателям. Кстати, о проектах Максима вы можете узнать на его канале «Курлык».
Решение купить ферму
Полтора года назад Максим купил замшелую ферму в плачевном состоянии, пришлось заново прокладывать инженерные коммуникации, вкладывать много финансовых средств в ремонт — ни конца ни края этому не видно. Здесь он занимается разведением страусов, кур и павлинов. Планирует с ростом стада начать производить мясные продукты. Ну и постепенно развивает инфраструктуру для поддержания работы хозяйства.
Дополнительные фото
Страусы бонусом
Стадо африканских стр��усов — ростом почти под три метра и по 120 кг каждый — досталось Максиму вместе с фермой. Опыта никакого не было, пришлось разбираться с нуля. Максим даже пригласил владельца московской компании «Русский страус» Татьяну Вострикову для помощи. Потихоньку-помаленьку освоил, как ухаживать за этими чудными птицами. Теперь осталось добиться их стабильного размножения, но о проблемах на этом пути расскажем чуть ниже.
Средняя продолжительность жизни страусов составляет 75 лет. Однако они требуют особого ухода, например любые проблемы с ногами приводят к гибели птицы: у страуса есть преджелудок, который перетирает пищу при помощи камешков, и если птица перестает двигаться, её пищеварение нарушается. В холодное время года страусы живут в вольерах внутри большого отапливаемого помещения с контролем температуры и влажности. Здесь птицам комфортно, они защищены от неблагоприятных погодных условий. В теплое время страусов переводят в уличные вольеры, а также выпускают на летние пастбища.
Кстати, об отоплении: Максим установил угольный котел-автомат «Горыныч», который нагревает теплоноситель. В теплопункте организовано несколько контуров отопления. Регулирование тепловой мощности количественное — температура “подачи” во всех контурах одинаковая, а производительность насосов меняется. Об этом расскажем подробнее, поскольку решение нестандартное.
Каждый насос штатно оснащен ручным трехпозиционным переключателем оборотов. Максим отключил его, а провода подключил к релейному модулю WBIO-DO-R1G-16. Благодаря такому шагу можно автоматически управлять производительностью насосов без использования частотников. Пусть управление всего трехступенчатое, но его хватает.
Приточки в вольерах нет, только вытяжка, вентиляторами которой тоже можно управлять.
Дополнительные фото
Не каждое яйцо становится птицей
Инкубация птиц — это процесс выведения молодняка из яиц в специально оборудованных инкубаторах. Всё начинается с того, что снесенные яйца собирают и хранят в подходящих условиях в течение недели, чтобы накопить достаточное количество для загрузки.
Затем яйца помещают в инкубатор, где на протяжении примерно трех недель поддерживают необходимую температуру и влажность. Поддерживают по графику: если в начале инкубации требуемая влажность 20-30%, то в последние 3-4 дня — 50-60%. Требования к температуре и интенсивности переворачивания яиц тоже меняются.
После вылупления птенцов перемещают в брудеры — камеры с подогревом и регулируемым освещением, где они растут и набираются сил. Подросших птиц переводят в загоны или курятники, где они продолжают развиваться в комфортных условиях. Благодаря такому поэтапному подходу получается создать идеальные условия для каждой стадии жизни птицы.
Под инкубаторий выделили довольно большое помещение 12×18 м, предназначенное исключительно для инкубации страусиных и куриных яиц. Здесь установили три инкубатора для страусов и пять ��нкубаторов для кур: два больших — на 4000 яиц и три малых — на 700 яиц. Приточный воздух проходит через фильтр и ультрафиолетовую лампу для обеззараживания.
Производительность семьи — 2–3 яйца в неделю. Пары подбирают, исходя из производительности и качества потомства. Перед стартом инкубации яйца хранят в холодильнике при температуре 14-16 градусов .
На 5-7 день инкубации яйца необходимо овоскопировать. Специалист оценивает состояние яиц: оплодотворенное оно или нет, расположение и размер воздушного пузыря, отсутствие повреждений или следов недоразвития. Яйца неоплодотворенные и с отклонениями утилизируют.
Предыдущий владелец фермы установил инкубаторы с китайскими блоками автоматики, но из-за недостаточной точности были большие потери яиц, зародыши погибали. Дело в том, что яйца очень чувствительны к температуре и влажности. Отклонение температуры больше чем на полградуса уже недопустимо. Влажность при этом должна быть низкой, 20-30%. Поэтому в инкубаторы встроена система осушения. Яйца в инкубаторах не лежат статически, встроенная механика наклоняет лотки с яйцами в разные стороны, симулируя переворачивание яиц в природе.
Максиму «в наследство» достались также инкубаторы «Мультилайф» российского производства, которые подходят для страусиных и куриных яиц. Они были лучше, но тоже с серьезными недостатками. Чтобы разобраться с причинами он начал собственные исследования. Для изучения температурного градиента в объеме инкубатора Максим оборудовал его датчиками температуры 1wire (около двух десятков), установил психрометр и периодически фиксировал показания. Причем датчики температуры Максим прикреплял непосредственно к страусиным яйцам. Оказалось, встроенная система вентиляции с ТЭНами нагревает пространство инкубатора очень неравномерно, что вызывает проблемы инкубации.
Помучавшись с инкубаторами, Максим решил их доработать. Он заказал тангенциальные вентиляторы и экспериментирует с ними, чтобы получить равномерную температуру в точках расположения яиц. Если эксперимент окажется удачным, Максим начнет производить собственные инкубаторы, как раз и цех металлообработки к этому времени построит.
При инкубации куриных яиц тоже нужно строго соблюдать режим, разве что влажность так сильно снижать не требуется. Негативный опыт был с 720 чешскими инкубационными яйцами, которые просто сварились из-за сбоя калибровки температуры китайской автоматики. Индикаторы показывали нормальный режим работы, но по факту нагрев был на 1,5-2 градуса выше. Пришлось смириться с убытком в 500 евро.
Что касается страусов, из порядка 100 яиц удалось получить меньше 20 цыплят, но и они все погибли по разным причинам. Часть смертей произошла из-за ошибок в выращивании, часть — из-за естественного падежа, который у страусов особенно высок в первые 2-3 месяца жизни. Некоторые проблемы были связаны с ошибками на этапе инкубации. Также причины гибели продолжают изучать, не исключая возможные генетические факторы.
Инкубаторы подключены к системе резервного питания мощностью 10 КВА, которая обеспечивает бесперебойную работу даже при перебоях с электричеством. Состояние ИБП также опрашивает контроллер Wiren Board через RS-232.
Дополнительные фото
Идеальные условия в брудерных
Когда цыплята вылупляются, их переселяют в брудеры (камеры для выращивания молодняка). Они уже раздельные для каждого вида птиц. Кроме того, брудеры для страусов и для остальных птиц распределили по двум физически разнесенным помещениям - брудерным комнатам, которые оснащены отдельной приточно-вытяжной вентиляцией с подогревом, фильтром и УФ-лампой для обеззараживания.
Брудер представляет собой большой ящик с несколькими секциями, у каждой отдельная крышка. В брудере температура и освещенность поддерживаются по графику. Передние стенки брудера прозрачные, поэтому в чем-то он напоминает большой аквариум. Внутри каждого брудера Максим установил две IP-камеры, чтобы следить за состоянием птицы в режиме реального времени.
В брудерной комнате поддерживаются свои параметры микроклимата: температура, вла��ность и уровень CO₂. Для этого в ней установили комбинированные датчики WB-MSW, которые измеряют указанные характеристики. Температура в брудерной комнате должна быть, минимум, на 3-4 градуса ниже, чем в брудерах.
Для автоматического управления и диспетчеризации Максим установил контроллер Wiren Board с модулями в шкафу автоматизации. Контроллер поддерживает необходимую температуру в брудерной комнате, управляя количеством теплоносителя, подаваемого в систему отопления. Если мощности недостаточно, дополнительно включаются электрические обогреватели. Чтобы поддерживать необходимую влажность, автоматика включает осушитель.
Автоматика также поддерживает работу УФ-ламп для дезинфекции и управляет вытяжной вентиляцией.
В брудерах каждую нагревательную ИК-лампу мощностью 250 Вт подключили к отдельному каналу диммера WB-MDM3 (шесть ламп на два модуля), а освещение регулируют с помощью диммеров LED-лент WB-LED (установили четырехцветную ленту). Для контроля температуры используют модули WB-M1W2 с датчиками 1-Wire. Вся они подключены к контроллеру через интерфейс RS-485. Программное обеспечение контроллера позволяет задать график работы систем, который учитывает 2-3-недельный цикл роста птиц: температура в брудерах постепенно снижается, а график освещения меняется, имитируя плавное наступление «дня» и «ночи». Такой подход обеспечивает комфортные условия для роста и развития цыплят.
Сначала Максим проверил работу брудеров на куриных цыплятах. Из инкубатора в первой партии поступили порядка 100 цыплят четырёх пород кур. На первое время их разместили в одной секции для совместного выращивания, а потом разделили по породам. Куриные брудеры собраны в стойки с тремя уровнями, то есть одна стойка содержит три брудера. И каждый из брудеров можно разделить на две секции. Освещение в каждой секции независимое, одна стойка задействует шесть каналов диммирования модуля WB-LED в шкафу. После переселения цыплята адаптировались к новым условиям: активно перемещались, ели и отдыхали. Когда подросли, их перевели в птичник на первом этаже.
Второй вывод составил 720 цыплят из чешских инкубационных яиц, однако партия была потеряна из-за перегрева — яйца буквально «сварились», о чем мы написали выше. Третий вывод, состоящий из порядка 300 венгерских яиц, оказался успешным: удалось вывести около 86% птенцов, что считается хорошим результатом. Именно эту партию цыплят перевели в новый птичник на втором этаже, где они продолжили расти.
К сожалению, со страусятами все вышло неудачно. Чтобы ноги у них не разъезжались, сначала на дно брудера поместили слой ковролина. Часть птенцов через какое-то время погибла. Когда сделали вскрытие, то обнаружили, что желудок забит ворсинками ковролина — оказывается, птицы его склевывали. Ковролин заменили перфорированными резиновыми ковриками, но выходить новых страусят все равно не удалось. В качестве возможной проблемы Максим называет близкородственное скрещивание. Предыдущий хозяин не проводил никакой селекции, страусы спаривались бесконтрольно. Чтобы проверить это предположение, Максим планирует заказать партию яиц из Южной Африк��, после чего проведет их через инкубацию. Страусы на ферме тоже африканские, но так как есть предположение о генетическом вырождении маточного стада, Максим рассматривает вопрос обновления кровей.
Дополнительные фото
Автоматизируем птичник
На втором этаже здания недавно построили птичник. На момент посещения в нем было порядка 150 куриц-несушек и пять петухов. Остальных петухов отселили в помещение на первом этаже, скоро они станут украшением стола.
Задача птичника — производство яиц. Максим продает яйца друзьям и знакомым, подчеркивая их экологичность. Породы птиц выбрали таким образом, что они несут и зелен��е, и коричневые яйца.
В птичнике установили универсальный датчик WB-MSW, который измеряет температуру, влажность и CO₂, а также освещенность. Мы с удивлением узнали, что для кур очень важны яркость света и длина светового дня. Если параметры подобраны неверно, то куры начинают клевать друг друга, причем насмерть. Максим поддерживает правильные параметры (доступны в справочной документации) светового дня, причем на «закат» и «рассвет» выделено полчаса, когда свет плавно диммируется.
В птичнике можно увидеть ряд поилок и ряд кормушек на тросах. При уборке тросы позволяют приподнять поилки/кормушки, чтобы не мешались. Подача воды в поилки автоматическая из двух емкостей. Две емкости нужны, чтобы дать птице витамины: заполняем емкость водой, дозируем витамины, после чего ждем ее опорожнения. Затем переводим поилки на вторую емкость с чистой водой.
Подачу корма тоже автоматизировали, но уже через Wiren Board. Реле приводит в действие шнековый привод, который транспортирует корм в кормушки.
В птичнике тоже установили радиаторы отопления, система регулирует нагрев. Приточной вентиляции здесь нет, для регулировки влажности используется вытяжка. Максим планирует летом добавить приточную вентиляцию с испарительной системой охлаждения. Летом в Алмате жарко, а курам надо +27 градусов максимум.
Максим объяснил, что влажность в птичнике нужно поддерживать на уровне 50-60%. Тогда птицы пьют мало, помет не становится слишком жидким, убираться в птичнике можно реже. Также при такой влажности хорошо работают бактерии в подстилке, которые перерабатывают помет птицы.
Дополнительные фото
Как Wiren Board помогает выращивать страусов
Максим построил систему с несколькими уровнями управления. На верхнем уровне установили сервер x86 с виртуальными машинами NodeRED, InfluxDB и т.д. Он отвечает за сбор информации с контроллеров Wiren Board и передачу в облако.
На втором уровне расположены контроллеры Wiren Board. Пока на ферме два контроллера в щитах первого этажа (вольеры страусов, брудерные, инкубаторий) и второго (птичник). Когда будет готов цех металлообработки, контроллер добавят и туда. На контроллерах для сценариев автоматизации тоже установили оболочку визуального программирования Node-RED.
На нижнем уровне — реле, диммеры и другие устройства автоматизации, а также датчики.
Посмотрим, какое оборудование автоматизации установил Максим в щитах. Начнем с щита первого этажа.
Контроллер Wiren Board 7. Программируемый контроллер для автоматизации. Он управляет всеми подключенными модулями и собирает данные с датчиков.
WBIO-DO-R10A-8 (3 шт.) Модули с релейными выходами, предназначенные для управлени�� исполнительными устройствами: обогревателями, лампами освещения и вентиляторами. Каждый модуль предлагает 8 реле с возможностью переключения нагрузки до 10 А.
WBIO-DI-HVD-16 (2 шт.) Модули используют для контроля наличия напряжения на линиях питания брудеров и инкубаторов. Это критичные нагрузки и необходима оперативная реакция. Оповещение пока работает через телеграм бота. Планируется подключить уличные извещатели в местах постоянного нахождения персонала.
WB-MAP12E. Многоканальный модуль измерения электроэнергии.
Контроллер Wiren Board 7 в щите первого этажа отвечает за управление всеми брудерами и инкубаторами, это одна из его базовых задач.
Дополнительные фото
Счетчик электроэнергии WB-MAP12E Максим еще не подключил, но планирует использовать полученные с него данные по потреблению электроэнергии различными компонентами производства (инкубаторы, брудеры…) для финансового анализа.
Интересно, что после пусконаладки выявили неожиданную проблему: мыши. Они забирались в шкаф и грызли витую пару. Причем снаружи шкафа ее не трогали. Пришлось уплотнить кабельные вводы.
Также в брудерной страусов на первом этаже установили отдельный щит освещения с модулем реле WB-MR6C v3 для отключения общего освещения по ночам и при отсутствии движения в помещении. В здании Максим добавил еще модули реле WB-MR6C v3, которые отвечают за автоматизацию света во всех помещениях.
В промежуточном щите страусятника установили модули WBIO-DO-R10A-8 и WBIO-DO-R1G-16 для циркуляционных насосов. В котельной модуль WBIO-DO-R1G-16 управляет котлом и насосами, вытяжкой. С помощью датчика WB-MSW здесь отслеживаем температуру.
Перейдем к щиту на втором этаже для умного птичника.
Контроллер Wiren Board 7. Программируемый контроллер для автоматизации. Он управляет всеми подключенными модулями и собирает данные с датчиков.
WBIO-DO-R1G-16. Модуль релейного выхода на 16 каналов для управления нагрузками.
WB-MDM3 (3 шт.). Модули для диммирования освещения.
WB-MIO-E v2. Шлюз Modbus-Ethernet (на будущее, когда Максим уберет из щита контроллер Wiren Board 7 и переключит модули на контроллер первого этажа).
Заключение
Любому мастеру нужен надежный и проверенный временем инструмент, который не подведет в трудный момент. Таким инструментом для Максима стал контроллер Wiren Board. Его можно гибко конфигурировать, доступен широкий ассортимент модулей, поэтому инструмент получается приспособить для любых потребностей фермы: птичник, вольеры со страусами, брудерные, инкубатории. Скоро к ним добавятся цех металлообработки и молочный цех.
Если же нужно отладить какое-либо оборудование, тот же инкубатор, то и здесь спасает контроллер автоматизации: достаточно обвешать устройство датчиками, после чего анализировать показания.
А что вы думаете о подобном «швейцарском ноже»? Можете ли вы привести случаи из жизни, когда вас выручал контроллер автоматизации?
