Inkubator do jaj własnej roboty

Prawie rok temu pisałem o zakupie inkubatora lęgowego do jaj. Ciągle jednak Swojska Zagroda się rozrasta i jej mieszkańców przybywa. Stąd też nasz inkubator zaczął stawać się zbyt mały i coraz mniej wystarczający.

Z racji posiadania dużej ilości części elektronicznych, które leżały niewykorzystane głęboko w szufladzie przez długi czas oraz z faktu posiadania kilku dni wolnego, postanowiłem zbudować własny inkubator do jaj oparty na mikrokontrolerze Arduino.

Zdaję sobie sprawę, że zapewne pojawią się od razu zdania typu „Po co?”, „Dlaczego?”, „Przecież można było prościej, łatwiej, taniej…”. Owszem – to prawda. Na popularnym portalu aukcyjnym na literę A. można kupić najprostszy termostat z przekaźnikiem 220V za kilkanaście złotych lub też dedykowany dla inkubatorów lęgowych termostat za kilkadziesiąt złotych. Do tego podpinamy żarówkę grzewczą, grzałkę lub przewód grzewczy. Dodatkowo jeszcze wiatraczek (dla lepszego rozprowadzania ciepłego powietrza) i gotowe! No prawie gotowe, bo oczywiście należy jeszcze stworzyć jakieś w miarę szczelne termicznie „opakowanie”, do którego włożymy sprzęt i jaja, ale tutaj już mamy szerokie pole do popisu.

Ja jednak nieco utrudniłem sobie zadanie, tworząc inkubator bardziej „od zera”. Dlaczego? Z kilku prozaicznych powodów.

Po pierwsze chciałem mieć większą kontrolę nad tym urządzeniem. Użycie komputera Arduino zamiast tradycyjnego termostatu daje olbrzymie możliwości w funkcjonowaniu całego klujnika. Dzięki niemu mamy możliwość zaprogramowania wielu mniej lub bardziej zaawansowanych algorytmów pracy grzałki, wiatraków a nawet i automatycznego obracania jaj.

Po drugie, jak wspomniałem wcześniej, posiadałem dużo niewykorzystanych części elektronicznych – w tym samą płytkę Arduino. Części te już spory czas temu zamówiłem na którymś z popularnych, chińskich sklepów internetowych. Trafiłem wtedy na jakąś mega okazję i części te kupiłem za jakąś 1/5 cen jakie musielibyśmy zapłacić na runku polskim. Stąd też użycie tych części było bardzo opłacalne.

Po trzecie – jak na prawdziwego przystało Polaka, zadałem sobie kluczowe, retoryczne pytanie: „Ja nie dam rady?”. No i chciałem sobie udowodnić, że dam 😉

To tyle tytułem wstępu. Przejdźmy już do konkretów.

Do zbudowania całej konstrukcji inkubatora użyłem starą szafkę nocną (nakastlik). Została ona przeze mnie obita od środka matą termoizolacyjną (styropian + folia aluminiowa). Do przytwierdzenia jej posłużył mi zszywacz tapicerski (taker).

Z listewek zbiłem dwie szuflady (z przegrodą po środku). Pod spód tych szuflad przytwierdziłem metalowe siatki – to na nich mają spoczywać jaja.

Najważniejszym elementem w wylęgarce do jaj jest oczywiście system ogrzewania. Postawiłem w tym wypadku na sylikonowy przewód grzewczy. Taki sam jaki stosuje się między innymi w terrariach. Jego moc wynosi 80W, a długość – 8 metrów. Doszedłem do wniosku, że wybór ten będzie najlepszym z możliwych. Ogrzewanie za pomocą żarówek byłoby moim zdaniem złym rozwiązaniem po pierwsze ze względu na zajmowanie w inkubatorze cennego miejsca, a po drugie ze względu na nierównomierne ogrzewanie.

Tak więc wspomniany kabel grzejny został oprowadzony po czterech ścianach inkubatora (z wyjątkiem tylnej ściany i drzwiczek).

Najwięcej przewodu grzewczego umieściłem na górnej ścianie (suficie), pod którą zamontowałem dwa duże wiatraki 12V – takie same jak używa się do chłodzenia w komputerach). Obracają się one w ten sposób, że zasysają ciepłe powietrze z góry i wpychają je w dół klujnika.

Niestety po zakończeniu projektu i kilku dniach testów okazało się, że wiatraki te nie do końca spełniają swoją rolę. Różnica temperatury pomiędzy górną częścią klujnika, a dolną wynosiła prawie 2 stopnie Celsjusza. Musiałem w jakiś sposób temu zaradzić poprzez większy ruch powietrza wewnątrz inkubatora. Jako trzeci wentylator zastosowałem więc wiatraczek USB, który domyślnie ma służyć do podpinania do laptopa/smartfona i chłodzenia się w gorące dni.

Jak na razie okazał się on zdecydowanie sprawniejszy od wentylatorów komputerowych 12V. Pomimo tego, że jego śmigło jest niewielkich rozmiarów, to jednak jego obroty są bardzo szybkie i to sprawia, że generuje on solidny podmuch wiatru. Dzięki niemu, ciepłe powietrze z góry jest dobrze spychane w dół wylęgarki, przez co temperatura jest znacznie bardziej wyrównana. Zdaję sobie jednak sprawę z tego, że tego typu wiatraczki mają znacznie krótszą żywotność aniżeli wentylatory komputerowe (chociażby z racji zdecydowanie szybszych obrotów). Jak na razie minęło dopiero kilka dni od zamontowania go, więc od oficjalnej oceny wstrzymam się jeszcze.

No i teraz przejdziemy do serca całego urządzenia – mikrokontrolera Arduino, który steruje podzespołami i kontroluje bezpieczeństwo.

Użyłem do tego celu płytki Arduino Uno.

Do niej podpiąłem:

Czujnik temperatury DS18B20

Wyświetlacz LCD HD44780

Przekaźnik 230V

Buzzer (brzęczyk) 3.3-5V

Ilość przewodów przy połączonym układzie może nieco przerażać swoją ilością, ale wynika to wyłącznie z faktu, że nie skupiałem się zbytnio na estetyce łączenia kabli – w gruncie rzeczy zależało mi na tym, bym jak najszybciej mógł inkubator uruchomić i włożyć do niego indycze jajka. W rzeczywistości układ ten jest zdecydowanie prostszy, niż by się miało wydawać po zdjęciach:

Musiałem oczywiście zaprogramować odpowiedni skrypt dla Arduino, który sterowałby tymi wszystkimi podzespołami.

W dużym skrócie działa on w ten sposób, że co 5 sekund pobiera temperaturę z czujnika DS18B20. Czujnik ten jest oczywiście umieszczony wewnątrz inkubatora, pomiędzy górną a dolną półką.

Jednocześnie po każdym co 5-sekundowym odczytem temperatura ta jest wysyłana i wyświetlana na ekran LCD.

W tym cyklu programu sprawdzamy też, czy temperatura wynosi tyle ile powinna wynosić. W moim wypadku optymalna temperatura ustawiona została na 38 stopni Celsjusza. Co 5 sekund uruchamiana jest w skrypcie instrukcja warunkowa, która sprawdza czy obecna temperatura jest większa czy równa lub mniejsza niż temperatura docelowa.

Jeśli temperatura jest większa niż ustawiona, to przekaźnik 230V otwiera obwód przewodu grzewczego, przez co zwyczajnie ona nie grzeje. Informacja o tym zostaje również wyświetlona na ekranie wyświetlacza. Stan ten ze względów bezpieczeństwa jest oczywiście stanem domyślnym. Czyli jeślibyśmy odłączyli zasilanie to przekaźnik samoczynnie ustawia się w ten stan.

W sytuacji natomiast, gdy obecna temperatura jest równa lub mniejsza od ustawionej temperatury optymalnej, przekaźnik zamyka obwód grzałki i zaczyna ona grzać. O tym stanie również informuje nas wiadomość na ekranie LCD.

I cały ten proces powtarza się co 5 sekund.

Tym sposobem w inkubatorze cały czas panuje temperatura o amplitudzie nie większej niż 0.5 stopnia.

Ostatnim elementem, który ma pełnić rolę alarmu ostrzegawczego w sytuacjach awaryjnych jest brzęczyk. W skrypcie Arduino zamieściłem też instrukcję warunkową, która za każdym razem sprawdza też, czy temperatura w inkubatorze z jakiegoś powodu nie przekroczyła przypadkiem temperatury krytycznie wysokiej (39.5 C) lub krytycznie niskiej (34 C). Jeśli by do takiej sytuacji doszło (np. z powodu awarii przekaźnika, przypadkowego otwarcia drzwiczek czy też (nie daj Bóg) pożaru, to uruchamiany zostaje sygnał dźwiękowy.

Przy alarmie dźwiękowym pojawił się tylko jeden problem – gdy otwierałem klujnik w celu np. obrócenia jajek to temperatura gwałtownie spadała na parę minut i włączał się buzzer. Poradziłem sobie z tym w ten sposób, że w tym czasie, gdy otwieram klujnik to restartuję Arduino. Po każdym restarcie płytki Arduino, na wyświetlaczu z prawej strony pojawia się odliczanie – od 50 w dół, co 5 sekund o 1 mniej. Proces odliczania trwa więc ok. 4 minut. Prze ten czas skrypt ma ignorować przekroczenie temperatur krytycznych. czas na przeprowadzenie wszelkich prac i na nagrzanie się inkubatora z powrotem do optymalnej temperatury bez włączania się irytującego alarmu dźwiękowego.

Dla zainteresowanych osób wrzucam cały kod źródłowy skryptu. Znajduje się on tutaj.

Przekaźnik 230V, który zastosowałem jest podwójny. Miałem zamiar podpiąć pod niego również obwód kabli od wiatraków, by mieć też możliwość włączania/wyłączania ich z poziomu skryptu Arduino. Stwierdziłem jednak że to jest zbyteczne, ponieważ wiatraki i tak muszą pracować cały czas. Stąd też są one wpięte na stałe do zasilania.

 

Cały inkubator jak na razie działa dobrze. Temperatura jest utrzymywana cały czas na odpowiednim poziomie. Wilgotność również. Dzieje się to za sprawą umieszczenia na samym dole klujnika tacki z wodą o której oczywiście nigdy nie można zapomnieć! Jestem bardzo zadowolony ze swojej pracy. Jedynie jeszcze ciągle testuję wspomniany wcześniej nawiew, ażeby wyrównać najbardziej jak to tylko możliwe różnicę temperatur pomiędzy górną a dolną półką. Mam nadzieję, że nowy pomocniczy wiatraczek spełni swoją pracę.

Opisywany rok temu inkubator, który kupiłem oraz ten zrobiony samodzielnie, dają mi obecnie już naprawdę dużą przestrzeń do jaj, co będzie pozwalało coraz bardziej się rozrastać Swojskiej Zagrodzie.

Jeśli macie jakiekolwiek pytania – piszcie. Chętnie na nie odpowiem oraz ew. pomogę, doradzę itd. przy budowie Waszego inkubatora.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Facebook