孩提记忆新做的----- 智能孵化器孵化鹌鹑

zhang209a · 发表于 2016-5-4 21:09

本帖最后由 zhang209a 于 2016-5-4 21:25 编辑

孵化器

1.缘起

小时候常能看到母鸡孵小鸡，长大了到了城市母鸡孵小鸡成了回忆，而下一代人，只能通过电视和书本才能知道蛋是能够孵出小鸡的。为了提高小朋友的感性认识，特地利用IntoRobot平台制作了个孵蛋器，并买鹌鹑蛋做实验。

孵化器可以孵化鹌鹑、鸡、鸭等禽类。鹌鹑蛋、鸡蛋、鸭蛋的孵化需要满足以下条件：

1.孵化的最基础的条件就是要使用受精蛋。

2.需要将孵化器的温湿度控制在合理的范围：

孵化鹌鹑蛋：温度控制在37.2℃~38.5℃范围，湿度控制在54%~70%范围；

孵化鸡蛋和鸭蛋：温度控制在37℃~38℃范围，湿度控制在40%~70%范围。

3.需要通风，通风是为了提供足够的氧气，防止二氧化碳浓度过高。

4.孵化过程中需要翻蛋，翻蛋的主要目的是改变胚胎方位，防止粘连，一般每天翻蛋至少6-8次。

鹌鹑的孵化期一般为16~17天，鸡的孵化期为21天，鸭的孵化期为28天。

该设备主要通过温湿度传感器进行温湿度的监控，通过陶瓷加热灯进行加热，通过风扇进行通风，通过舵机进行翻蛋，通过显示屏显示温湿度等状态，还可以用LED灯进行照明。将这些设备连接到Atom核心板，从而接入IntoRobot云平台，然后就可以通过WEB和手机端APP定制的控件进行控制和相关状态的监控。

2.所需材料

器材名称	数量
Atom核心板	1
Atom Shield扩展板	1
温湿度传感器DHT22	1
舵机MG996R	1
128*64LCD屏	1
继电器模块	3
陶瓷加热灯50W和陶瓷灯头带电线插头	1
微型风扇	2~3
塑料箱子及DIY板材	1
LED灯条WS2812B（30珠）	1
12V 1A电源适配器	1
杜邦线	若干

说明：Atom Shield扩展板是Atom的配套扩展板，其将5V电源管脚、3.3V电源管脚和GND管脚进行了扩充，其余IO管脚与Atom的管脚一一对应。

所需器材如图：

3.接线方式

将相关传感器和器件通过杜邦线，按照如下的接线方式，将表格中同一行的管脚进行连接。

3.1 LCD显示屏

将LCD显示屏接入Atom Shield，接线方式如下：

LCD显示屏	Atom	管脚说明
CS	D0	数据传输
RST	D2	数据传输
RS	D4	数据传输
SDA	D6	数据传输
SCL	D8	数据传输
VDD	5V	电源
VSS	GND	地
LEDA	D10	背光源

如图：

3.2温湿度计DHT22

将DHT22接入AtomShield，接线如下：

DHT22	Atom	管脚说明
VCC	3V3	电源
GND	GND	地
DATA	D3	数据传输

如图：

3.3陶瓷加热灯

将陶瓷加热灯和继电器接入Atom Shield，接线方式如下：

继电器模块	Atom管脚	陶瓷加热灯	管脚说明
DC+	5V		继电器供电
DC-	GND		接地
IN	D12		控制管脚
NO		陶瓷加热灯正极	加热灯供电
COM		220V电源+	加热灯电源

将陶瓷灯的电源正极，通过继电器后再连接到电源， Atom操作继电器的控制管脚控制其开关，从而实现陶瓷灯的电源的开关。通过继电器连接的其他器件也是相同的原理。

注意：陶瓷加热灯使用220V电源，通电后请勿触碰，以免触电或烫伤！

如图：

3.4风扇(空气对流)

对流风扇的作用是将加热灯的加热的附近的高温气体吹动散发至充满整个孵化器空间，已达到孵化的蛋类能够均匀受热的目的。对流风扇与加热灯同步打开和关闭，但由于两者使用的电压不一致，所以也应分别使用各自的继电器。该处使用1~2个风扇均可。

将对流风扇接入Atom Shield，接线方式如下：

继电器模块	Atom管脚	风扇	管脚说明
DC+	5V		继电器供电
DC-	GND	风扇接地	接地
IN	D13		控制管脚
NO		风扇正极	风扇供电
COM		接5V+	风扇电源

如图：

3.5 风扇（通风换气）

通风风扇是为了保持孵化器的通风，为其孵化提供足够的氧气，避免二氧化碳浓度过低。

将通风风扇接入Atom Shield，接线方式如下：

继电器模块	Atom管脚	风扇	管脚说明
DC+	5V		继电器供电
DC-	GND	风扇接地	接地
IN	D14		控制管脚
NO		风扇正极（红）	风扇供电
COM		接5V+	风扇电源

如图：

3.6舵机

舵机用来翻蛋，但要注意舵机转动的角度和平稳度，同事注意承装蛋的结构材料的合理性，以免蛋掉落或者有太剧烈的抖动。

将舵机接入Atom Shield，接线方式如下：

舵机	Atom	管脚说明
VCC（黄）	3V3	电源
GND（棕）	GND	地
DATA（橙）	A8	数据传输

如图：

3.7 LED灯条

LED灯条用来装饰孵化器，并且可以照明便于观察。可以粘贴在孵化器箱子的四周。

LED灯条管脚按如下方式接入Atom Shield：

LED灯条	Atom	管脚说明
+5	5V	电源
GND	GND	地
D1	D11	数据传输

如图：

4.参考设备配置

1) 通过手机APP将Atom核心板完成配置，成功连接至IntoRobot云平台

2) WEB或APP选择对应参考设备，复制至已配置的设备

3) 根据提示完成程序的烧录

4) 设备正常运行

配置方式详见：《参考设备配置指南》，更多内容请查看IntoRobot开发天地 http://docs.intorobot.com/。

5.孵化器搭建示例

该实例除接线外，孵化器的内部构造的DIY也同样注意一些地方：

1. 不要将线材或者其他器件靠陶瓷加热灯太近。

2. 不要将塑料箱靠陶瓷加热灯太近。

3. 可以将加热控件与核心板、扩展板分层放置。

4. 对流风扇面向陶瓷加热灯的一面为抽气，吹向另外一面，但不要直接吹在孵化蛋上，以免温度过高，也不要直接吹在温湿度计上，以免检测到的温湿度与实际情况不符。

5. 通风风扇和LCD显示屏可以嵌在箱字上，但注意不要漏出太大的缝隙，以便更好的保温。

6. 温湿度计放置尽量靠近孵化蛋。

孵化器需要自己搭建架构和安装各种传感器，先使用DIY板材搭建出框架，然后将相关器件嵌入箱子或者固定在板材上。

1. 将LED灯条黏贴在箱子四周，通风风扇通过在箱子上切开开口嵌入，温湿度计可以黏贴在箱子上（靠近孵化蛋的位置），也可以放置在孵化蛋旁边。

如图：

2. 通过DIY板材搭建出两层架构，将陶瓷加热灯固定在下层，对流风扇固定在侧边，继电器固定在旁边合适的位置（离陶瓷加热灯发热部分有足够远的距离）。将Atom和Atom Shield固定在上层，舵机固定在上层的边缘位置，舵机的旋转臂固定托孵化蛋的结构，实现转动舵机可以摇动托蛋结构。这两块部分内容大概分别占孵化箱的一半大小（注意预留空间便于取放，并避免碰到嵌入或者粘贴在箱体上的器件）。如下面图示：