Разговоры о важном

СТАВРОПОЛЬСКИЙ КРАЙ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №5»

КРАЕВОЙ КОНКУРС-ВЫСТАВКА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГОТВОРЧЕСТВА МОЛОДЁЖИ«ТАЛАНТЫ XXI ВЕКА»

 

 

 

 

 

 

 

Автоматизация бытовых инкубаторов

 

Автор: Медведев Владимир Сергеевич

Руководитель: Мурадов Владимир Славикович

Учитель информатики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с. Эдиссия

2022 год.

Оглавление

 

Стр.

Введение2

Основная часть4

Способыреализации проекта6

Экономическаясебестоимость6

Заключение7

Литература8

 

 

 

 

 

 

Введение.

Первые сведения об искусственной инкубациисодержатся в трудах греческого историка Геродота (около 460 лет до н. э.), вкоторых описаны египетские инкубаторы. Некоторые из указанных инкубаторовсохранились до наших дней. Так, около Каира в деревне Гишх находится старыйинкубаторий (около 2000 лет) на 30 тыс. яиц, состоящий из ряда камер,расположенных по обеим сторонам коридора.

Египетские инкубатории представляли собойглинобитные или из обожженного кирпича двухэтажные строения, почти на половинувысоты, находящиеся в земле. Отапливали их в верхнем отделении сухим верблюжьимнавозом, и теплый воздух через отдушины в сводах нижнего этажа проникал вкамеры, где располагались яйца. Для вентиляции имелся ряд отверстий в наружныхстенах здания. Инкубируемые яйца поворачивали три раза в сутки. На 12-й деньотапливать инкубаторий прекращали, а яйца переносили в верхнее отделение, гдеоставляли до вывода.

В те далекие времена о термометрах незнали, а степень нагрева яиц и воздуха оценивали на ощупь. Несмотря напримитивность египетских инкубаториев, в них получался прекрасный вывод цыплят,превышающий 80% числа заложенных яиц.

С середины прошлогостолетия искусственная инкубация начинает находить применение в практикесельского хозяйства многих стран.

Инкубация яиц— довольно сложный процесс, требующий специальных знаний, серьезного ивдумчивого отношения к нему, аккуратности и точности в осуществлении всехтехнологических операций, а также дорогой техники.

Основные проблемы, с которыми приходитсясталкиваться, — поддержание оптимальной температуры, влажности, вентиляция исвоевременное переворачивание яиц. Особенно сильно влияют на развитие эмбрионаотклонения от оптимальной температуры воздуха в инкубаторе. Целесообразноконтролировать температуру с погрешностью не более 0,2 °С.

Контроль влажности воздуха в инкубаторетакже очень важен. В малогабаритных инкубаторах бытового назначения влажностьвоздуха поддерживается с помощью заполненных теплой водой ванночек. Вода изних, испаряясь, насыщает воздух влагой. Обычно ее регулируют, открывая большуюили меньшую часть поверхности воды в ванночке.

Для развития эмбриона необходим свежийвоздух, который нельзя подавать напрямую к инкубируемым яйцам. В ограниченномколичестве он через приточные отверстия поступает в инкубатор, нагревается,перемешивается вентилятором с теплым воздухом внутри инкубатора и лишь потомдоходит непосредственно до места расположения яиц. Слишком интенсивнаявентиляция приводит к большому испарению влаги и усушке яиц.

Яйца необходимо периодически переворачиватьво избежание приростания эмбриона к скорлупе. Кроме того, это способствуетинтенсивному газообмену, развитию кровеносной системы, улучшению питания и, вконце концов, повышению выводимости.

При инкубации яиц следует строго следитьза исправностью контрольных приборов, в частности, за точностью показанийсухого и влажного термометров. Для последнего используют только чистую дождевуюили дистиллированную воду. Матерчатый фитиль на влажном термометре должен бытьчистым и равномерно увлажненным. Его в процессе инкубации необходимо менятьдважды.

Вот такие основные требования предъявляютсяк инкубаторам как промышленного, так и самостоятельного изготовления. Чтонепременно на мой взгляд требует автоматизации всего процесса инкубации.

Моя идея вмодернизации инкубатора позволит фермеру значительно с экономить свое время, атакже экономические ресурсы. Так как отбрасывается необходимость в ежедневномобслуживании устройства.

Цель проекта — созданиеавтономного инкубатора, который по заданной человеком программой самостоятельновыполняет в зависимости от срока и этапов инкубации такие действия как:

1.                Контроль заданного уровнятемпературы.

2.                Автоматический поворот яиц.

3.                Проветривание, в определенныедни инкубации.

За основу инкубатора мы взяли модель «Несушка», производимым вгороде Новосибирске, на заводе электробытовых товаров. Его рыночная стоимость впределах 2500 – 3000 рублей. Данный инкубатор оснащен механизмомавтоматического поворота яиц и аналоговой регулировкой температуры.

Минусы этогоустройства в том, что: при необходимости нужно вручную отключать механизмповорота яиц, нет возможности в установки собственного режима поворота,отсутствует автоматическая подача воды в лотки, отсутствие внутреннегоосвещения, и самое неудобное это необходимость регулировки температуры вручную,ориентируясь только на термометр который отдельно устанавливается внутриинкубатора. Так как отсутствует цифровая регулировка температуры.

Основная часть.

 

В качествеблока управления автоматикой я использую Lego NXT. NXT — конструктор для созданияпрограммируемого робота. NXT являетсяинтеллектуальным микрокомпьютером, который может обрабатывать данныепоступающие с датчиков и посылать им свои указания.

Инкубатор имеет автоматизированную систему электрическогонагревания, реализованную на базе Lego NXT. Припонижении температуры ниже нижнего порога включается подогрев. Системаподогрева представляет собой электрический нагреватель. Электрическиенагреватели расположены в верхней части инкубатора горизонтально над лоткамидляяиц. При достижении заданной температуры обогрев отключается.

В моем проекте пороги поддержания температуры настроены наинкубацию куриных и перепелиных яиц. В данной таблице я разместил данные отемпературе, влажности и режимах переворота яиц.

Весьпериод инкубации я поделил на четыре этапа:

1.     Прогрев. На данном этапе в программе я настроил самую высокуютемпературу за весь период инкубации, которая равна 38.5 ˚ C. Поворот яиц настроен 1 раз вчас, с 1 по 18 день.

2.     Развитие. В этот этап инкубации входят 7 дней. Как раз в эти днипроисходит развитие зародыша. На данном этапе я понижаю температуру на 0,5 ˚ C, до уровня 38 ˚ C.

3.     Формирование. Третий этап инкубации это с 11 по 18 день. На этомэтапе инкубации я понижаю температуру до 37.8 ˚ C, так как в этот промежуток яйцо уже начинает само отдавать тепло,в связи с тем, что в яйце начинает формироваться цыпленок. Начиная с этогопериода, то есть с 11 дня, необходимо охлаждение яиц, по 5-10 минут 2 раза вдень. Это еще хорошо тем что в инкубатор поступает свежий воздух.

4.     Вывод. Начиная с 19 дня, программа отключает переворот яиц. Таккак это может повредить цыпленка. Еще необходимо в этот период увеличитьвлажность, чтобы скорлупа стала мягче, и цыплятам было легче вылупиться.

 

Таблица 1(режим для инкубации куриных яиц)

 

Таблица 2(режим для инкубации перепелиных яиц)

 

Способы реализации проекта.

 

На корпусинкубатора я установил датчик температуры. Который отправляет сигнал о текущейтемпературе на блок микрокомпьютера NXT. Микрокомпьютер в свою очередь который работает по заданнойпрограмме при необходимости включает и отключает нагревательный элемент, спомощью релейного модуля.

Переворот яицосуществляется по таймеру, который также отправляет сигнал на релейный модуль,для отключения и включения двигателя.

Дополнительноустановлено освещение в инкубатор, который включается с помощью кнопки.

А также яустановил вентилятор для проветривания яиц, который тоже управляется с помощью NXT.

Ниже представленанаписанная мною программа.

Рисунок 1

Экономическая себестоимость

1.    Компьютер NXT – 8900 рублей

2.    Релейные модули – 100 рублей

3.    Инкубатор – 2500 рублей

Итого: 11500 рублей

Заключение

Таким образом, самостоятельноеизготовление автоматики для инкубатора не представляется делом слишком сложными хлопотным. Разумеется, такие устройства могут быть разными – по габаритам истепени оснащенности различным оборудованием, в зависимости от количестваобрабатываемых яиц. Поэтому перед их сборкой лучше тщательно поработать надпроектом, учитывая все возможные «подводные камни».

 

 

Литература

1.    ОтрыганьевК.А. Технология инкубации / К. А. Отрыганьев, В.М. Роков – М.: Агропромиздаст.2003 – 152с.

2.    Кочиш М.В.Птицеводство / М.В. Кочиш – М.: Агропромиздаст. 2007 -684с.

3.    ПереборскийП.И. Инкубация яиц // Животноводство. – 2009. — №8. С. 19.

4.    ВолковГ.К.Зоогигиенические нормативы для животноводческих обьектов: справочник / Г.К. Волков, В. М. Репин, В. И. Большакова.- М.: Агропромиздат, 1986. – 303с.

5.    Ветеринарно-санитарныетребования при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатацииживотноводческих помещений / М.: Агропромиздат, 1988. -32с.

6.    Зоогигиена сосновами проектирования животноводческих объектов: учебное пособие / СПб.:«ЛАНЬ», 2006. – 224с.

7.    Кузнецов А.Ф.Гигиена содержания животных: справочник / А.Ф. Кузнецов – СПб.: «ЛАНЬ», 2003. -640с.

8.    http://studbooks.net/1131655/agropromyshlennost/obzor_literatury