Розробка пристрою для автоматизації функціонування пташника

Макаренко, Руслан Віталійович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7973

Full metadata record

DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Клопотовський, Павло Анатолійович	-
dc.contributor.author	Макаренко, Руслан Віталійович	-
dc.date.accessioned	2026-03-12T11:07:22Z	-
dc.date.available	2026-03-12T11:07:22Z	-
dc.date.issued	2021	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7973	-
dc.description.abstract	В даній кваліфікаційній роботі пропонується розробка сучасного пристрою для автоматизації функціонування пташника. Основна перевага даного пристрою полягає в тому, що в ньому передбачено функцію автоматизації годування птахів, контроль мікроклімату в курнику, цифрова індикація інформації про режими роботи пристрою та можливість використання пристрою для роботи в автономному режимі. Використання в схемі сучасної елементної бази дозволить підвищити надійність та функціональність даного пристрою	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	сервопривід	uk_UA
dc.subject	мікроконтроллер	uk_UA
dc.subject	модуль реального часу	uk_UA
dc.subject	індикація	uk_UA
dc.subject	датчик температури	uk_UA
dc.subject	датчик вологості	uk_UA
dc.title	Розробка пристрою для автоматизації функціонування пташника	uk_UA
dc.type	Bachelor Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	172 Електронні комунікації та радіотехніка (Радіотехніка та робототехнічні системи)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Б_172_Макаренко_Клопотовський.pdf Restricted Access		2.75 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show simple item record

Extracted text

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Факультет електронних технологій і робототехніки
Кафедра радіотехніки, телекомунікаційних і робототехнічних систем
Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавр
Спеціальність 172 «Телекомунікації та радіотехніка», освітня програма «Радіотехніка»
Освітня програма «Радіотехніка та робототехнічні системи»

ЗАТВЕРДЖУЮ:
Завідувач кафедри Палагін В.В.
« » 2021 р.

ЗАВДАННЯ
НА ВИПУСКНУ РОБОТУ СТУДЕНТУ
Макаренко Руслану Віталійовичу
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема проекту (роботи) Розробка пристрою для автоматизації функціонування
пташника

Керівник проекту (роботи) Клопотовський Павло Анатолійович
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
затверджені наказом по університету від « 19 » лютого 2021 р. № 53/01
2. Термін здачі студентом закінченої роботи 14 червня 2021 року
3. Вихідні дані до проекту (роботи) живлення від мережі 220 В та від 12 В
наочна та інформативна індикація; Реалізація дозування та видачі корму за часом,
реалізація напівавтоматичного регулювання входу/виходу птахів
контроль та регуляція параметрів мікроклімату(температури, вологості)

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить розробити)
1 Патентний пошук та огляд наявних рішень; 2 Обґрунтування технічного завдання;
3 Розробка структурної схеми безконтактного тахометру; 4 Розробка принципової схеми
безконтактного тахометру 5 Охорона праці.

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
Схема структурна, Схема електрична принципова, Друкована плата, Складальне креслення,
Плакат з охорони праці

6. Консультанти розділів проекту (роботи)
Розділ Прізвище, ініціали та посада Підпис, дата
консультанта завдання видав завдання прийняв
Охорона праці Кожем’якін О.С., старший

викладач кафедри безпеки
життєдіяльності

7. Дата видачі завдання 19 лютого 2021 року

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
№ Назва етапів дипломного Строк виконання етапів
з/п проекту (роботи) проекту (роботи) Примітка
1. Інформаційно-технічний пошук
та огляд літератури 19.02.2021 - 01.03.2021
2. Патентний пошук
та огляд наявних рішень 02.03.2021 - 18.03.2021
3. Обґрунтування технічного завдання 19.03.2021 - 20.03.2021
4. Розробка структурної схеми
пристрою 21.03.2021 - 28.03.2021
5. Розробка принципової схеми пристрою 29.03.2021 - 20.04.2021
6. Охорона праці 21.04.2021 - 05.05.2021
7. Оформлення пояснювальної записки 06.05.2021 - 15.05.2021
8. Оформлення креслень 16.05.2021 -12.06.2021

Студент-дипломник Макаренко Р.В
(підпис)

Керівник проекту Клопотовський П.А.
(підпис)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ І РОБОТОТЕХНІКИ
КАФЕДРА РАДІОТЕХНІКИ, ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ І
РОБОТОТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи
бакалавра
(освітній рівень)

на тему Розробка пристрою для автоматизації функціонування пташника

Виконав: студент 2 курсу, групи СКРТ-97
напряму підготовки (спеціальності)
172 «Телекомунікації та радіотехніка»
Освітня програма «Радіотехніка та
робототехнічні системи»
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)
Макаренко Р.В.
(прізвище та ініціали)
Керівник Клопотовський П.А
(прізвище та ініціали)
Рецензент Колєсніков Д.В.

Черкаси – 2021 року
ЗМІСТ
Вступ………………………………………………………………………………….…4
1. Патентний пошук та огляд наявних рішень…………………………………...6
1.1. Автоматична ферма на базі Raspberry Pi…………………………………...6
1.2. Автоматична куряча ферма на основі модуля ESP8266…………………12
1.3. Мобільна ферма…………………………………………………………......15
2. Обґрунтування технічного завдання………………….……………………….19
3. Розробка структурної схеми…………………………………………………...22
4. Розробка принципової схеми проектованого пристрою……………….........24
4.1. Блок керування освітленості в курнику…………………………………..24
4.2. Дозатор корму………………………………………………………………30
4.3. Блок керування відкриттям лазу…………………………………………..34
4.4. Блок регуляції мікроклімату в курнику…………………………………...38
4.5. Блок сигналізації……………………………………………………………42
4.6. Центральний керуючий блок………………………………………………46
4.7. Блок живлення……………………………………………………………..50
5. Охорона праці………………………………………………………………….53
5.1. Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на працівників
дослідницької лабораторії ……………………….……………………….53
5.2. Модернізація системи загального штучного освітлення……………….60
Висновок………………………………………………………………………….65
Список використаної літератури………………………………………………..67

СКРТ97.021104.248 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб.
Макаренко Р.В Розробка пристрою для Літ. Арк. Акрушів
Перевір. Клопотовський автоматизації 3 68
Ре ценз.

функціонування пташника
Н. Контр. Клопотовський
Затверд. Пояснювальна записка ЧДТУ 2021

ВСТУП
Предки сучасних домашніх курей - червоні джунглеві птиці, або банківські
джунглеві кури, що живуть в Південній Азії. Ці невеликі, схожі на фазанів птиці
ведуть потайний спосіб життя в важкодоступних місцях. Вони настільки полохливі,
що можуть померти від серцевого нападу, потрапивши в руки мисливця.
Як би це не виглядало дивно, але сьогодні нащадків цих лякливих домашніх
курей можна зустріти по всьому світу. Як їм вдалося завоювати планету? Відповідь
проста. Кури поширилися по світу разом з людьми, тому що вони дуже потрібні
людям.
Курятина – найпопулярніше м'ясо на сьогоднішній день. Середній українець
з'їдає його за рік понад 32 кг, більше ніж свинини або яловичини. Логічно
припустити на цьому тлі, що колись давно людина приручила курку, потребуючи
стабільному джерелі їжі. Але багато вчених вважають, що не все так просто.
У той час як для сучасної цивілізованої людини курка - всього лише джерело
м'яса і яєць, в історії є чимало свідчень того, що роль курки в нашому житті не
менш важлива, ніж роль собаки, кішки або корови. Збереглися свідчення, що
приблизно в 800 році нашої ери в стародавньому Вавилоні люди поклонялися
курям. Зокрема, знайдені зображення, на яких жерці кланяються птахам, що сидить
на верхівках колон.
У процесі одомашнення і розведення курей людиною були створено більше
600 порід. Їх поділяють на яєчні, м’ясо-яєчні, м’ясні, декоративні та
спортивні(бійцеві). В Україні використовують яєчні і м’ясні породи курей – Білий
леггорн, Род-айленд, Корніш, Плімутрок та інші.[1]
Птахам потрібен догляд: їх треба поїти, годувати та забезпечити прихисток
на час зими і від хижих тварин. При збільшенні поголів’я, людям стає важче
контролювати та наглядати за кожною птицею. Тому існує потреба в спрощенні
деяких процесів,як собі так і фермерам шляхом автоматизації деяких процесів.
Техніко-електронні технології допомагають в цьому, завдяки ним це просто та
ефективно зробити.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 4
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
В даній дипломній роботі пропонується розробка сучасного пристрою для
автоматизації функціонування пташника з цифровою індикацією, що дозволить
автоматизувати догляд за свійською птицею. До основних переваг даного
пристрою можна віднести, те що в ньому передбачено функцію автоматизації
годування птахів, контроль мікроклімату в курнику, цифрова індикація інформації
про режими роботи пристрою та можливість використання пристрою для роботи в
автономному режимі. Використання в схемі сучасної елементної бази дозволить
підвищити надійність та функціональність даного пристрою.
Актуальність розробки полягає в затребуваності автоматичному годуванні та
у випадку залишення птахів без догляду на певний час.
Основною новизною є використання в схемі даного пристрою для
автоматизації функціонування курника на основі мікроконтролера, цифрової
індикації інформації про роботу пристрою, також автоматичне відкриття/закриття
дверцят,з можливістю ручного відкриття, сигналізація від несанкціонованого
проникнення, контроль мікроклімату в курнику, автономність роботи пташника на
кілька годин.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 5
ПАТЕНТНИЙ ПОШУК ТА ОГЛЯД НАЯВНИХ РІШЕНЬ
Автоматична ферма на базі Raspberry Pi
В даній схемі драйвера двигунів і клапанів подачі води використовували
збірку на мікросхемі l298n та двигуни постійного струму з редуктором. Клапан для
подачі води використовуємо від пральної машинки на 220 вольт. Також замовлено
на 12 вольт, для безпеки курей.
Загальний вигляд готового пристрою представлено на рисунку 1.1:

Рисунок 1.1 – Загальний вигляд готового пристрою
Тут немає нічого складного, Кожен драйвер приймає 4 сигналу з CPIO
Raspberry Pi і видає посилене логічне 0 або 1 для двигуна або клапана.
Використовували три збірки драйвера двигунів, вийшло 12 виходів для
підключення двигунів і клапанів води. Зворотного зв'язку на початковому етапі
конструювання ферми НЕ передбачається. Контроль будемо здійснювати
відеокамерою. Надалі планується зробити контроль струму двигунів, що б можна
було автоматично включити реверс, або зупинити двигун в разі застрягання корму
і контроль рівня води в поїлки. Була додана плата перетворення DC-DC для
живлення Raspberry PI. Для нього потрібно 5B, а джерело безперебійного живлення
придбано на 12B.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 6
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Програму написано на С, використовуючи бібліотеку WiringPi, в Інтернеті її
легко знайти. Програма в нескінченному циклі зчитує системний час і якщо настав
час 6 годині ранку, 12 дня або 19 вечора, то вона включає послідовно клапан подачі
води – наповнює поїлки з водопровідної труби, двигун одного корму, двигун
другого корми і третього, щоб урізноманітнити раціон харчування птахів.
Надалі легко поміняти програму, просто віддалено зайти на Raspberкy Pi
вбити процес і запустити нову програму, яка буде давати, наприклад вранці один
корм, ввечері інший.
В Інтернеті представлені безліч конструкцій бункерній годівниці без всякої
електроніки типу рис. 1.2 такий:

Рисунок 1.2 – Конструкція бункерної годівниці без електроніки
Є у них один великий недолік, курей треба годувати різноманітним кормом,
а при такій годівниці, вони з початку з'їдять найсмачніший корм, наприклад за
місяць, а потім, будуть 2 місяці, їсти інший корм. Знову-таки злежування корму,
коли він взагалі перестане надходити і напевно ще є недоліки ...
Конструкцію годівниці шляхом загального обговорення вирішено зробити на
основі вертикального шнека. Якщо робити просто відкривання заслінки або
горизонтальний шнек під бункером, то корм може злежуватися, а при
вертикальному шнеку є шанс, що корм буде розмішуватися (рис. 1.3).

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.3 – Конструкція годівниці на основі вертикального шнека
Крім того, на місці планується в подальшому встановити двигун для вібрації
бункера.
Включати її можна окремою програмою, віддалено, при необхідності.
Двигуни вирішено підключити, так, що б можна було включити реверс. Хоч
це і марнотратно для Raspbery Pi використовувати два виходи CPIO для одного
двигуна постійного струму, зате є реверс, який дозволить при застряганні, хоч щось
зробити.
Разом з 12-ти CPIO - 8 на двигуни шнека 2 на основне і резервне
водопостачання та 2 на вібромотор.
Розрахуємо необхідний обсяг корму на 3 місяці:
Однією курки потрібно в день в середньому 150 грам корму, 3 місяці 13,5 кг,
10 курей з'їсть за 3 місяці 135 кг. В результаті досить зробити три годівниці по 50
кг. Ну ще одну планується зробити для резерву, яку будемо включати віддалено
при необхідності.
Підлогу курника зроблено з сітки, під нею під нахилом профлист, за яким всі
відходи будуть стікати в ємність з фекаліями.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Підготовлено ґрунтовні кронштейни для мотора, (рис 1.4). Замовлено і
зварено:

Рисунок 1.4 – Кронштейни для мотора
Підготовлено кілька муфт і двигунів. Двигуни на 12 вольт, 20-35 RPM,
крутний момент 10 кг / см. та інші на 150 RPM крутний момент 5 Кг / см.
Причому недосконалість саморобних муфт піде на користь годівниці. Зайве
биття, довгі болти не дозволять корму злежатися.
Твердотільні реле на 220B 25A, для включення освітлення, хоч там і є вікно
буває в похмурі дні не дуже ясно. А також для включення фекального насоса і
інфрачервоної лампи для тепла.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.5 – Конструкція основної поїлки
Резервна поїлка:

Рисунок 1.6 – Конструкція резервної поїлки
Конструкція поїлки є достатньо вдалою, так як, кури не зможуть з ногами в
неї залізти (рис. 1.5). При наповненні поїлки час включення клапана вибрано таке,
щоб вода наповнила поїлку і вода кілька хвилин переливалася через край, тим
самим кожен день освіжаючи воду. Клапан подачі води, управляється 12B. До
основної поїлки зроблена резервна, (рис 1.6), щоб у разі несправності першої,
відбувалася безперебійна подача води.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Джерело безперебійного живлення на 12В, (рис 1.7). Живить тільки Raspberry
PI, двигуни годівниць і клапан води. Найнеобхідніше для життєздатності курей.
Проводилось відключення світла на добу ніякого збою не відбулося. Годівниці
працювали справно так само, як і поїлки. [2]

Рисунок 1.7 – Джерело безперебійного живлення на 12В
Загальний вигляд курника з трьома годівницями, (рис. 1.8), зараз там
включена інфрачервона лампа для тепла.

Рисунок 1.8 – Загальний вигляд курника з трьома годівницями

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.9 – Структурна схема курника на основі модуля Raspberry Pi

Автоматична куряча ферма на основі модуля ESP8266
Характеристики куриной ферми на основі модуля ESP8266:
1. Автоматичний обігрів курника за показаннями датчика температури.
2. Автоматична робота витяжного вентилятора за показаннями датчика
вологості.
3. Включення / відключення освітлення в курнику за часом.
4. Встановлено блок автоматики для брудера (на 2 брудерні відсіку).
5.Брудерні відсіки додатково оснастив датчиками температури для
віддаленого контролю.
6. Встановлено плату ESP, до якої і підключено всі датчики.
Курник обігрівався звичайним масляним обігрівачем з грудня до кінця
лютого.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Спочатку в налаштуваннях ESP було виставлено температуру від +15 до +17
градусів, так як взимку продовжував внутрішню обробку курника, працював при
комфортній температурі. Тобто при зниженні температури до +15, ESP замикала
контакти на твердотільному реле, яке було встановлено в електричний ланцюг
подачі напруги на розетку, в яку і був завжди включений обігрівач і відповідно
обігрівач включався. При підвищенні температури до +17 градусів обігрівач
відключався.
Експерименти з температурою показали, що при -12 в самому курнику
орловські ситцеві і юрловскі голосисті справно неслися. Встановлено в
налаштуваннях температуру від +0 до +5, щоб вода в поїлках і яйця в гніздах не
замерзали.
Лази в вольєр відкриті були цілодобово.
Вологість в курнику завжди трималася під 100% (птах жив на глибокій
підстилці з сіна). Після того, як почав працювати обігрів вологість знизилася від 80
до 90%.
Встановлено в налаштуваннях ESP діапазон по вологості для включення
вентилятора 75%, а для відключення - 65%.
Освітленням в курнику управляє таж ESP. Включення в 07-00, вимикання в
09-00, вдень природне освітлення і ввечері включення в 16-00, відключення в 22-
00.
Робота вентилятора і освітлення так само через маленьке твердотільне реле.
Всі ці параметри були виведені на такі сервери як FlyMon DMS і Narodmon.
Перші два, три тижні проводилося спостереження показники датчиків, час
включення / відключення, час роботи підключених споживачів на цих серверах.
Далі було встановлено бункерні годівниці (вміщається 50 кг комбікорму в
кожну, а на мою кількість птиці це майже на 2 місяці) і при наявності води
(кількість визначив так сказати досвідченим шляхом) відвідування курника
знизилося до 2х разів на тиждень для збору яєць і доливання води.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 13
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Тобто, та мета, яка була поставлена, в принципі була досягнута - мешканці
курника комфортно себе почували без частого втручання людини. Чому в
принципі? Тому, що планується ще встановити лінію авто поїння і автоматичне
відкриття / закриття дверцят в вольєр в залежності від температури на вулиці.

Рисунок 1.10 – Структурна схема курника на основі модуля ESP8266

Рисунок 1.11 – Принципова схема курника на основі модуля ESP8266

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 14
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Курчата в добовому віці були поміщені в автоматичний брудер, який було
змонтував прямо в курнику.
За температуру в брудер відповідає блок автоматики для брудера від Um-ka.
Тобто задано початкову температуру для добових курчат в 37 градусів і кінцеву 20
градусів і як вже написано вище, поставлено додатковий датчик температури,
підключений все до тієї ж ESP. Таким чином з'явилася можливість контролювати
температуру в брудер віддалено через вищеописані сервери. При цьому опалювати
весь курник немає необхідності.
В майбутньому буде зроблено в брудер годівницю на 10 кг, поставивши 3х
літрову банку з водою і необхідність відкриття брудера знизиться до одного разу
на три дні для досипання корми, доливання води та очищення піддонів від посліду.
[3]

Мобільна ферма
Технологія цього аналога застосовується в системах мобільних ферм, вона
була розроблена для автономності і повністю автоматична.

Рисунок 1.12 – Яєчний привід конвеєра
Конвеєр для яєць, (рис 1.12), проходить поперек за гніздами, що
нахиляються, і забезпечує легкий збір яєць. Він транспортує відкладені яйця до
кімнати для збору яєць, де вони повинні прибути цілими і чистими. Конвеєр для
яєць переносить яйця на стіл для збору для зручного пакування в окрему кімнату

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 15
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
для збору яєць. Конвеєром для яєць можна керувати електрично, натисканням
кнопки.

Рисунок 1.13 – Гнійний привід конвеєра
Кожна система житла має подвійний циркулюючу стрічку з гноєм для
легкого вивезення відходів на два поверхи, (рис 1.13). Задні двері можна відкрити,
а приводом з гноєм можна управляти електрично для видалення гною з стрічки
шляхом нанесення його на передній ківш навантажувача. На кінці гноєвої стрічки
також є скребок, щоб якомога менше залишків потрапляло назад у систему житла.

Рисунок 1.14 – Нахил підлоги гнізда
Відкриття та закриття гнізд відбувається за часом та автоматично. Підлоги
гнізд опускаються щоранку, щоб можна було відкласти яйця. Невеликий нахил

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 16
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
поверхні підлоги решітки також дозволяє яйцям, покладеним перед гніздом,
котитися крізь гніздо і на конвеєр для яєць (рис. 1.14). Щоб перешкодити птахам
спати в гніздах, підлоги складаються ввечері в регульований заданий час.

Рисунок 1.15 – Зовнішні заслінки
Клапани, що захищають від атмосферних опадів, відкриваються і
закриваються автоматично щодня в той час, який користувачі можуть встановити
самі. Кришки доступу спроектовані таким чином, щоб вони не торкалися підлоги
при відкритті. Їх завжди можна скорегувати, наприклад, щоб компенсувати
екстремальні кути нахилу.

Рисунок 1.16 – Поїльна система подачі води

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 17
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Вода під постійним тиском подається в ніпельну лінію по внутрішньому
трубопроводу із резервуара для води, розташованого в передній частині системи
корпуса. Трубопровід дозволяє промивати ніпельну лінію

Рисунок 1.17 – Лінія подачі корму

Корми з внутрішнього бункера подачі транспортується через систему
корпусу в ланцюзі подачі. Весь режим годування з комп'ютерним управлінням.
Лінія подачі покриває весь корпус системи і забезпечує просте і легке в управління
подачі корму. [4]

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 18
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ
Оскільки у нас елементи споживають електроенергію, то нам потрібно мати
джерело живлення на 220 В та додаткове джерело на 12 В.
Будь-яка індикація дозволяє контролювати параметри,
Крім того, таке схемне рішення блоку керування дозволить реалізувати
цифрову динамічну індикацію, на основі LCD дисплея. Індикація суттєво
розширює інформативність проектованого пристрою, дозволить більш ефективно
використовувати його можливості та спростить роботу з ним технічно
непідготовленої людини.
Дозування корму забезпечує насипання корму в визначений час і визначену
кількість корму. Це виключає небезпеку переїдання або того, що кури будуть
розкидати не з’їдений корм.
Реалізація напівавтоматичного регулювання входу/виходу птахів режим
роботи курника передбачає, вигул птахів на вулиці, і щоб забезпечити їх безпеку та
зберегти тепло, потрібно виготовити автоматичний запір дверей. Оскільки двері
можуть заклинювати або блокуватися, встановлюється кнопка, яка
відкриває/закриває двері.
Контроль та регуляція параметрів мікроклімату(температури, вологості). В
курнику повинна бути грамотно облаштована витяжна система, особливо в
зимовий період: кури виділяють дуже багато водяної пари і тепла, і якщо в курнику
буде забита кожна щілина, їм загрожує смерть від задухи.
Також повітря в пташнику завжди насичене отруйними парами аміаку (їх
виділяє пташиний послід), і потрібно подбати і про те, щоб ці пари своєчасно
вивітрювалися. При правильно облаштованій вентиляції повітря в курнику вільно
циркулює цілодобово, при цьому не виникає протягів (кури дуже до них чутливі),
а в курник через вентиляційні отвори не потрапляють опади.
Для створення комфортних умов курник обладнають системою вентиляції,
яка крім забезпечення приміщення свіжим повітрям, контролює вологість,
попереджає утворення цвілі і поширення інфекції.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 19
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Щоб птахам було комфортно, вони не хворіли і справно неслися круглий рік,
штучне опалення обов'язково.
Система контролюється за допомогою терморегулятора. Тому можна не
турбуватися, що в пташнику стане занадто жарко або холодно.
Також потрібно переконатися, що крізь ці отвори не можуть пробратися хижі
звірі. Вентиляція працює схожим чином з системою опалення. Вентиляційна і
обігрівальне системи працюють синхронно.
Температура від +5 до +23 С. При низьких температурах птах витрачає
занадто багато калорій на теплообмін і може зовсім перестати нестися. При високих
- вище +30 С, яйця стають дрібними, а пізніше яйцекладка теж припиняється.
Вологість - в межах 60-75%. При занадто високою або низькою вологості
птиці хворіють.
Рекомендований повітрообмін - до 7 м³ повітря на годину на 1 кг живої ваги.
У курок більш висока температура тіла, тому вони інтенсивніше виділяють тепло
при диханні. Низький повітрообмін призводить до накопичення вуглекислого газу,
що погано позначається на здоров'ї птиці.
Ввімкнення/вимкнення освітлення за часом коли на вулиці світло, в
приміщенні для курей освітлення повинно бути погашено. Зазвичай робиться це за
розкладом, оскільки птах несеться тільки при денному світлі. Світловий день в
курнику має становити більше 12 годин. При меншій тривалості яйцекладка
знижується або припиняється. Вмикати і вимикати світло потрібно в один і той же
час.
Плюси ввімкнення/вимкнення освітлення за часом: збільшення
несучості,поліпшення здоров'я курей, правильний розвиток курчат, скорочення
періоду линьки, поліпшення апетиту птахів.
Контроль несанкціонованого проникнення в курнику, курі – це легка здобич
для хижих тварин і тому можливе їх втручання в пташник, і порушення їх безпеки.
Тому виготовлюється пристрій який випромінює ультразвуковий сигнал і відлякує
хижих тварин

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 20
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Живлення мікросхем в проектованому пристрої повинно бути
стабілізованим, що забезпечується використанням відповідної сучасної елементної
бази.
Проаналізувавши технічне завдання, необхідно зазначити, що проектований
пристрій повинен наступні характеристики:
• напруги живлення – від мережі 220 В, та акумуляторної батареї 12 В;
• цифрова індикація;
• дозування корму;
• реалізація напівавтоматичного регулювання входу/виходу птахів;
• контроль та регуляція параметрів мікроклімату(температури, вологості);
• ввімкнення/вимкнення освітлення за часом;
• контроль несанкціонованого проникнення.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 21
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ.
Враховуючи всі переваги і недоліки схемних рішень аналогічних пристроїв,
описаних в попередніх розділах, а також вимоги до функціональності
проектованого пристрою, його структурну схему можна представити у вигляді,
наведеному на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1– Структурна схема пристрою автоматизації функціонування курника.

Блок керування освітленості в курнику призначений для – включення /
відключення освітлення в курнику за часом. Налаштування цього блоку може
програмуватись
Блок керування відкриттям лазу – напівавтоматичне відкриття/закриття лазу
з урахуванням часу доби та температури на вулиці, перед закриттям передбачено
звуковий сигнал. Він сприятиме вироблення рефлексу для курей, щоб вони
поспішали заходити в пташник. У разі заклинювання дверцят, людина зможе
вручну натиснути кнопку і відкрити або закрити їх

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 22
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Дозатор корму реалізує неодноразову, автоматичну подачу корму з різним
інтервалом часу перед якою буде звуковий сигнал. Періодичність подачі корму
реалізується та може змінюватися програмно.
Блок регуляції мікроклімату в курнику – в нього входить,як автоматичний
обігрів курника в залежності від показників датчика температури, так і
автоматична робота витяжного вентилятора яка буде залежати від показання
датчика вологості
Блок сигналізації – в цьому блоці розміщений датчик шуму,він спрацює при
заданому рівні шуму, і подасть напругу на пристрій так зване «пугало», яке
випромінює ультра звук , який відлякує хижих тварин. Оскільки, ще ця схема може
бути вдосконаленою, то існує можливість добавити камеру і стежити за курником
за допомогою камери.
Центральний керуючий блок – цей блок управляє функціоналом, вище
зазначених блоків. Виконує функції, які в ньому запрограмовані.
Керується мікроконтролером Arduino.
Блок живлення – забезпечує електричною енергією весь пристрій, він є
автономним, тобто, якщо зникне живлення в ланцюзі, то реле перемкнеться на
батарею, яка пропрацює на час який залежить від ємності батареї до моменту появи
напруги мережевої напруги 220 В.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 23
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
РОЗРОБКА ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ ПРОЕКТОВАНОГО ПРИСТРОЮ
. Блок керування освітленості в курнику

Рисунок 4.1 – Загальний вигляд модуля реального часу RTC DS1302

Для прикладу, опишемо варіант алгоритму керування освітленням в літній
час.
Ранкове включення світла в курнику запрограмоване в 6:00, а відключення в
7:00, та вечірнє включення в 20:00, а відключення в 21:00. Це зроблено для того,
щоб збільшити штучний світловий день. Керується цей блок мікроконтролером
сигналами з Arduino Uno.
Підключається DS1302 до мікроконтролеру через простий послідовний
зв'язок. Для цього на платі є п'ять виходів, де: VCC і GND служать для подачі
живлення на плату за допомогою зовнішнього джерела, вихід CLK - тактовий
сигнал, DAT - лінія виведення даних для подальшої обробки мікро контролером,
RST - вихід, за допомогою якого можна відтворити скидання даних.
Технічні характеристики датчика RTC DS1302:
• робоча напруга: 2..5.5 В;
• елемент живлення CR2032;

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 24
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
• доступна пам'ять модуля, байт 31;
• максимальний споживаний струм при 2,5 В, 300 мА;
• робоча температура, ° C 0 ... +70;
• розміри датчика, мм 44 x 23 x 12.
Модуль здатний формувати інформацію про реальну поточну дату, зокрема,
визначати кількість діб в місяці, включаючи дні для високосного року. Модуль
підтримує як 24-годинний, так і 12-годинний формати. Інформація може
передаватися або прийматися по 1 байту або в пакеті з 31 байта.[5]
Для реалізації безпосередньо освітлення можна використати наступні види
освітлювачів:
 Лампа розжарювання – складається з вакуумної або наповненої газом
скляної колби і металевого цоколя. У колбі знаходяться електроди і нитка
розжарювання. Джерелом світла є тонка вольфрамова нитка, яка
нагрівається при проходженні електричного струму. Щоб мінімізувати
окислення і руйнування нитки, колбу заповнюють інертним газом.
Серед переваг лампи розжарювання:
• низька ціна;
• моментальне включення;
• висока передача кольору – світло лампи розжарювання близьке до
спектральних характеристик сонячного випромінювання;
• традиційний цоколь;
• широкий діапазон потужностей.
Головний недолік лампи розжарювання – низька світловіддача. Цифри
невблаганні: 95% виробленої енергії перетворюється в тепло і тільки 5% в світло.
Це дуже енергозатратне джерело світла. Термін служби у нього теж невеликий – не
більше 1000 годин.
 світлодіодні або LED (Light-Emitting Diode) лампи – найсучасніші і
енергоефективні джерела світла. Вони широко застосовуються для

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 25
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
побутового, промислового і вуличного освітлення. При їх виготовленні не
використовують ніяких шкідливих речовин. Конструкція LED-ламп
включає:
• розсіювач світла;
• плату зі світлодіодами;
• радіатор для відведення тепла;
• драйвер для стабільної роботи;
• цоколь різного типу.
Розсіювач виготовляють із пластику. Світлодіоди з напівпровідникових
матеріалів виділяють при роботі мало тепла, тому пластику не загрожує перегрів.
Алюмінієва плата з теплопровідною пастою відводить тепло від світлодіодів до
радіатора. Драйвер забезпечує стабільну роботу при перепадах напруги струму.
Металевий цоколь має полімерну основу, яка захищає корпус від пробивання
електрострумом. Цоколь з антикорозійним покриттям забезпечує надійний контакт
з патроном.
Головна перевага світлодіодних лампочок – великий термін служби до 50000
ч. Також слід зазначити високі показники енергоефективності. Споживання LED-
ламп електроенергії в 8-9 разів менше, ніж у ламп розжарювання. Наприклад світло
від 100-ваткі з вольфрамовою ниткою дорівнює ледці потужністю 12 Вт.
Світлодіодні джерела при роботі майже не нагріваються, їх ККД – від 90%, тому
сфера застосування у них значно ширше. Таку лампочку можна встановити в
люстру з тканинним, пластиковим або паперовим абажуром, не боячись перегріву.
Світлодіодкі стійкі до вібрацій, не чутливі до частих включень. Недолік у них один
– висока вартість, але сьогодні ціни вже стабілізувалися.
Люмінесцентні лінійні і компактна люмінесцентна лампа
 Люмінесцентні лампи бувають високого і низького тиску. Перші потрібні
для зовнішнього освітлення і потужних світлових приладів, другі – для
приміщень. Вони бувають різної форми:
• лінійні або трубчасті;

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 26
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
• U-образні;
• компактні (компактна люмінесцентна лампа).
Конструкція джерел світла включає скляну трубку-колбу з електродами,
покриту зсередини тонким шаром люмінофора, яка підключається до мережі з
пускорегулюючим пристроєм (баластом). Усередині колби створюється
електромагнітне поле, здатне викликати світіння люмінофора під впливом парів
ртуті. У люмінесцентних лампах освітлювальні елементи не нагріваються, що в
рази збільшує їх економічність. До переваг люмінесцентних ламп відносять
відмінну світловіддачу і демократичну вартість. У них енергоефективність вища,
ніж у ламп розжарювання, але нижча, ніж у світлодіодних. Недоліків небагато, але
вони є:
• люмінесцентні лампи містять ртуть в кількості від 10 мг до 1 г, тому
вимагають спеціальної утилізації;
• їх мерехтіння підвищує стомлюваність і дратівливість;
• наявність громіздкого пускорегулюючого апарату;
• мерехтіння світла і наявність ртуті теж не додають шанувальників, тому
сьогодні багато проводять заміну люмінесцентних ламп на світлодіодні;
• Галогенні лампи – це поліпшені лампи розжарювання. Джерелом світла в них,
як і в ламп розжарювання, виступає вольфрамова спіраль, яка знаходиться в
колбі, заповненій інертним або буферним газом. Закачування в колбу парів
галогенів брому або йоду підвищує термін служби джерела світла до 2000-
4000 годин. Також пари галогенів дозволяють підвищити температуру
спіралі, тому галогенні лампи яскравіше звичайних ламп розжарювання. Вони
мають компактні розміри, виготовлені з міцного скла, в порівнянні з лампами
розжарювання – довговічні і економічні. Спектр їх випромінювання ближче
до спектру білого світла.
Все галогенні лампи умовно ділять на дві великі групи:
• низьковольтні – від 6 до 24 В;

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 27
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
• високовольтні – від 110-240 В.
Низьковольтні капсульні і рефлекторні джерела живлення підключаються до
мережі через електронний або електромагнітний трансформатор, високовольтні
працюють від мережі 220 В. Трансформатори маленького розміру, їх ховають за
підвісною стелею або панеллю. Галогенні лампи можуть випромінювати розсіяне
світло або концентрований пучок.
 металогалогенні лампи (МЛГ) зараховують до газорозрядних джерел
світла високого тиску. Їх принцип роботи такий же, як і в інших ГРЛ –
електричний дуговий розряд відбувається між електродами в колбі,
наповненій парами ртуті. Конструкція металогалогенних ламп включає
керамічний пальник, зовнішню колбу, виготовлену з боросилікатного скла,
яка виконує функції світлофільтру, і цоколь.
Серед переваг металогалогенних ламп відзначають:
• помірне споживання електроенергії;
• високу світловіддачу;
• тривалий термін експлуатації – він набагато більше, ніж у ламп
розжарювання, становить приблизно 10 000 годин;
• роботу при низькій температурі;
• гарну передачу кольору.
Недоліків у МГЛ набагато менше і вони несуттєві. Один з них – час, який
потрібно на розігрів. Лампі потрібно 10 хвилин, щоб вийти на робочий рівень. Поки
вона не охолоне повністю неможливо зворотне запалювання відразу після
виключення. Також МГЛ реагують на перепади напруги.[6]
Комутацію освітлювачів доцільно реалізувати простим способом – за
допомогою електроне реле.
Реле – елемент автоматичних пристроїв, який при впливі на нього зовнішніх
фізичних явищ стрибкоподібно приймає кінцеве число значень вихідної величини.
Найчастіше — електричний комутаційний апарат, який автоматично виконує певні
перемикання контрольованого ним електричного кола.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 28
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Оптимальним варіантом використовуваних світильників є використання
світлодіодних ламп.
В залежності від використовуваного типу освітлювача відрізняється
споживаний ними струм, а і відповідно й струм який буде комутуватися за
допомогою реле.
Доцільно буде використати реле типу Jqc3f-05vdc-c (рисунок 4.2)

Рисунок 4.2 – Загальний вигляд реле Jqc3f-05vdc-c

Характеристки реле Jqc3f-05vdc-c:
• напруга живлення: 5/12 В
• струм: 15 мА ... 20 мА
• сигнал включення: 0 В (низький рівень), 1 (високий рівень)
• оптична ізоляція: немає
• кількість реле: 1 шт.
• тип реле: електромеханічне
• номінальний струм навантаження: 10 А
• комутована напруга: 250VAC, 30VDC
• габарити: 43мм x 20мм x 18мм

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 29
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.3 – Принципова схема освітленості в курнику

VD1 – це діод, який зворотно підключений до реле. Діод потрібен для захисту
мікроконтролера від зворотної напруги, яка виникає при знятті напруги на
котушці. Використаємо діод 10А10, оскільки він підходить нам по
характеристикам.
Характеристики діода 10А10:
• максимальний струм 10А;
• максимальна напруга 1кВ;
• тип корпусу R-6.

. Дозатор корму
В блоці здійснюється неодноразова, автоматична подача корму з різним
інтервалом часу перед якою подається звуковий сигнал. При заданому часу
подається сигнал на спікер, який подає звуковий сигнал, який інформує про
початок подачі їжі. Також одночасно з цим подається сигнал на сервопривід
MG996R, який подає корм. Корм подається кожні 5 годин, починаючи з 6:00 і
закінчуючи о 21:00 (може бути змінено програмним способом)
Характеристики сервопривода MG996R (рисунок 4.4):
• вага: 55 гр.;

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 30
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
• розміри: 40,7х19,7х42,9 мм;
• швидкість роботи: 0.17sec / 60 градусів (4.8V без навантаження);
• швидкість роботи: 0.14sec / 60 градусів (6.0V без навантаження);
• зусилля на валу: 9,4 кг / см (4.8В) - 11 кг / см (6В);
• робоча напруга: 4.8 - 7.2 В;
• робоча температура: 0 ... 55 ° С.

Рисунок 4.4 – Загальний вигляд сервоприводу MG996R

Сервопривід володіє трьома контактами, які пофарбовані в різні кольори.
Коричневий провід веде до землі, червоний - до живлення +5 В, провід оранжевого
або жовтого кольору - сигнальний. До Arduino пристрій підключається через
макетну зазначеним на малюнку чином. Помаранчевий провід (сигнальний)
підключається до цифрового піну, чорний і червоний - до землі і живленню
відповідно. Для управління серводвигунами не потрібне підключення саме до
виводів з можливістю ШІМ регулювання.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 31
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Основною перевагою сервомоторів модифікації SpringRC є висока якість і
надійність виробів. Потужні мотори з моментом до 15 кг / см використовують
повністю металеві редуктори і мають підшипники на вихідному валу. Також,
важливо відзначити наявність зворотного валу на корпусі сервоприводів, що
значно спрощує створення робототехнічних конструкцій.
Сервопривід SG90 широко використовується в автомоделях для управління
поворотом передніх коліс, в авіамоделюванні для повороту керма і закрилків
моделі. Сервопривод SG90 застосовується для повороту деталей різних механізмів.
Завдяки редуктора на вихідному валу розвивається зусилля достатню для
застосування в рухомих роботів. Низька швидкість повороту вала дозволяє більш
точно отримати необхідний кут повороту.
Усередині корпусу знаходиться невеликий модуль управління, який під дією
вхідного сигналу подає харчування відповідної полярності на електродвигун.
Вхідний сигнал управління містить дані про необхідному положенні вала. Для
визначення поточного положення вала редуктор з'єднаний з двигуном змінного
резистора. Електроніка Tower Pro SG90 обчислює різницю між поточним
становищем редуктора і необхідним. Модуль управління орієнтуючись на опір
змінного резистора подає харчування необхідної полярності на двигун для
повороту редуктора приводить у відповідність положення передане сигналом
управління і поточний.
Інформація про необхідному положенні вала міститься в скважності
імпульсів керуючого сигналу. Частота сигналу повинна бути постійна і складати 50
Гц.[7]
Характеристики сервоприводу TowerPro SG90 9g(рисунок 4.5):
• робоча швидкість (4.8В без навантаження): 0.12сек / 60 градусів;
• зусилля: 1.2кг / 4.8В; 1.6 кг /6.0 В;
• робоча напруга: 3.0-7.2В;
• температурний діапазон: -30 ℃ ~ 60 ℃;
• зона нечутливості: 7us;

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 32
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
• розміри: 3.2 x 3 x 1.2см;
• вага: 9г;
• довжина проводів: 24.5см;
• матеріал редуктора: нейлон;
• тип сервоприводу: аналоговий;
• кут повороту: 180 °;
• швидкість повороту: 0.1сек / 60 ° 4.8В.

Рисунок 4.5 – Загальний вигляд сервоприводу TowerPro SG90 9g

З точки зору характеристик вибираємо сервопривод MG996R.

Рисунок 4.6 – Схема принципова дозатора корму

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 33
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
. Блок керування відкриттям лазу
В заданий час, наприклад, о 7:00 годині відбувається перевірка на відкриття
лазу, один раз на 24 години.
При температурі меншій п’ять градусів тепла на вулиці, лаз буде зачинено, і
птахи будуть в середині курнику. Інформацію про температуру зовнішнього
середовища надходить з датчика DS18B20-1M-TUBE-IP67 (рисунок 4.7).

Рисунок 4.7 – Загальний вигляд датчика температури DS18B20-1M-TUBE-IP67

Характеристики датчика температури DS18B20-1M-TUBE-IP67:
• цифровий датчик DS18B20;
• довжина кабеля 3 метрa;
• ступінь вологозахисту водонепроникний;
• напруга живлення 3 ... 5,5 В;
• діапазон вимірюваної температури -55 ... 125 ° C;
• точність вимірювання в діапазоні від -10 до +85 С ± 0,5 ° C;
• час отримання даних: 750 мс при 12-бітному дозволі; 94 мс при 9-
бітному дозволі;
• струм при бездіяльності: 750 нА;

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 34
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
• струм при опитуванні: 1 мА;
• діаметр гільзи 6 мм;
• довжина гільзи 50 мм;

У розробників РЕА часто виникає проблема комплектації своїх виробів
датчиком температури в промисловому виконанні. Якщо сам прилад може бути
встановлений в чистому сухому місці, то датчик доводиться виносити на десятки
метрів і працювати він повинен при несприятливих умовах високої запиленості,
вологості, а так само зануреним в рідину. Виконання датчика в корпусі з
нержавіючої сталі з герметизацією забезпечує високу ступінь захисту
вимірювального елемента датчика.
Варто звернути особливу увагу на датчик на основі мікросхеми DS18B20 -
перетворення температури в цифрове значення безпосередньо в корпусі датчика
дає переваги у вигляді високої точності і стабільності показань, відсутність впливу
сполучних проводів на показання датчика, легкості підключення до
мікроконтролерів і ПК, можливість роботи декількох датчиків на одному шлейфі.
Виконання пиловологозахищений (IP67).[8]
Герметичний датчик на основі мікросхеми DS18B20 (рисунок 4.8) можна
підключити двома способами:
• з трьох проводів: живлення (червоний), земля (чорний) і сигнал (білий або
жовтий).
• по двох проводах: земля і сигнал. В цьому випадку датчик зрідка може давати
невірні показання, які легко виключити з кінцевого результату фільтрацією.
Незалежно від способу підключення, сигнальний провід необхідно з'єднати з
живленням через резистор 4,7 кОм.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 35
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.8 – Датчик температури DS18B20 цифровий

Діапазон вимірюваних температур від -55 ° C до + 125 ° C. Зчитуваний з
приладу цифровий код є прямим безпосереднім кодом виміряного значення
температури і не потребує додаткових перетворень. Програмована користувачем
роздільна здатність вбудованого АЦП може бути змінена в діапазоні від 9 до 12
розрядів вихідного коду. Абсолютна похибка перетворення менше 0,5 ° C в
діапазоні контрольованих температур -10 ° C до + 85 ° C. Максимальний час
повного 12-ти розрядного перетворення ~ 750мс (при роздільній здатності 12
розрядів). Для підключення потрібно резистор 4.7кОм.
Внутрішня енергонезалежна пам'ять температурних установок забезпечує
запис довільних значень верхньої та нижньої межі установок. Крім того,
мікросхема містить вбудований логічний механізм пріоритетної сигналізації в
лінію про факт виходу температури за один з обраних порогів. Вузол 1-Wire-
інтерфейсу приладу організований таким чином, що існує теоретична можливість
адресації необмеженої кількості подібних пристроїв на однопровідній лінії.
Термометр має індивідуальний 64-розрядний реєстраційний номер (груповий код
028Н) і забезпечує можливість роботи без зовнішнього джерела живлення, тільки
за рахунок паразитного живлення однопровідної лінії. Живлення приладу через
окремий зовнішній вивід здійснюється напругою від 3.0В до 5.5В.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 36
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
При температурі більшій п’яти градусів на вулиці лаз відчиниться. Закриття
лазу здійснюється за часом о 20:00, перед закриттям звучить звуковий сигнал,
який оповіщає птахів про закриття лазу.
При заклинюванні дверцят, що контролюється візуально, потрібно натиснути
кнопку, яка примусово відчинить або зачинить їх. [9]
Відкриття дверцят відбувається за допомогою ще одного сервоприводу
MG996R, оскільки він задовольняє своїми характеристиками, дивись пункт 4.2.
Обгрівач контролюється за допомогою реле Jqc3f-05vdc-c, оскільки воно
задовольняє своїми характеристиками, дивись пункт 4.1

Рисунок 4.9 – Принципова схема лазу

Рисунок 4.10 – Схема принципова датчика температури

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 37
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Блок регуляції мікроклімату в курнику
В нього входить,як автоматичний обігрів курника в залежності від
показників датчика температури, так і автоматична робота витяжного вентилятора
яка буде залежати від показання датчика вологості.
Датчик DHT11 – це цифровий датчик температури та вологості, що дозволяє
калібрувати цифровий сигнал на виході. Складається з ємнісного датчика вологості
та термістора. Також, датчик містить в собі АЦП для перетворення аналогових
значень вологості та температури.
Характеристики датчика температури та вологості DHT11 (рисунок 4.11):
• визначення вологості: 20-90% RH ± 5% (макс.);
• визначення температури: 0-50 ºC ± 2% (макс.);
• частота опитування: не більше 1 Гц;
• розміри 15.5 x 12 x 5.5 мм;
• 4 виводи з відстанню між контактами 0.1";
• живлення 3.5-5.5 В.
При підключенні до мікроконтролера, ви можете між виводами Vcc і Data
розмістити підтягуючий pull-up резистор номіналом 10 кОм. [10]

Рисунок 4.11 – Загальний вигляд датчика температури та вологості DHT11

DHT12 - це датчик температури і вологості призначений для одночасного
виміру температури і вологості. Сенсор складається з ємнісного сенсора вологості
і термістора, він також містить в собі простий 8-бітовий мікроконтролер, який

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 38
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
зберігає калібрувальні поправки для датчиків і виконує функцію АЦП. Даний
датчик може бути підключений до будь-якого микроконтроллеру, в тому числі до
Arduino. Цей датчик це оновлений DHT11, він менше за розміром і краще в точності
в порівнянні з DHT11. Головна відмінність даного датчика від DHT11 - це робота
по протоколу I2C. Також підтримується 1-провідна шина, для цього потрібно
підключити SCL до землі.
Отримати дані з датчика DHT12 (рисунок 4.12) можна по I2C і по 1-провідний
шині. За замовчуванням датчик працює по протоколу I2C. Якщо підключити SCL
до землі, тоді DHT12 працює по 1-провідний шині. Такий варіант підходить, якщо
мікроконтролер не підтримує протокол I2C.
Характеристики датчика температури і вологості DHT12:
• живлення
• мінімальне 2.7 В макс. 5.5 В;
• струм мін. 30 мкА макс. 800 мкА;
• вимірювання вологості ;
• мін. 20% RH макс. 95% RH;
• дозвіл 0.1% RH;
• точність (60% RH) ± 5% RH;
• повторюваність ± 0.3% RH;
• вимірювання температури ;
• мін. -20 ° C макс. +60 ° C;
• дозвіл 0.1 ° C;
• точність (25 ° C) ± 0.5 ° C;
• повторюваність ± 0.2 ° C;
• частота вимірів 0.5 Гц;
• відстань між сусідніми 0.1 ".
Коли датчик вологості і температури відправляє дані, він спочатку відправляє
MSb (Most Significant Bit) - старший значущий біт. Дані від датчика передаються у

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 39
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
вигляді посилки, що складаються з 40 біт даних - це 5 байт з яких перших два
вологість, наступні 2 температура і байт парності. Байт парності дорівнює сумі
попередніх байт. 1 і 2 байт містять відповідно цілу і дробову частину інформації
про вологість, 3 і 4 байт містять цілу і дробову частину інформації про температуру.
Значення цих байтів полягає в наступному:
1-й байт: відносна вологість - ціла частина в%;
2-й байт: десята частина відносної вологості в%;
3-й байт: ціла частина температури в ° C;
4-й байт: десята частина температури в ° C. Старший біт (8-й біт) 4-го
байта містить знак даних температури. Якщо біт дорівнює нулю «0» -
температура позитивна, а якщо біт дорівнює «1» - негативна .;
5-й байт: контрольна сума (останні 8 біт {1-й байт + 2-й байт + 3-й байт +
4-й байт}) [11]

Рисунок 4.12 – Загальний вигляд датчика вологості і температури DHT12

З точки зору доцільності вибираємо датчик DHT12.
Основна вентиляція являє собою побутовий вентилятор – Домовент 100
ВКО. Його вмикання здійснює реле Jqc3f-05vdc-c, оскільки воно задовольняє
своїми характеристиками, дивись пункт 4.1
В разі вимкнення живлення, здійснюється перемикання на резервну
вентиляцію, яка живиться від 12 В, і являє собою звичайний комп’ютерний куллер.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 40
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.13 – Принципова схема датчика вологості

Рисунок 4.14 – Схема принципова вентиляційної системи

Використаємо діод 10А10, оскільки він підходить нам по
характеристикам(дивись пункт 4.1).

Рисунок 4.15 – Принципова схема обігрівача

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 41
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Блок сигналізації
В цьому блоці розміщений датчик шуму RKP-SS-LM393 (рисунок 4.16), він
спрацює при заданому рівні шуму, і подасть напругу на пристрій, так зване
«пугало», яке випромінює ультразвук , який відлякує хижих тварин.
Модуль звукових коливань або просто датчик звуку це невелика друкована
плата з встановленими на ній мікрофоном, мікросхемою LM393, а також
декількома іншими електронними компонентами.
Звуковий сенсор RKP-SS-LM393 забезпечений спеціальним штирьовим
роз'ємом (типу «тато») для підключення до плати мікроконтролера Arduino або
інші.
Найкраща дистанція для визначення звуку змінюється підбором чутливості
сенсора. Для цієї мети на платі звукового модуля RKP-SS-LM393 є спеціальний
регулятор підстроювання чутливості.
Специфікація і характеристики датчика звуку для робота RKP-SS-LM393
• напруга живлення звукового датчика: +3.3 В ~ +5 В;
• струм споживання сенсора звуку: 1.4 мА;
• інтерфейс або тип вихідного сигналу датчика звуку: цифровий TTL;
• цифровий вихід сигналу: робоча напруга на виході 5 В;
• підключається безпосередньо до мікроконтролера;
• робоча температура: від 0 ° C ~ + 70 ° C;
• розміри модуля звуку (довжина x ширина x висота): 47 x 18.4 x 10 мм;
• вага модуля: 3 грами;
• діаметр отвору для монтажу датчика: 3 мм.
Специфікація на мікросхему LM393:
• тип компаратора: Precision;
• кількість компараторів в мікросхемі LM393: 2 штуки;
• час відгуку компаратора становить: 1.3 мкс;
• тип виходу компаратора: CMOS, MOS, TTL, DTL, ECL;

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 42
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
• струм споживання компаратора становить: 1 мА;
• діапазон напруги живлення компаратора: від ± 1.0 В до ± 18 В.

Рисунок 4.16 – Загальний вигляд датчика шуму RKP-SS-LM393

Завдяки своїм характеристикам звуковий датчик або звуковий модуль
виявлення RKP-SS-LM393 створений на основі компаратора LM393 здатний
виявити і виміряти будь-які звукові коливання, також звуковий сенсор підтримує
установку цифрового виходу звукової шкали інтенсивності.
Датчик звуку RKP-SS-LM393 стане корисним компонентом для будь-якого
робота під управлінням мікроконтролера.
Для забезпечення стабільної роботи звукового датчика в конструкції
передбачена настройка чутливості сенсора.
Сенсор звуку має спеціальний отвір в платі, що полегшує його монтаж і
кріплення на будь-яку роботизовану платформу або шасі робота.
Амплітудно-частотна характеристика звуку на вході обмежена тільки
характеристиками використовуваного мікрофона.[12]
В якості мініатюрного відлякувача диких тварни можна обрати AD-100, що
являє собою електронний прилад, що випромінює потужні ультразвукові
коливання, чутні хижим тваринам і не сприймаються людиною. Випромінювання
зупиняє дику тварину і звертає її до втечі. Ультразвук не наносить тварині фізичної

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 43
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
шкоди, а лише змушує її відчути сильний дискомфорт, панічний страх і бажання
сховатися. Найбільший ефект досягається при впливі на агресивних диких хижих
тварин. Прилад діє на відстані 15 метрів. Найбільш потужний вплив відчувається
на дистанції 5-10 метрів.
Характеристики ультразвукового відлякувача хижих тварин AD-100:
• частота: 25 кГц;
• потужність: 180Дб;
• радіус дії - 10м, оптимально 5-6м;
• максимальне споживання струму: 130 мА;
Керування ультразвукового відлякувача хижих тварин AD-100 відбувається за
допомогою реле PVG612.
Характеристики реле PVG612:
• керуючий струм, мА: 5;
• струм розмикання, мА: 0.4;
• керуюча напруга макс., В: 7;
• вихідний каскад: МОП транзистор;
• контакти: НР;
• комутуюча постійна напруга, В: 0-60;
• комутуюча змінна напруга, В: 0-60;
• максимальний струм навантаження, А: 1.5;
• опір у відкритому стані макс., Ом: 0.5;
• опір в закритому стані хв., МОм: 10000;
• напруга ізоляції, кВ: 4;
• робоча температура, С: -40 ... 85.
Використаємо діод 10А10, оскільки він підходить нам по
характеристикам(дивись пункт 4.1).

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 44
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.17 – Схема принципова відлякувача тварин

Рисунок 4.18 – Схема принципова датчика шуму
Центральний керуючий блок
В цьому блоці розташована плата Arduino UNO, який керує блоками, що
знаходяться описані вище.
Характеристики плати Arduino UNO:
• мікроконтролер Atmega328
• робоча напруга 5В
• напруга живлення (рекомендована) 7-12В
• напруга живлення (гранична) 6-20В
• цифрові входи / виходи 14 (з них 6 можуть використовуватися в якості
ШІМ-виходів)

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 45
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
• аналогові входи 6
• максимальний струм одного виведення 40 мА
• максимальний вихідний струм виводу 3.3V 50 мА
• flash-пам'ять 32 КБ (ATmega328) з яких 0.5 КБ використовуються
завантажувачем
• SRAM 2 КБ (ATmega328)
• EEPROM 1 КБ (ATmega328)
• тактова частота 16 МГц
Для виведення корисної для користувача інформації, можна використати
рідкокристалічний дисплей (Liquid Crystal Display) LCD 1602 (рисунок 4.19) є
хорошим вибором для виведення рядків символів в різних проектах. Він коштує
недорого, є різні модифікації з різними кольорами підсвічування, можна легко
завантажити готові бібліотеки для скетчів Arduino. Але найголовнішим недоліком
цього екрану є той факт, що дисплей має 16 цифрових виводів, з яких
обов'язковими є мінімум 6. Тому використання цього LCD екрана без I2C додає
серйозні обмеження для плат Arduino Uno або Nano. Якщо контактів не вистачає,
то доведеться купувати плату Arduino Mega або ж заощадити контакти, в тому числі
за рахунок підключення дисплея через I2C.
Технічні характеристики дисплея:
• символьний тип відображення, є можливість завантаження символів;
• світлодіодна підсвітка;
• контролер HD44780;
• напруга живлення 5В;
• формат 16х2 символів;
• діапазон робочих температур від -20С до + 70С, діапазон температур
зберігання від-30С до +80 С;
• кут огляду 180 градусів.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 46
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.19 – Загальний вигляд дисплея LCD 1602

Найшвидший і зручний спосіб використання I2C дисплея (рисунок 4.20) в
Arduino - це покупка готового екрану з вбудованою підтримкою протоколу. Але
таких екранів не дуже багато і коштують вони не дешево. А ось різноманітних
стандартних екранів випущено вже величезна кількість. Тому найдоступнішим і
популярним сьогодні варіантом є покупка і використання окремого I2C модуля -
перехідника, який виглядає ось так:

Рисунок 4.20 – Загальний вигляд I2C модуля

З одного боку модуля зображені такі виводи I2C - земля, живленн і 2 для
передачі даних. З іншого перехідника бачимо роз'єми зовнішнього живлення. І на
платі є безліч ніжок, за допомогою яких модуль припаюється до стандартних
виводів екрану.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ
47
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
I2C / IIC (Inter-Integrated Circuit) - це протокол, що спочатку створювався для
зв'язку інтегральних мікросхем всередині електронного пристрою. Розробка
належить фірмі Philips. В основі I2C протоколу є використання 8-бітної шини, яка
потрібна для зв'язку блоків в керуючої електроніці, і системі адресації, завдяки якій
можна спілкуватися по одним і тим же дротах з декількома пристроями. Ми просто
передаємо дані то одного, то іншого пристрою, додаючи до пакетів даних
ідентифікатор потрібного елемента.
Плата Arduino підтримує I2C на апаратному рівні. Можна використовувати
піни A4 і A5 для підключення пристроїв з даного протоколу.
В роботі I2C можна виділити кілька переваг:
• для роботи потрібно всього 2 лінії - SDA (лінія даних) і SCL (лінія
синхронізації);
• підключення великої кількості провідних приладів;
• зменшення часу розробки;
• для управління всім набором пристроїв потрібно тільки один
мікроконтролер;
• можливе число підключаючих мікросхем до однієї шині обмежується тільки
граничної ємністю;
• високий ступінь збереження даних через спеціальний фільтр здавлюючий
сплески, вбудованого в схеми;
• проста процедура діагностики виникаючих збоїв, швидке налагодження
несправностей;
• шина вже інтегрована в саму Arduino, тому не потрібно розробляти
додатково шинний інтерфейс.
Недоліки:
• існує ємнісне обмеження на лінії - 400 пФ;
• важке програмування контролера I2C, якщо на шині є кілька різних
пристроїв;

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 48
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
• при великій кількості пристроїв виникає труднощі локалізації збою, якщо
одне з них помилково встановлює стан низького рівня.[13]
Завдяки кнопкам можна подивитися потрібну інформацію на дисплеї LCD
1602. На екрані виведена така інформація:
• температура в курнику;
• вологість в курнику;
• температура на вулиці;
• дана година день, міс

Рисунок 4.21 – Принципова схема блоку індикації Arduino

Блок живлення
Забезпечує електричною енергією весь пристрій, напруга якого 12В та 3А.
Він може бути автономним від акумулятора YUASA YTX20L-BS напруга якого 12
В, 20А. При відключенні живлення, спрацьовує реле SRD-12VDC-SL-C (рисунок
4.22), яке перемикається на акумулятор.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 49
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Характеристики реле SRD-12VDC-SL-C:
• номінальна робоча напруга котушки 12В
• номінальний робочий струм котушки 30 мА
• опір котушки 400 Ом
• споживана потужність 0,36 Вт
• максимальний комутований струм 10А
• максимальна напруга, що комутується (постійна) 28 В
• максимальна напруга, що комутується (змінна) 250 В
• робоча температура -25 ° C .. + 70 ° C

Рисунок 4.22 – Загальний вигляд реле SRD-12VDC-SL-C

Рисунок 4.23 – Схема принципова блока живлення

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 50
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Характеристика акумулятора YUASA YTX20L-BS:
• корпус має чудову стійкість до паливно-мастильних матеріалів і витримує
екстремальні погодні умови;
• ущільнення корпусу спеціальної форми виключає просочування кислоти,
знижує корозію і продовжує термін служби акумулятора;
• сухозаряджені пластини забезпечують 70-80% заряду при первинному
заповненні батареї електролітом;
• не обслуговуваний;
• технологія AGM (нерухомий електроліт);
• вентиляційна система;
• напруга: 12 В;
• ємність: 18 А / г;
• розміри: 175 мм x 87 мм x 155 мм;
• полярність: Зліва: - Справа: +.
DD1 – Імпульсний модуль живлення DC-DC HW-411 на LM2596S-ADJ.
Перетворює з 12 В в 5 В, для живлення датчиків та Arduino.
Використаємо діод 10А10, оскільки він підходить нам по
характеристикам(дивись пункт 4.1).

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 51
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
ОХОРОНА ПРАЦІ
Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на
працівників дослідницької лабораторії

Усі роботи, щодо виконання даної роботи проводяться в приміщенні
дослідницької лабораторії, де проводяться роботи щодо розрахунків електричних
схем вузлів пристрою для автоматизації функціонування пташника. Проведення
подібного виду робіт неможливе без використання сучасного персонального
комп’ютера (ПК) для відповідних розрахунків та побудови планів та схем. Тому
для більш продуктивної та безпечної праці співробітників лабораторії необхідно
створити раціональні та безпечні умови праці під час роботи з в приміщенні
лабораторії.
Проаналізуємо фактори, що впливають на здоров'я і працездатність
співробітника, який працює у лабораторії. За рівнем фізичних навантажень дана
робота відноситься до категорії I а, оскільки не потребує навіть деякого фізичного
навантаження при роботі з ПК.
Робоче місце співробітника є постійним і складається зі столу (для вільного
переміщення спеціаліста за столом встановлено рухоме крісло, яке повторює
анатомію тіла людини), в лівій і правій частині якого встановлений персональний
комп'ютер. Робоче місце знаходиться в окремому приміщенні, мебльованому
столами зі встановленими на них ПК. Монітори комп'ютерів розміщені так, щоб
відстань від очей користувача до екрану складала не менше 70 cм, кут зору 30о, для
мінімізації впливу випромінювання на зір.
Розміри лабораторії становлять: ширина – 4,5 м, довжина – 8 м, висота стелі
– 3 м, площа приміщення складає 36 м2. Лабораторія розрахована на максимальну
кількість працюючих 4 особи. Звідси площа, яка припадає на одну людину,
дорівнює 9 м2. Об’єм приміщення становить 108 м3. Звідси об'єм, який припадає на
одну людину, дорівнює 27 м3, що відповідає вимогам ДБН В.2.2.28-2010.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 52
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Лабораторія розташована в північній частині будівлі, стіни мають світле
забарвлення із коефіцієнтом відбиття світла 50-54%, колір має матову структуру.
Важливе значення мають фактори мікроклімату в робочому приміщенні, так
як вони безпосередньо впливають на здоров’я та самопочуття дослідника. Згідно з
ДСН 3.3.6.042-99 нормативні значення основних факторів мікроклімату наступні:
1. Температури повітря:
 В теплий період року – 23 - 25 °С (допустима – 20 - 28 °С). ;
 В холодний період року – 22 - 24 °С (допустима – 21 - 25 °С).
2. Вологість повітря:
 В теплий період року – 40 - 60 %;
 В холодний період року – 40 - 60 %.
3. Швидкість руху повітря:
 В теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1 - 0,2 м/с) ;
 В холодний період року – 0,1 м/с (допустима – менше 0,1 м/с) .
Фактичні значення даних параметрів становлять відповідно:
1. Температури повітря:
 В теплий період року – 24 - 25 °С ;
 В холодний період року –21 - 23 °С .
2. Вологість повітря:
 В теплий період року – 50 - 55 %;
 В холодний період року – 55 - 57 %.
3. Швидкість руху повітря:
 В теплий період року – 0,08 – 0,1 м/с;
 В холодний період року – 0 – 0,1м/с.
Фактичні параметри мікроклімату повністю відповідають нормативним
вимогам згідно ДСН 3.3.6.042-99.
В лабораторії в холодний період року функціонує система централізованого
водяного опалення, яка відповідає ДБН В.2.5.67-2013 «Опалення, вентиляція та

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 53
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
кондиціювання». Для її забезпечення встановлено два сталевих радіатори, що
дозволяють підтримувати температуру повітря в холодний період року – 22 - 24 °С.
Оскільки працівник проводить велику кількість часу поряд із системним
блоком комп’ютера, то шум також являється важливим фактором виробничого
середовища. Головним джерелом шуму є вентилятор охолодження в системному
блоці комп’ютера та принтер.
Згідно з ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми рівнів шуму на робочих місцях»
нормативне значення еквівалентного рівня шуму при даному видові діяльності та
типу робочого місця складає 50 дБА, а рівень фактичного шуму в приміщенні
становить 42-47 дБА, що відповідає нормативному.
На робочому місці величина напруженості електромагнітного поля не
перевищує нормативне значення, визначене в ДСН 3.3.6.096-2002.
Умови праці співробітників лабораторії при роботі з обладнанням крім стану
параметрів виробничого середовища, визначаються також характеристиками
використовуваного устаткування, якістю робочих матеріалів у робочій зоні,
конструкцією робочих меблів та її розмірними характеристиками. Тип робочого
крісла обирається у відповідності ДСТУ 7951:2015 «Дизайн і ергономіка. Крісло
оператора. Загальні ергономічні вимоги» та в залежності від тривалості роботи: при
тривалій - масивне, при короткочасній - крісло легкої конструкції, в якому легко
пересуватися.
Ширина столу 0,9 м, усі предмети, що знаходяться на ньому розташовані на
відстані не більш 75 см від працівника, отже вони знаходяться в робочій зоні.
Висота столу 74 см; висота стільця 40 см (можливе індивідуальне налаштування).
Робота з обладнанням, зокрема з комп’ютером ведеться відповідно до
рекомендацій безпечної роботи згідно ДСТУ 8604:2015 «Дизайн і ергономіка.
Робоче місце для виконання робіт у положенні сидячи. Загальні ергономічні
вимоги».
Робоча поза працюючого безпосередньо пов’язана з тривалим очікуванням
закінчення обробки результатів комп’ютером, що в свою чергу призводить до

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 54
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
періодичного перебування в незручній, фіксованій позі до 25% від загальної
тривалості роботи.
Раціонально виконане освітлення виробничих приміщень надає позитивного
психофізіологічного впливу на працюючих, сприяє підвищенню продуктивності
праці, забезпеченню її безпеки, знижує втому і травматизм на виробництві,
зберігає високу працездатність в процесі праці.
До освітлення надаються певні вимоги:
- освітлення на робочих місцях повинно бути достатнім для виконання даної
роботи;
- освітлення повинно бути рівномірним по робочій поверхні;
- на робочій поверхні не повинно бути тіні, особливо рухливої;
- в полі зору не повинно бути прямого і відбитого блиску;
- спектральний склад світла повинен відповідати характеру роботи (ця
вимога особливо суттєва для забезпечення правильної кольоропередачі);
- світлові установки не повинні бути джерелом додаткових небезпек та
шкідливостей;
- установки повинні бути економні, прості та надійні до роботи.
Приміщення дослідницької лабораторії – це приміщення з однобічним
природним освітленням, північно-східною орієнтацією віконних отворів.
Природне освітлення забезпечується крізь вікна. Розміри чотирьох вікон
приміщення однакові і становлять 1,3×1,4 м. Робочі столи розташовані таким
чином, що вікна знаходяться збоку від працюючого. Вікна обладнані
світлорозсіююючими шторками. При цьому у полі зору працюючого
забезпечується оптимальне співвідношення яскравості робочих та навколишніх
поверхонь та обмежене відбивання світла від екрану та функціональної клавіатури.
Згідно з ДБН В.2.5-28-2018 нормування природного освітлення проводиться
за допомогою коефіцієнта природного освітлення (КПО), розряд зорової праці – II
в, найменший об’єкт розрізнення – 0,25 мм, що відповідає високому ступеню

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 55
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
точності зорової праці. Контрастність найменшого об’єкту розрізнення та фонів:
між текстом на моніторі та фоном, між текстом на аркуші паперу та аркушем, букв
на клавіатурі. Фактичне значення КПО становить 25-32 %, що відповідає вимогам
ДБН В.2.5-28-2018.
Для темного часу доби передбачене штучне освітлення. При штучному
освітленні нормується величина освітленості в люксах (Лк), яка вибирається в
залежності від характеристик зорової праці з урахуванням найменшого розміру
об'єкта розрізнення, фону, контрасту об'єкта розрізнення з фоном.
Лабораторія обладнана трьома світильниками ЛСП 02В, кожний з яких має
дві люмінесцентні лампи. Фактичний рівень штучного освітлення складає 210-220
лк. Отже, рівень штучного освітлення на робочому місці не є достатнім для
виконання зорової праці ІІ розряду, відповідно ДБН В.2.5-28-2018. Тому система
загального штучного освітлення потребує модернізації.
Особливістю роботи співробітника лабораторії з монітором ПК є підвищене
зорове напруження, що пов'язане із спостереженням за інформацією на екрані, а
також з іншими негативними факторами. Зокрема працівник втомлюється від
постійного ефекту миготіння, нестійкості та нечіткості зображення, необхідності
частої переадаптації очей до рівня освітлення екрану дисплея та загального
освітлення приміщення. Негативно впливає потреба пристосування до
різновіддалених об’єктів.
Електропроводка живлячої мережі в приміщенні лабораторії прихованого
типу, прокладена в спеціальних каналах. Приміщення відноситься до 3 типу:
приміщення без підвищеної небезпеки ураження людини електричним струмом
(відсутні чинники підвищеної та особливої небезпеки, такі як: струмопровідна
підлога, струмопровідний пил, агресивне середовище що пошкоджує ізоляцію і
т.ін.) – ПУЕ-17. Обладнання, встановлене в ньому живиться напругою 220 В і
споживає потужність менше ніж 2500 Вт. Системний блок ПК має металевий
корпус, тому згідно ДСТУ Б В.2.5-82:2016 в лабораторії повинна бути передбачена
магістраль захисного занулення. Інструктаж з техніки електробезпеки, що

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 56
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
проводиться з працівниками лабораторії, складений враховуючи ДНАОП 0.00-
1.32-01, ДСТУ Б В.2.5-82:2016 та ПУЕ-17.
Проте, найбільш досконалі пристрої і нові технічні заходи з техніки безпеки
не досягають своєї мети, якщо співробітник не розуміє їх призначення. Тільки
свідоме ставлення до заходів, направлених на застереження небезпеки при виконанні
дослідних робіт, повне знання виконуваних операцій, призначення приладів,
пристроїв, обладнання, матеріалів, правильних способів користування ними
створить умови для безпечного виконання роботи. Тому під час роботи з
електрообладнанням працівник зобов'язаний виконувати ряд правил, а саме:
- при раптовому припиненні подачі електроструму потрібно негайно
вимкнути електрообладнання;
- категорично забороняється ремонтувати електрообладнання, вмикати та
вимикати його, якщо це не передбачено в ході роботи;
- категорично забороняється проводити будь-які перемикання на головному
розподільному щиті;
- не знімати запобіжні кожухи;
- у випадку виявлення неполагодженого електрообладнання, вимірювальних
приладів і дротів, терміново вимкнути напругу;
- у випадку враження електричним струмом слід терміново звільнити
потерпілого від дії струму і прийняти міри по наданню першої допомоги, при
необхідності викликати лікаря.
Лабораторія відноситься до приміщень з категорією
вибухопожежонебезпеки типу В, згідно з ДСТУ Б В.1.1-36:2016 (горючі та
важкогорючі рідини, тверді горючі та важкогорючі речовини, а також речовини,
здатні горіти тільки при взаємодії з водою, киснем повітря або один з одним.). В
даному приміщенні забезпечуються необхідні заходи щодо протидії виникнення
пожежонебезпечних ситуацій згідно з НАПБ А.01.001-2014 «Правила пожежної
безпеки в Україні». Інструкції на випадок пожежі складенні відповідно до
«Типових правил пожежної безпеки для промислових підприємств». План

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
евакуації розміщений на стіні з вільним доступом до неї. Для попередження пожеж
в ній використовується електрична пожежна сигналізація променевого типу та
димові датчики типу (ИП-212-46) у кількості 2 шт відповідно ДБН В.2.5.56-2014.
Приміщення обладнане порошковим вогнегасником ВП-5У, який
закріплений у підставці на стіні поряд з дверима, відповідно до Правил
експлуатації та типових норм належності вогнегасників.
З усіма працівниками перед допуском до роботи проводять вступний та
первинний інструктажі згідно типового положення про навчання з питань охорони
праці (ДНАОП 0.00-4.12-05). Допуск до роботи відбувається після проведення
перевірки знань із вступного та первинного інструктажів. Перевірка здійснюється
згідно затвердженого переліку запитань.
Вступний інструктаж з питань охорони праці проводиться з усіма
працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну або тимчасову) незалежно
від їх освіти, стажу роботи за цією професією або посади. Первинний інструктаж
проводиться з працівниками на робочому місці до початку роботи. Запис про
проведення вступного інструктажу робиться у спеціальному журналі.
Повторний інструктаж проводиться на робочому місці з усіма працівниками
та студентами: на роботах з підвищеною небезпекою - 1 раз у квартал, на інших
роботах - 1 раз на півріччя.[14]
В результаті проведеного аналізу можливо зробити висновок про те, що
найбільш важливим чинником, що впливає на безпеку праці працівника лабораторії
є недостатність штучного освітлення на робочому місці. Тому необхідно
модернізувати систему загального штучного освітлення в приміщенні лабораторії.

Модернізація системи загального штучного освітлення
Штучне освітлення передбачається у всіх виробничих та побутових
приміщеннях, де недостатньо природного світла, а також для освітлення

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
приміщень у темний період доби. При організації штучного освітлення необхідно
забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і одночасно
враховувати економічні показники.
Освітленість робочих поверхонь у виробничих приміщеннях регламен-
тується ДБН В.2.5-28-2018 і визначається, в основному, характеристикою зорової
роботи. Норми носять міжгалузевий характер. На їх основі, як правило, розробля-
ють норми для окремих галузей промисловості.
В ДБН В.2.5-28-2018 вісім розрядів зорової роботи, із яких перші шість
характеризуються розмірами об'єкта розрізнення. Для І – V розрядів, які окрім
того мають ще й по чотири підрозряди (а, б, в, г), нормовані значення залежать не
тільки від найменшого розміру об'єкта розпізнавання, але і від контрасту об'єкта з
фоном та характеристики фону. Найбільша нормована освітленість складає 5000
лк (розряд І а), а найменша – 20 лк (розряд VІІІ г).
При проектуванні системи штучного освітлення необхідно вирішити
наступне: вибрати систему освітлення, тип джерела світла, тип світильників,
визначити розташування світлових приладів, виконати розрахунки штучного
освітлення та визначити потужності світильників та ламп.
Для всіх виробничих приміщень проектують систему загального чи
комбінованого освітлення. При виконанні робіт І-IV розрядів рекомендується
використовувати, як правило, комбіновану систему освітлення, оскільки
досягнення необхідної освітленості при загальній системі освітлення вимагає
великих витрат електричної енергії і є недоцільним. З цієї ж точки зору слід
надавати перевагу локалізованому освітленню, в тому числі й в системі
комбінованого, дотримуючись при цьому допустимих норм нерівномірності
освітлення (ДБН В.2.5-28-2018). Освітленість робочої поверхні, створювана
світильниками загального освітлення в системі комбінованого, повинна складати
не менше 10 відсотків нормованої для комбінованого освітлення, однак у всіх

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
випадках не менше 150 лк при газорозрядних лампах і 50 лк – при лампах
розжарювання.
З гігієнічної точки зору система загального освітлення більш досконала,
оскільки дає можливість більш рівномірно розподілити світлову енергію.
Вибираючи джерела світла, слід надавати перевагу світлодіодним
світильникам, які енергетично більш економічні. Окрім того, вони за
спектральними характеристиками максимально наближаються до природного
світла, що важливо при використанні суміщеного освітлення.
Розрахунок штучного освітлення виконується за методом коефіцієнта
використання світлового потоку:
Звисання світильника зі стелі hс становить 0,3 м, висота робочої поверхні hр
становить 0,8 м. Висота підвішування світильників над підлогою hп становить
2,40 м. Висота підвішування світильників над робочою поверхнею h становить
1,6 м.
Основною задачею розрахунку штучного освітлення є визначення
необхідної кількості світильників N для забезпечення нормативного рівня
штучного освітлення за формулою:

E ⋅K ⋅ S ⋅ z
N = н з
F ⋅η , (5.1)
л

де Ен – нормований рівень загального штучного освітлення, лк
(ДБН В.2.5-28-2018).
Fл – світловий потік світильника, лм.
Кз – коефіцієнт запасу, який враховує зниження освітлення в процесі
експлуатації, Кз = 1,4;

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
S – площа приміщення, яка освітлюється, S = 8·4,5 = 36 м2;
z – коефіцієнт нерівномірності освітлення, приймаємо рівним 1,05;
η – коефіцієнт використання світлового потоку.
Для визначення коефіцієнту використання світлового потоку знаходиться
індекс приміщення і. Індекс приміщення знаходимо за формулою:
А ⋅ В
i = (Н − 0,8)⋅ (А + В) , (5.2)

де А, В і Н– відповідно довжина, ширина та висота приміщення. Тоді:

i 8 ⋅ 4
= ( ) ( ) = 1,2
3 − 0,8 ⋅ 8 + 4

Для освітлення лабораторії обираємо світильник cвітлодіодний стельовий
«ADMIN», який має наступні технічні характеристики:
- Споживана потужність – 10-60 Вт;
- Живляча напруга та частота – 110-277 В/50 Гц;
- Ступінь захисту – IP64;
- Індекс кольоропередачі Ra – понад 80;
- Коефіцієнт потужності – понад 0,95;
- Світловий потік – 1500-7500 лм;
- Колірна температура – 2700-6500 К;
- Ресурс роботи світильника – понад 50 000 год;
- Діапазон робочих температур – від -10 до +40 °C;
- Габаритні розміри світильника ВхШхД – 200х595х595 мм.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 5.1 - Зовнішній вигляд світильника cвітлодіодного
стельового «ADMIN»

Офісні світлодіодні стельові світильники серії ADMIN» монтуються прямо
в підвісну стелю. Ступінь захисту даної моделі - IP64 (повний захист від пилу і від
бризок) для світловий частини і IP20 (захист від сторонніх предметів) для джерела
живлення.
У даного світильника вузька світлова діаграма, тому він більш комфортний
при використанні в офісних приміщеннях з висотою стель до 3.5 м. Довжина
вбудованого офісного світильника може бути будь-якою - від стандартних 60 см
до 3 м.
Растрові світлодіодні світильники серії «ADMIN» мають вбудовану систему
управління, низький коефіцієнт пульсацій, опціональний вибір температури
кольору і коефіцієнту кольоропередачі.
Коефіцієнт використання світлового потоку світлодіодного світильника при
індексі приміщення, який дорівнює 1,2 і групі світильника – 2, буде дорівнювати
η = 57%.
Знаходимо кількість світильників за формулою 5.1:

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
N 300 ⋅36 ⋅1,4 ⋅1,05
= = 3,71 = 4
7500 ⋅0,57

Відповідно до вищенаведених розрахунків можна зробити висновок, що для
влаштування системи загального штучного освітлення цілком достатньо чотирьох
світлодіодних світильників типу «ADMIN». Для живлення світильників в даному
приміщенні можна використати дріт з мідними струмопровідними жилами
перетином 1,0 - 1,5 мм2

Рисунок 5.2 – Діаграма освітленості світильника cвітлодіодного
стельового «ADMIN»

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
ВИСНОВОК
В даній випускній роботі проведена розробка пристрою автоматизації
пташника.
В першому розділі розглянуто загальні принципи функціонування,
класифікацію та особливості побудови пристроїв автоматизації курника різного
призначення. Проведено аналіз існуючих схемних рішень складових пристроїв
автоматизації пташника та обґрунтовано необхідність їх використання.
В другому розділі обґрунтовано технічне завдання на розробку. За
результатами першого та другого розділу було вирішено побудувати пристрій на
основі платформи Arduino. Це дозволило реалізувати просте та ефективне схемне
рішення автоматизованого курника з наступним функціоналом: цифрова індикація,
що дозволить зручніше задавати режими роботи пристрою, автоматизація
годування птахів, контроль мікроклімату в курнику, можливість використання
пристрою для роботи в автономному режимі.
В третьому розділі представлено структурну схему проектованого пристрою
та описано призначення його основних складових частин. На її основі, в четвертому
розділі проведено розробку схем електричних принципових відповідних блоків
проектованого пристрою та обґрунтування вибору елементної бази.
Враховуючи вище наведені розрахунки, можна зробити висновок про
достатній рівень функціональності та високу ефективність роботи спроектованого
пристрою.
Для забезпечення правильної роботи приладу також необхідно ретельно
дотримуватись всіх вимог до виготовлення приладу, а також правильного паяння
та встановлення компонентів друкованого монтажу.
В розділі охорони праці було проведено аналіз небезпек та шкідливостей, які
виникають у приміщенні проектно-технічної лабораторії.. Також виконано
порівняльну характеристика сучасних джерел світла і вибір системи освітлення
лабораторії.
Список використаної літератури

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1. Как куры покорили мир? [Електронний ресурс]: Школа жизни.ру
Познавательный журнал: Как куры покорили мир? – Режим доступу:
https://shkolazhizni.ru/culture/articles/70724/. – Назва з екрану.
2. Создаем полностью автоматическую ферму (готовая реализация)
[Електроний ресурс]:Хабр: Блог компании Хакспейс клуб «minirobot»–
Режим доступу: https://habr.com/ru/company/minirobot/blog/255321/ – Назва з
екрану.
3. Wi-fi модуль в курятник [Електроний ресурс]: Umka-Motor. Умная
автоматика для сельского хазяйства –Режим доступу: http://u-
m.biz/phpBB3/viewtopic.php?f=2&t=103&start=525 – Назва з екрану.
4. farmermobil® fm600 [Електроний ресурс]: farmermobil: farmermobil® fm600 –
Режим доступу: https://farmermobil.com/products/fm600/ – Назва з екрану.
5. Модуль часов реального времени DS1302 RTC для ARDUINO (без батареи)
[Електроний ресурс]: Модуль часов реального времени DS1302 RTC для
ARDUINO (без батареи) – Режим доступу:
https://3v3.com.ua/product_7638.html – Назва з екрану.
6. Види лампочок [Електроний ресурс]: brille. Освещение Мебель Декор –
Режим доступу: https://www.brille.ua/ua/vidy-lampochek/ – Назва з екрану.
7. Сервоприводы Ардуино SG90, MG995, MG996: схема подключения и
управление [Електроний ресурс]: ARDUINOMASTER. Российское Ардуино-
Сообщество. Сервоприводы Ардуино SG90, MG995, MG996: схема
подключения и управление – Режим доступу: https://arduinomaster.ru/motor-
dvigatel-privod/servoprivody-arduino-sg90-mg995-shema-podklyuchenie-
upravlenie/ – Назва з екрану.
8. Измеритель температуры DS18B20-1M-TUBE-IP67 [Електроний ресурс]:
sumida. Космодром электронные компоненты. – Режим доступу:
http://www.kosmodrom.com.ua/el.php?name=DS18B20-1M-TUBE-IP67 – Назва
з екрану.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 65
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
9. Датчик температури DS18B20 цифровий [Електроний ресурс]: Arduino.UA.
Датчик температури DS18B20 цифровий – Режим доступу:
https://arduino.ua/prod190-datchik-temperatyri-ds18b20-cifrovoi – Назва з
екрану.
10. Датчик вологості та температури DHT11 [Електроний ресурс]: Arduino.UA.
Датчик вологості та температури DHT11 – Режим доступу:
https://arduino.ua/prod185-datchik-vlajnosti-i-temperatyri-dht11 – Назва з
екрану.
11. DHT12 — I2C датчик влажности и температуры [Електроний ресурс]:
MicroPi. DHT12 — I2C датчик влажности и температуры – Режим доступу:
https://micro-pi.ru/dht12-i2c-датчик-влажности-температуры/ – Назва з
екрану.
12. RKP-SS-LM393 ДАТЧИК ЗВУКА [Електроний ресурс]: prom. Интернет-
магазин "Налетай". RKP-SS-LM393 ДАТЧИК ЗВУКА – Режим доступу:
https://naletay.com.ua/p395987738-rkp-lm393-datchik.html – Назва з екрану.
13. Подключение дисплея LCD 1602 к arduino по i2c / IIC [Електроний ресурс]:
ARDUINOMASTER. Российское Ардуино-Сообщество. Подключение
дисплея LCD 1602 к arduino по i2c / IIC – Режим доступу:
https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/lcd-i2c-arduino-displey-ekran/ – Назва
з екрану.
14. Конспект лекцій з цивільного захисту для працівників, які не входять до
складу невоєнізованих формувань [Електронний ресурс] / Укл.: В. І. Биков,
В. В. Боршківський, О. С. Кожем’якін, А. В. Шинкаренко; Навчально-
методичний центр цивільного захисту та безпеки життєдіяльності Черкаської
області, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси: ЧДТУ, 2009. – 243 с.

Арк.
СКРТ97.021104.248 ПЗ 66
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ДОДАТКИ

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets