Создаем полностью автоматическую ферму

    Продолжаем обзор деятельность нашего Хакспейс-клуба.

    Родилась идея сделать очень практичную вещь, автоматическую ферму. Дело в том, что мы живем в Сибири и часто ездим отдыхать в Крым. На берегу моря у нас есть мини-гостиница и вот, что бы она не простаивала большую часть года, решили сделать около нее ферму, свежую курятинку отдыхающим гостям к столу совсем не лишнее будет. А так как мы живем за 4500 километров от Крыма, то нужно сделать ферму полностью автоматизированной с удаленным управление и видео-наблюдением.



    Для начала, думаю, заведем курочек, по крайней мере у меня родители держали кур, я знаю как за ними ухаживать.
    Мозги решили сделать на Raspberry Pi, некогда уже было заморачиваться с контроллером, (через неделю отпуск, еду в Крым) нужно прикручивать к нему интернет для управления. А на Raspberry Pi на борту уже все есть.
    Сразу же настроили сторожевой таймер, так называемый WatchDog (сторожевой пес), что бы при зависании системы, Raspberry Pi перегружался автоматически. Процесс настройки не буду описывать подробно об этом можно почитать, например, вот здесь.

    В качестве драйвера двигателей и клапанов подачи воды использовали сборку на микросхеме l298n. Двигатели постоянного тока с редуктором. Клапан для подачи воды используем от стиральной машинки на 220 вольт. Сейчас заказали на 12 вольт, все-таки безопасней, мало ли курам что взбредет.

    Получилось как на фото:



    Тут нет ни каких премудростей, Каждый драйвер принимает 4 сигнала с CPIO Raspberry Pi и выдает усиленное логическое 0 или 1 для двигателя или клапана.

    Использовали три сборки драйвера двигателей, получилось 12 выходов для подключения двигателей и клапанов воды. Обратной связи на начальном этапе конструирование фермы не предполагается. Контроль будем осуществлять по видеокамере. В дальнейшем необходимо будет сделать контроль тока двигателей, что бы можно было автоматически включить реверс, либо остановить двигатель в случае застревания и контроль уровня воды в поилке.

    Программу написали на С, используя библиотеку WiringPi, в интернете ее легко найти. Программа в бесконечном цикле считывает системное время и если наступило время 6 часов утра, 12 дня или 19 вечера, то она включает последовательно клапан подачи воды – наполняет поилки с водопроводной трубы, двигатель одного корма, двигатель второго корма и третьего, что бы разнообразить рацион питания питомцев.

    Листинг программы.

    полный код можно посмотреть здесь.
    /*  cc -o kura kura.c -L/usr/local/lib -lwiringPi
     * kura.c:
     *     
     */
    
    #include <wiringPi.h>
    #include <wiringSerial.h>
    #include <stdio.h>
    #include <time.h>
    
    
    int main (void)
    {
    for(;;)
    {
    
         time_t rawtime;
         struct tm * timeinfo;
         time ( &rawtime );
         timeinfo = localtime ( &rawtime );
         printf ( "datetime %s\n", asctime (timeinfo) );
        int tt_hour = timeinfo->tm_hour;
        int tt_min = timeinfo->tm_min;
        int tt_sec = timeinfo->tm_sec;
         printf ( "hour - %d\n", tt_hour);
         printf ( "min - %d\n", tt_min);
    
         if ((tt_hour == 06 & tt_min == 01 & tt_sec == 01) || (tt_hour == 12 & tt_min == 01 & tt_sec == 01) || (tt_hour == 19 & tt_min == 01 & tt_sec == 01))
        {
         korm(25);
         printf ( "datetime %d\n", tt_hour);
        }
    }
      return 0;
    }
    
    int korm (int _p)
    {
      printf("korm0\n");
    
    // 1 draiver motora
      int pin0 = 0;    //11 noga
      int pin1 = 1;    //12
      int pin3 = 3;    //15
      int pin4 = 4;    //16
    
    // 2 draiver motora
      int pin7 = 7;    //7 noga
      int pin5 = 5;    //18
      int pin6 = 6;    //22
      int pin10 = 10;  //24
    
    // 3 draiver motora
      int pin11 = 11;   //26 noga
      int pin12 = 12;   //19
      int pin13 = 13;   //21
      int pin14 = 14;   //23
    
      int i;
      if (wiringPiSetup() == -1)
        return (1);
      pinMode(pin0, OUTPUT);
      pinMode(pin1, OUTPUT);
      pinMode(pin3, OUTPUT);
      pinMode(pin4, OUTPUT);
    
      pinMode(pin7, OUTPUT);
      pinMode(pin5, OUTPUT);
      pinMode(pin6, OUTPUT);
      pinMode(pin10, OUTPUT);
    
      pinMode(pin11, OUTPUT);
      pinMode(pin12, OUTPUT);
      pinMode(pin13, OUTPUT);
      pinMode(pin14, OUTPUT);
    
      printf("korm1\n");
    
    for(i = 0; i <= _p; i++)
    {
    //    digitalWrite(pin1, 0);
    //    digitalWrite(pin2, 0);
        digitalWrite(pin0, 0);
        digitalWrite(pin1, 1);
        printf("Motor On\n");
        delay(4500);
    //    digitalWrite(pin1, 0);
        digitalWrite(pin0, 0);
        digitalWrite(pin1, 0);
    //    digitalWrite(pin14, 0);
        printf("Motor Off\n");
        delay(1500);
    }
    return (0);
    }
    
    
    


    В последствии легко поменять программу, просто удаленно зайти на Raspberкy Pi убить процесс и запустить новую программу, которая будет давать, например утром один корм, вечером другой.

    Видел в интернете множество конструкций бункерной кормушки без всякой электроники типа такой:



    Есть у них один большой недостаток, кур надо кормить разнообразным кормом, а при такой кормушке, они с начало съедят самый вкусный корм, например за месяц, а потом, будут оставшиеся 2 месяца, есть другой корм. Опять-таки слеживание корма, когда он вообще перестанет поступать и наверно еще есть недостатки…

    Конструкцию кормушки путем общего обсуждения решили сделать на основе вертикального шнека. Если делать просто открывание заслонки или горизонтальный шнек под бункером, то корм может слеживаться, а при вертикальном шнеке есть шанс, что корм будет размешиваться.



    Кроме того, на месте подумаю над тем, что бы поставить двигатель для вибрации бункера.
    Включать его буду отдельной программой, удаленно, при необходимости.
    Двигатели решили подключить, так, что бы можно было включить реверс. Хоть это и расточительно для Raspbery Pi использовать два выхода CPIO для одного двигателя постоянного тока, зато есть реверс, который позволит при застревании, хоть что-то сделать.
    Итого из 12-ти CPIO — 8 на двигатели шнека 2 на основное и резервное водоснабжение и 2 на вибромоторы. Может на месте в процессе монтажа что-то изменим.
    В следующий раз мы в Крым поедим в июле, т.е три месяца ферма должна проработать в автоматическом режиме. Рассчитаем необходимый объем корма:
    Одной курицы нужно в день в среднем 150 грамм корма, 3 месяца 13,5 кг, 10 кур съест за 3 месяца 135 кг. В итоге достаточно сделать три кормушки по 50 кг. Ну еще одну сделаю для резерва, которую будем включать удаленно при необходимости.
    Кур собираюсь взять месячных или двухмесячных, до 5 месяцев они яйца не несут, поэтому робота собирающего яйца пока не надо делать.
    Пол курятника сделаю из сетки, под ней под наклоном профлист, по которому все отходы будут стекать в выварку.
    Подготовил основательные кронштейны для мотора. Заказал и уже сварили:



    Емкости для корма на месте буду искать, может, у жестянщика закажу сделать огромные воронки.

    Подготовил несколько муфт и двигателей. Двигатели на 12 вольт, 20-35 RPM, крутящий момент 10 кг/см. и другие на 150 RPM крутящий момент 5 Кг/см.



    Причем несовершенство самодельных муфт пойдет на пользу кормушке. Лишнее биение, длинные болты не позволят корму слежаться.

    В лабораторных условиях все отлажено, работает. Как на практике это все будет действовать, одни куры знают. Но в любом случае им голодная смерть не угрожает, если увижу по камерам что-то не так, у нас родственники живут в 30-ти километрах от мини-гостиницы. Позвоню, приедут и спасут нашу живность.
    Хакспейс клуб «minirobot»
    32,00
    Компания
    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    Комментарии 45

      +37
      робота собирающего яйца пока не надо делать

      Если все же придется, делайте его в виде волка с корзинкой!
        +16
        А робота, убирающего дохлых кур (ну мало ли что с ними может случиться), можно сделать каким-то таким:
        image
        +2
        Неловкий вопрос.
        А постоянное нахождение какого-либо человека на ферме планируется?
        На случай ЧП…
          +7
          За порядком пусть следит робоцып
            0
            Я же написал в статье, Пол курятника сделаю из сетки, под ней под наклоном профлист, по которому все отходы будут стекать в выварку.
              0
              Ну допустим можно сжатым воздухом выдувать. А вот убирать вы его как будете?
                0
                Да, сено просто так не упадет через решетку пола. Может пол открывающийся сделать, или скребок какой-нибудь.
            0
            Вот если бы я делал поилку, то сделал бы подачу воды по принципу унитаза: уровень ниже заданного, механизм открывает клапан и наполняет корыто. Система надёжнее и дешевле.
            С кормушкой сложнее. Не знаю как у вас, а у меня на 30 кур в день уходит почти ведро зерна, 20 литров молочных отходов и, в сезон, солидно так травы. Так что, я думаю, проблемы слёживания корма как таковой нет. Нужно просто настроить подачу порциями в корыто с равномерным распределением по его длине. Они будут копаться и сами не дадут залежаться. А чтобы ничего не раскидали, просто борта делать чуть выше.
            А вот робот, который бы чистил курятник и сыпал по площади сено, или чем вы там посыпаете, был бы интересен.
              0
              слёживания корма имеется ввиду в бункере, до того как он поступил курам. В бункере когда долго будет лежать, корм гигроскопичный и будет слеживаться. Для того, что бы этого не произошло, мы шнек поместили внутрь бункера.
              Насчет посыпания сена, идея очень хорошая и актуальная но как ее осуществить не знаю. Какой исполнительный механизм сделать? Вот с опилками будет проще. Но на сколько я знаю сено лучше.
                0
                слеживание корма, это имеется ввиду в бункере, до того как он поступит курам. Вот поэтому шнек и установили внутрь бункера.
                  0
                  Нет, постоянного человека не планируется, в этом весь и смысл полностью автоматической фермы.
                  +1
                  А что у вас кот какой-то пришибленный?
                  А если серьёзно, то куры не только кушают но и пьют, гуляют, болеют, гадят, ведут себя непотребно, уходят с незнакомыми дядями и не возвращаются, как это решать будете?
                    +1
                    Кот — это искусственный робокот, правда похож на настоящего? Поилку я описал в статье, сделаем клапан на водопроводной трубе. Гулять будут в закрытом вальере, гадить я тоже описал в статье, будет сеточка на полу, а под ней профлист по которому все отходы будут стекать в выварку водой. С незнакомыми дядями они не уйдут с вальера. Насчет болеют, если по камерам увижу что-то не ладное то у нас родственники живут в 30-ти километрах от мини-гостиницы. Позвоню, приедут и спасут нашу живность.
                    +6
                    Почему-то как только вижу на Хабре слово «ферма» — сразу первая мысль — кто-то собрался майнить биткойны…
                      +2
                      Похоже, но не очень. Такая ферма майнит яйца. Даже точнее просто конвертирует воду, зерно и немного других продуктов в яйца, а потом, при желании, еще и в мясо птицы.
                      Походу, для человека больше пользы, чем от виртуальных биткоинов. Ценность биткоинов может исчезнуть в один миг, а яйцо вот оно — настоящее (хоть и не долговечное).
                      Но ИТ-фермы, да, меньше воняют :)
                      +3
                      Чето как то наивно и оптимистично выглядит. У меня дед когда состарился от кур избавился, мол ему хлопотно с ними возиться стало. Лет 25 их держал наверное. А тут полная автоматика. Утопия. Разве что будет человек который раз в неделю хотя бы будет их навещать.
                        +3
                        Самому не верится, но по расчетам, если конструкцию курятника хорошо продумать, думаю получится. Как построю напишу отчет. Возможно и одну камеру сделаю доступной для всех.
                          +10
                          Угу горячие цыпочки онлайн без регистрации и смс!
                            0
                            Ну горячии они будут на сковородке потом. А за фразу Вашу плюсую с удовольствием.
                        0
                        А если пропадет электричество? Есть гарантии что все проснется и будет функционировать как нужно?

                        з.ы: В Вашем видео забавнее всего следить за реакцией котика. Особенно на 1:40
                            0
                            Если для сбора яиц сделать автомат, и добавить монетоприемник, то яйца можно продавать что не скапливались. Или продавать за вебмани и добавать сканнер чеков, чтобы отвадить охотников за наличкой.
                              0
                              А можно еще сделать автомат по изготовлению яичницы из яиц и сразу за вэбмани продовать готовый продукт. Правда надо еще прицепить квадрокоптер который эту яичницу по запросу доставит в нужное место.
                            0
                            Котик — это робо-котик, правда похож на настоящего? Электричество я зарезервирую от солнечных батарей с аккумулятором… Ну даже если все пропадет, то при появлении электричества RaspberryPI должна заработать в любом случае.
                            0
                            Часов-то на RPi нету, вы хоть синхронизируетесь?
                              0
                              как нет часов а вот:
                              root@raspberrypi:~# date
                              Tue Mar 17 14:37:53 YEKT 2015
                                0
                                Они ж такты считают и сбрасываются при потере питания. Правда про наличие интернета я подзабыл.
                                  +1
                                  Да, интернет будет, будет и синхронизация.
                                    0
                                    Ну всё равно надо учесть пропадание света в 11:00 и последующую его подачу в 13:00
                                      0
                                      Да, ценное замечание. Нужно подумать. Отлавливать эти моменты и при появлении света, давать курам двойную порцию.
                              0
                              «Есть у них один большой недостаток, кур надо кормить разнообразным кормом, а при такой кормушке, они с начало съедят самый вкусный корм, например за месяц, а потом, будут оставшиеся 2 месяца, есть другой корм»
                              — Эта проблема легко решается так: заранее смешать вкусный и невкусный корм в нужной пропорции, и пусть едят одну смесь.
                              По моему Dihalt прав, слишком оптимистично, за животными надо следить. Проще нанять соседскую бабульку их кормить. Да и потом, без присмотра сопрут же.
                                0
                                Зато фотки воришек будут.
                                  +1
                                  Забор с колючкой и под напряжением спасет от воришек :)
                                    +2
                                    да и шашлык пожарит из курочек — будет чем в тюрьме питаться
                                    0
                                    Смешать корм можно если использовать пассивную кормушку как в статье, а вот как бороться с гигроскопичность корма, слежится и в трубе он и останется. А если просто вывалить корм в большую кормушку, то они будут грести своими лапами и клювом искать вкусный корм, а невкусный затаптывать.
                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                      0
                                      2. Да, вибромотор нужно будет делать, Есть глупая идея, но можно использовать вибраторы которые в магазинах интим продаются.
                                      3. Насчет селитры спасибо за замечания, действительно упустил из виду, тут даже не знаю что делать.
                                      4. С вываркой я подозревал, что не хватит, есть небольшая идейка на этот счет. Есть у меня фекальный насос, который можно будет удаленно включать и периодически очищать выварку.
                                      5. Профлист, тоже коррозийность не брал в счет. Спасибо. Покрою профлист полиэтиленом укрепленным.
                                      7. Сделаю курам насесты и полочки деревянные, обычно они там не опорожняются, там они спят.
                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                          0
                                          2. Вибратор повеселил. Это ж какой мощности он должен быть? Вибратор для слонов?
                                            0
                                            точно )))
                                            0
                                            Есть у меня пара объектов — выгоняют биогаз из bullshit, т.е. коровьего навоза. У них там проблема с серой. Вплоть до того, что жрёт медь на дорожках плат в системе управления.
                                          0
                                          Одна из статей, сообщающих: «Мы начинаем интересный эксперимент». Теперь все читатели (и я тоже) будут с нетерпением ждать результатов :) Что ж, ждём.
                                            0
                                            Что насчёт крыс?
                                            Корм в будет металлических ёмкостях, надеюсь.
                                            Они через время смогут распознать «ненастоящесть» кота.
                                              0
                                              против крыс у меня есть идея — малина переодически будет включать промышленный отпугиватель крыс. Емкости конечно металические сделаем. Кота научим новым движениям :))
                                              0
                                              Фактически, задача автоматизации многократно решалась на обычных птицефермах, и конструкция полов давно отработана, и многие другие вопросы. И литературы, уверен, немало про это.
                                                +1
                                                А я подумал, что про Майнкрафт статья:-)
                                                  0
                                                  Вот мне на почту написал читатель хабрахабра — Юрий К. очень дельные предложения:
                                                  1. Зачем на каждый мотор отдельный пин реверса? Все четыре реверса можно завести на один GPIO выход. Если авария, то останавливаем все двигатели, выставляем реверс и двигаем только заклинивший мотор.
                                                  2. Вертикальный шнек плохая идея, поверьте мне =) Лучше наклонный
                                                  а. На шнек давит куча зерна сверху, при заполненном бункере вызывает заклинивание
                                                  б. Через вертикальный шнек без задвижки сыпучий продукт постоянно «утекает»
                                                  в. Перемешивающий эффект от шнека отсутствует чуть менее, чем полностью. Продукт забирается только тот, с которым есть непосредственный контакт. Шнеком выскребается такая цилиндрическая полость в продукте и все, подача прекращается.
                                                  г. Обслуживание двигателя затруднено, как и его охлаждение
                                                  3. Корпус трубы шнека из пластика, тоже спорный выбор- вы забываете про статику, корм будет налипать на стенки, комковаться и вызывать заклинивание шнека
                                                  4. А вот ось шнека из пластиковой трубы с толстыми стенками на удивление очень хорошо себя показала, она оказалась более долговечной, чем стальная труба, как это не удивительно… Т.е. у шнека ось из пластика, а сам шнек из железа, части его спирали сварены или спаяны между собой. Можно попробовать, наверное, и крепление заклепками. Спираль делалась из дисков, кажется… Металл крепился к пластику вплавлением «язычков». Шнек с такой осью получался гибким, поэтому ему были не страшны огрехи изготовления, его биения не давали комковаться продукту. При заторах он аммортизировал и не ломался сам, не повреждал редуктор и довольно легко освобождался реверсом.
                                                  5. Вибраторы должны быть довольно мощными, иначе бесполезны. Запускать их проще одновременно со шнеками- так что отдельные пины им не очень нужны. На бункеры над шнеками ставили даже не вибраторы, а «стучалки». Громко и не панацея, мешалки все же ИМХО эффективней. См. картинку во вложении. Редуктор с числом по-больше и пусть она медленно, но с хорошим усилием и постоянно ворошит корм у стенок, тогда он по-любому будет осыпаться вниз, а оттуда его шнек заберет. Как вариант, в нижней части мешалки добавить лопаточки или еще одну или две горизонтальные штанги, чтобы сыпучесть улучшить или маленький (один виток) шнек вертикальный изобразить перед воронкой… Это уже на корм надо смотреть, как он себя поведет.
                                                  6. На мотор-редукторы лучше поставить датчики вращения, чтобы отслеживать заклинивание. Или же на шнеки / мешалки, чтобы заодно отслеживать и поломку муфты и/или оси. Датчики можно простейшие, типа магнита на подвижных частях и герконов/магнитодиодов напротив. Задаем в программе максимально допустимое время между импульсами и по его превышению вызываем аварийное отключение привода. Опять же по количеству оборотов шнека можно регулировать выдаваемое количество корма.
                                                  7. Проблему с пропущенными кормлениями из-за перебоев с электроэнергией легко решить логированием выполненных заданий, если при подаче питания с момента последнего удачного задания прошло более часа- выполнить дополнительную кормежку вне расписания. В зависимости от количества пропущенных кормежек и оставшегося до следующей кормежки времени, можно выдать только половину порции и увеличенную.

                                                  Как-то так, больше предложений пока на ум не приходит =)
                                                    0
                                                    очень замечательные предложения, думаю полсе прочтения этих предложений сделать кормушки разного типа и на несколько больше. это повысит жизнеспособность фермы — а это главное
                                                    0
                                                    Что-бы корм не слеживался — советуют в бункер вмонтировать трубку, что-бы воздухом перемешивать корм. Нужно будет установить компрессор, который самостоятельно подкачивает свой бак и нужен клапан который сможет выдержать давление 8 бар. Вот где его только достать? Не подскажите в автомобилях используются такие электромагнитные клапаны?
                                                      0
                                                      Нужно будет установить компрессор, который самостоятельно подкачивает свой бак и нужен клапан который сможет выдержать давление 8 бар.


                                                      Любой компрессор(не автомобильный, а бытовой, который с баллоном) набирает давление, если видит что оно упало. Надежность у них хорошая, могут работать без присмотра. Правда, при работе шумят довольно сильно.
                                                      Клапаны вот такого плана: www.terainvest.ru/catalog/zap-armatura/klapany-elektromagnitnye
                                                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                        0
                                                        Какой-то куриный концлагерь получается.
                                                        Боюсь не много кур доживут до расстрела.
                                                        И кушать таких кур не рекомендую никому )
                                                          0
                                                          Ну я понимаю фразу — Боюсь не много кур доживут до расстрела. А почему кушать таких кур не рекомендую никому). Они, что от тоски по человеческому обществу испортятся? или станут генно-модифицированными, кстати именно таких кур мы в магазинах покупаем, вскормленных на генно модифицированном корме. Вот их как раз я бы не рекомендовал кушать.
                                                            0
                                                            Ну курочкам надо гулять, двигаться, солнце. У меня сложилось впечатление, что они будут в бункере.
                                                            Кто их будет осматривать, прививать если что? За этим тоже нужно следить.
                                                            Сейчас кур действительно лучше не употреблять в еду (фабричных).
                                                              0
                                                              Ну курочкам надо гулять, двигаться, солнце

                                                              Смотря для чего. Если вам важна их культурная жизнь, то им нужно гулять, двигаться и солнце. Если вам нужны их яйца и мясо, им нужно правильное питание, вода и уборка отходов.
                                                              Кстати, я как раз настоятельно рекомендую питаться фабричной едой, а не домашней с рынка. Просто потому, что птицефабрика вынуждена соблюдать и технологию выращивания, и санитарные условия. А торговцев на рынке никто особо не контролирует, там может быть всё, что угодно. И можете быть также уверены, что куры, которые предназначались для продажи, у «частников» также живут не в пятизвездочном отеле. Какая-нибудь загаженная клетка метр на метр, дешевый корм, и немытая баба Дуня, которая им его подсыпает да головы в конце процесса посворачивает.
                                                                0
                                                                Я магазинную курицу не могу кушать. Она не вкусная и плохо пахнет.
                                                                Как вы думаете, кормят-ли на фабриках кур ускорителями роста и антибиотиками?
                                                                  0
                                                                  Кормят, конечно. Но почему вы решили, что домашних кур не кормят? Те куры, которых продают на рынке, точно так же обычно накачаны химией. Интересы-то у всех продавцов одинаковые — откормить по максимуму и продать подороже :) Разница лишь в том, что химия в фабричных курах с большей вероятностью будет безвредной для человека. А что «домашние» куры вкуснее, это в общем-то самовнушение. Свежая курица и там, и там на вкус хорошая. Несвежая и там, и там плохая.
                                                                    0
                                                                    Вот. Фабричных кормят 100%. А домашних 50/50.
                                                                    Химия там не безвредная )
                                                                    По качеству мяса именно фабричная мне не нравится. Вкуса никакого в ней нет имхо. В домашней как повезет.

                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                        Самое читаемое