Warum „nur“ die eigenen vier Wände automatisieren? Auch Tiere wie z.B. Hühner, leben in einem kleinen Haus, welches sich durchaus lohnt zu automatisieren.
Eigene Hühner im Garten sind praktisch, wenn man gerne Tiere hat und Eier mag. Jedoch brauchen Tiere auch Zeit. Das Ziel des Projektes, den täglichen Zeitaufwand zu minimieren.
Was braucht ein Huhn:
- Futter
- Wasser
- Auslauf, mit Schutz von nächtlichen Jägern (z.B. Fuchs)
- Ein Stall, in welchem es nicht zu warm aber auch nicht zu kalt wird
Wie können die Bedürfnisse des Huhns mit jenen von mir abgestimmt werden:
Die Idee ist, Daten vor Ort im Stall mit Sensoren zu sammeln. Über Aktoren werden Interaktionen ausgeführt. Als Zentralle kommt der Arduino Mikrokontroller zum Einsatz. Der Mikrokontroller wird seine Daten, via LoRa in die Cloud senden. So sind die Daten von Fern einsehbar.
Arduino, das Herz
Arduino ist ein Mikrokontroller, welcher relativ einfach zu programmieren ist. Es gibt ganz gute Anleitungen im Internet dazu.
Es gibt verschiedene Boards, mit mehr oder weniger Ein- /Ausgänge sowie verschieden starke Prozessoren. Für diese Anwendung verwende ich den Arduino Mega.
LoRa Gatway
Der Arduino Mega braucht noch ein LoRa-Gatway. Dafür wird er mit einem Zusatzboard erweitert, welches aufgesteckt wird.
Ich entscheide mich für das Dragino LoRa Shield – 868MHz v1.4 – Arduino. Für das Board gibt es fertige Liberys, welche eine Verbindung mit The Things Network herstellen.
Futter
Das Futter selber, ist nicht digital. Der Füllstand des Futtertroges jedoch schon, voll =1, leer = 0. Wenn der Füllstand auf 0 ist, sollte der Futtertrog wohl aufgefüllt werden
Als Sensor verwende ich Waveshare VL53L0X ToF Entfernungssensor, welcher Distanzen von 30 – 2000mm misst. Angeschlossen wir der Sensor via I2C Bus an den Arduino.
Wasser
Beim Wasser, gilt das gleiche Konzept wie beim Futter, da geht es rein um eine Füllstandüberwachung des Tankes. Ich verwende da den gleichen Sensor wie bei Futter ein Waveshare VL53L0X ToF.
Auslauf
Hühner sind während dem Tag gerne draussen auf der Wiese und in der Nacht im Sicheren Stall. Der Zugang zu der Wiese, soll durch eine Klappe verschliessbar sein.
In der Nacht sind die Hühner so vor Jäger, wie der Fuchs, geschützt.
Das Automatisieren der klappe hilft da. Am Morgen, wenn es hell wird öffnen, am Abend wieder schliessen.
Dazu braucht es einen Helligkeitssensor, um Tag und Nacht zu erkennen. Ein Motor, um die Klappe zu öffnen und schliessen.
Als Lichtsensor genügt einen einfacher Photowiderstand welcher am Analog-In, des Arduino angeschlossen ist und so daten sendet. Als Produkt kommt die M5Stack Light Sensor Unit zum einsatz.
Um den Motor anzusteuern, braucht es ein Motorencontroller, da der Arduino nicht ausgelegt ist, so grosse Leistungen anzusteuern. Da die Konstruktion der Klappe noch nicht fertig ist, nehme ich mal ein Kontroller mit zwei Ausgänge: Arduino Motor Shild Rev3
Stallklima
Im Stall darf es im Sommer nicht zu heiss und im Winter nicht zu kalt werden.
Für die Überwachung kommt einen Thermometer zum Einsatz. Dieser kommuniziert auch wieder mit dem Arudino. Zum Einsatz kommt ein MAX6675 mit einem hitzebeständigen Thermoelement (K-Type), bei bastelgarage.ch gibt es das als Set.
Im Sommer wird so einen Ventilator eingeschaltet, um den Stall aktiv zu belüften. Der Ventilator wird über ein Relay angeschlossen. Es findet keine Regelung statt, nur Ein oder Aus. Ein zweiter Ausgang wird vorbereitet, dass im Winter, falls nötig, ein Elektroofen eingeschaltet werden kann. Von Arduino gibt es da auch ein Aufsteckmodul mit Lastrelais, Arduino 4 Relays Shield.
Material definiert – wie weiter ?
Das Material ist nun definiert, was nicht schon zu Hause ist, wird nun noch bestellt.
Die Arudino Komponenten und das LoRa Gaatewas, lassen sich ganz einfach aufeinander stecken, das schafft jeder, der auch schon mit Elektronik zu tun hatte. Für die Sensoren braucht es schon etwas mehr, es müssen Kabel konfektioniert werden und z.T. gelötet werden. Aber auch das ist zu schaffen.
Die grösste Herausforderung für mich, kommt nun mit der Software. Bei allen Sensoren und Boards gibt es Beispiele. Als einzelne Komponente funktionieren diese auch, im Verbund leider noch nicht. Da bin ich jetzt auf das Internet und angewiesen und auf meine Nerven. Ich bin aber zuversichtlich früher oder später ans Ziel zu kommen. Aktuell sind es „leider“ erst Einzelteile welche auf meinem Pult rumliegen…
Links:
Material zum basteln: bastelgarage.ch
Lora Network: thethingsnetwork.org
Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen: blv.admin.ch
Wenn man nicht so viel basteln mag: finnibus.com, die LoRa Anbindung fehlt da aber.
