Oświetlenie klatek hodowlanych cz. 2

W drugiej części artykułu chciałbym przedstawić kolejne rozwiązania związane z oświetlaniem klatek hodowlanych.

Automatyczne wygaszanie światła

Jeśli hodowla ma okna to wskazane jest wykorzystywanie światła słonecznego. Pomiędzy układ sterowania, a układ RAMPA, dołączyłem wyłącznik zmierzchowy AZH-S 12V, który automatycznie wyłącza oświetlenie w klatkach kiedy naświetlenie pomieszczenia hodowlanego osiągnie ustawioną wartość. Tym samym jak pomieszczenie hodowlane jest oświetlane promieniami słońca to wyłącza się oświetlenie w klatkach.

wyłącznik zmierzchowy AZH-S 12V

Wyłącznik zmierzchowy zasilany jest napięciem 12 V więc nie ma żadnego niebezpieczeństwa przebicia napięcia sieciowego. Podłączany jest on (jak wyłącznik) do sygnału sterującego układu Rampa – światło nie gaśnie nagle, ale wygasza się jak w przypadku zmierzchu. Jak w hodowli robi się ciemno światło powoli się rozjaśnia. W zależności od warunków może być konieczne owinięcie czujnika oświetlenia np. żółtą taśmą izolacyjną lub zastosowanie innej osłony, gdyż jest on ustawiony na znacznie mniejszy poziom oświetlenia. Po właściwym ustawieniu układ sprawuje się znakomicie.

 

Sterowanie oświetleniem

W pierwszej części artykułu opisałem wykorzystanie komputera i płytki z przekaźnikami do sterowania światłem. Po dalszych próbach stwierdziłem, że do sterowania może się świetnie nadawać układ Raspberry P2 model B. Jest to „mikrokomputer” wyposażony w procesor Broadcom BCM2836 900MHz quad-core oraz 1 GB pamięci RAM, co w zupełności wystarcza do naszych potrzeb teraźniejszych i przyszłych.

układ Raspberry

Do uruchomienia układu niezbędne jest:

• Raspberry Pi2 model B (175 zł)
• układ przekaźników (10-40 zł)
• obudowa (nie jest niezbędna, ale zabezpiecza mikrokomputer) 30-40 zł
• zasilacz z przewodem (ładowarka do tabletu/smartfonu) (30-50 zł)
• karta pamięci microSD 4 GB (15 zł)
• podłączenie do sieci Internet (przewodowe lub karta WiFi-USB)
• oprogramowanie – system operacyjny jest darmowy

Od razu wyjaśniam – układ ten nie ma wbudowanego zegara czasu rzeczywistego więc podczas uruchomienia i następnie co określony interwał pobiera aktualny czas z internetu. Można dokupić moduł zegara lecz jest to wydatek rzędu 60-100 zł.

Moduł przekaźnikowy należy dokupić osobno – na szczęście nie jest to duży wydatek. Dostępne są moduły 1, 2, 4, 8 przekaźnikowe, w zależności od potrzeb. Teoretycznie do sterowania jednym kanałem światła wystarczy jeden przekaźnik – sygnał sterujący. Ja wykorzystuję dwa przekaźniki – jeden podaje sygnał sterujący, a drugi odłącza zasilanie w nocy. Do sterowania dwoma kolorami światła (biały i czerwony) wykorzystuję 4 przekaźniki.

płytka przekaźnika jednokanałowa

płytka przekaźnika czterokanałowa

płytka przekaźnika ośmiokanałowa

Oczywiście kupiłem wersję ośmioprzekaźnikową i mam jeszcze cztery kanały do wykorzystania w przyszłości.

Do sterowania układem wybrałem oprogramowanie Raspbian – system operacyjny oparty na Linuxie-Debianie. Jest to zdecydowanie najlepszy wybór gdyż ten system operacyjny jest przeznaczony do długotrwałej pracy bez konieczności resetowania systemu, a duża możliwość konfiguracji pozwala na wiele dodatkowych zastosowań.

Oprogramowanie (w wersji v0.9 🙂 ) opiera się na skrypcie Bash, który jest wywoływany dwa razy dziennie – jeden skrypt obsługuje świt, a drugi zmierzch. Dodatkowo w logach zapisywana jest każda zmiana stanu wyjść przekaźników – ostatnie kilka wpisów może być wyświetlane za pomocą przeglądarki internetowej. W tej wersji oprogramowania daty i odpowiadające im godziny zostały zapisane w pliku tekstowym – tym samym każdy hodowca może ustalić własne godziny.

Możliwe jest stworzenie prostej (lub rozbudowanej) strony WWW, przez którą można podglądać aktualny stan oświetlenia (jak również temperaturę, wilgotność w hodowli, a także obraz z kamerki USB). Można też sterować oświetleniem za pomocą tej strony, np. kiedy spieszymy się do hodowli z nowymi kanarkami, a tam już robi się ciemno. Jedno kliknięcie zatrzyma zmianę oświetlenia i możemy spokojnie nowe kanarki umieścić w swoich klatkach. Strona taka jest dostępna za pomocą dowolnego komputera lub smartfonu.

Zalety:

• „komputeryzacja” hodowli 🙂
• automatyczna zmiana długości dnia zapewnia pełny roczny cykl lęgowy, a tym samym lepsze wyniki w lęgach,
• zmiana długości dnia zmienia się płynnie – skok czasu pomiędzy dniami nie przekracza 5 minut, co nie jest zauważalne dla ptaków,
• automatyczne dostosowanie w czasie „przesuwania zegarów”,
•  łatwe dostosowanie długości dnia do swoich potrzeb – edycja pliku tekstowego,
• możliwość sterowania i podglądu stanu za pomocą dowolnego komputera podłączonego do internetu lub smartfona – przez przeglądarkę internetową,
• bardzo niski pobór mocy – ok. 3 watów co nie jest osiągalne za pomocą komputera stacjonarnego (80-500 w) lub laptopa (40-70 w). Roczny koszt pracy urządzenia to ok. 14 zł.
• możliwość wykorzystania układu do sterowania innymi rzeczami, np. oświetleniem nocnym, zamykaniem i otwieraniem rolet okiennych, wentylacją, nawilżaczem itp.
• możliwość wykorzystania komputera również do innych celów, np. strumieniowanie obrazu z kamery USB do dowolnego miejsca (np. smartfon),
• możliwość zdalnego dostępu do systemu, co pozwala na pomoc w konfiguracji.

Wady:

• koszt zakupu urządzenia,
• podłączenie urządzenia,
• przerwy w dostawie prądu elektrycznego
• wymagane zasilanie i ew. dostęp do sieci Internet

System operacyjny jest darmowy i można go ściągnąć z internetu. Problem w tym, że instalacja może być trochę skomplikowana dla osób, które nigdy tego nie robiły. Z drugiej strony jeśli ktoś zna się na programowaniu może napisać dowolny program i dostosować sterowanie dokładnie do swoich potrzeb.

Po przetestowaniu działania mojego oprogramowania mogę wysłać osobom zainteresowanym kartę pamięci z nagranym na niej systemem operacyjnym i oprogramowaniem sterującym tak, że po jej włożeniu do urządzenia raspberry układ będzie gotowy do pracy. Być może będzie możliwość zamówienia zmontowanego i uruchomionego układu.

Poniżej przedstawiam filmik z testów. Razpberry zasilany z baterii, połączony z siecią za pomocą WiFi USB, układ 8 przekaźników sterowanych przez smartfon. Jak widać warunki testowania nie były proste:

Monitorowanie temperatury i wilgotności

Aby np. monitorować temperaturę i wilgotność wystarczy dokupić czujnik (wykorzystałem DHT22 – 30 zł), napisać krótki program i tak można już umieszczać dane na swojej stronie lub oglądać przez smartfona:

Temperatura z ostatnich 24 godzin


Wilgotność z ostatnich 24 godzin

Dane zapisują się co 10 minut do pliku tekstowego (logu) i w każdej chwili można zobaczyć zarówno bieżącą wartość jak i wartość z dowolnego czasu lub wykres zawierający wybrany okres czasu.