SmartCoop: Управління курками за допомогою Java

Вийшов новий номер офіційного журналу Raspberry Pi, а разом з ним і проект розумного курника. За допомогою SmartCoop Raspberry Pi контролює рівень корму та води, а також планує відкриття та закриття головних дверей на основі заздалегідь налаштованих часів та даних про погоду.

Мати невелике стадо курей - означає регулярне відкривання та закривання головних дверей курника, збирання яєць та забезпечення достатньої кількості їжі та води. З огляду на те, що більшість цих дій потрібно виконувати щодня, вам доведеться домовитися з кимось про виконання цих завдань, якщо ви хочете поїхати на більше ніж день-два.

Тут і вступає в гру SmartCoop. Однією з ключових цілей проекту було створення настільки надійної системи, щоб її творець, Дейв Данкансон, міг бути відсутнім до тижня, не маючи нікого, хто б фізично доглядав за курником, і при цьому не допустити, щоб місцеві лисиці дісталися до курей.

Головні ворота відкриваються і закриваються автоматично;
датчики вимірюють такі показники, як рівень води та їжі.

Дейв почав працювати над SmartCoop більше десяти років тому, і поточна версія містить четверте покоління його спеціально виготовленої друкованої плати. Завдяки цій новій конструкції він зміг модернізувати систему, щоб використовувати Raspberry Pi Zero 2 W.

Повна система містить набір автоматичних дверей, датчиків освітлення, ручних кнопок, приладів для вимірювання рівня води в резервуарі, годівниць тощо. З боку програмного забезпечення, брокер MQTT розподіляє дані, а Java-додаток на базі Pi4J використовує дані про погоду в режимі реального часу з API, а також вимірювання з датчиків, щоб відкривати і закривати ворота, відстежувати годування та виконувати інші завдання.

Raspberry Pi Zero 2 W встановлений на спеціальній друкованій платі з портами, підключеними до декількох датчиків.

Проект розвивався не тільки завдяки змінам у технології, але й під впливом природи. Дейв боровся з лисицею, яка любила полювати на курей і зрозуміла, коли ворота відкриваються автоматично. Через це систему було адаптовано до очікуваних часів світанку та заходу сонця, і ворота відкривалися та закривалися лише на основі вимірювань датчика освітленості.

Ще одна проблема була пов'язана з підлітком Дейва. Як підтвердять всі, хто має дітей, підлітки часто забувають про важливі речі, наприклад, закрити дверцята курника. Щоб вирішити цю проблему, SmartCoop контролює дверцята та стан запасів їжі та води, сповіщаючи задану кількість людей, якщо щось не так.

Двері курника контролюються датчиком денного світла.

У майбутньому до системи можна буде додати UHF RFID-зчитувач у поєднанні з RFID-кільцем для кожної курки, щоб контролювати, чи всі вони перебувають у приміщенні вночі. Встановивши ще один такий зчитувач у кожному яйцекладці, можна буде навіть відстежувати найпродуктивніших (або найменш продуктивних) курей.

Raspberry Pi + ESP32

Близько 80% основних функцій виконує Raspberry Pi Zero 2 W з Java-додатком, який використовує бібліотеку Pi4J для керування контактами GPIO та взаємодії з пристроями I2C. Він також зберігає дані в базі даних H2 і забезпечує функціональність GPS та NTP, планування подій та веб-інтерфейс на основі шаблонів.

Кілька датчиків, наприклад як цей датчик рівня води, контролюють різні умови, щоб забезпечити безпеку та годування курей, а також достатню кількість води.
Рівень корму контролюється шляхом вимірювання ваги контейнера.
Коли темніє або коли виявляються зловмисники, ворота закриваються, щоб утримати курей всередині.

Решту роботи виконує ESP32. Спочатку його роль полягала лише в увімкненні та вимкненні Raspberry Pi у заданий, настроюваний час для економії заряду батареї за допомогою переривань RTC; з того часу його функціональність була розширена, і тепер він також перевіряє положення дверей та енкодери двигуна. Оскільки багато існуючих прикладів Arduino також працюють на ESP32, їх було використано для розуміння того, як керуються деякі компоненти, перш ніж код було перенесено на Java та Pi4J. 

Куряче містечко

Дейв перший визнає, що це рішення, швидше за все, є надто складним і тому не є економічно вигідним, але це ідеальний спосіб повністю автоматизувати його курник. Він також не планує перетворювати його на комерційний продукт; натомість він ділиться як програмним забезпеченням, так і апаратним забезпеченням на Bitbucket.

Новий номер офіційного журналу Raspberry Pi вже у продажу!

Ви можете придбати цей випуск у Tesco, Sainsbury’s, Asda, WHSmith та інших газетних кіосках, включаючи Raspberry Pi Store в Кембриджі. Він також доступний у нашому інтернет-магазині, який здійснює доставку по всьому світу. Ви також можете отримати цифрову версію через наш додаток для Android або iOS.

Ви також можете передплатити друковану версію нашого журналу. Ми не тільки доставляємо по всьому світу, але й ті, хто передплачує друковану версію на шість або дванадцять місяців, отримують БЕЗКОШТОВНО Raspberry Pi Pico 2 W!