РАЗРАБОТКА ИНКУБАТОРА НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ARDUINO ДЛЯ ВЫВЕДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЫ
Authors: Неверов Е.Н. , Ширманова Г.С. , Горелкина А.К. , Владимиров А.А. 
Published: January 2025

Проблема и цель. Целью данной работы является разработка автоматизированного инкубатора для выведения куриных яиц. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: проведение расчёта расходов тепла и влаги в инкубаторе, проектирование и создание конструкции установки, разработка программного обеспечения для контроля работы установки, выбор узлов и составляющих элементов установки, испытания установки. Методология. Научная работа включала компьютерное моделирование (математическое моделирование, 3D-моделирование корпуса и расчёт теплового поля), аддитивные технологии (3D-печать FDM и лазерная резка) для изготовления корпуса и элементов инкубатора, а также разработку и программирование системы автоматического управления на базе микроконтроллера Iskra (аналог Arduino). Изготовление элементов инкубатора осуществлялось с использованием комплектующих отечественных производителей. Исследование включало разработку алгоритмов управления для обеспечения оптимального микроклимата в инкубаторе, а также программирование ЖК-дисплея, датчика BME280 и логики управления на микроконтроллере. Результаты. Удовлетворение высокого спроса на продукцию птицеводства требует использования искусственных инкубаторов для выведения сельскохозяйственной птицы. В современных условиях все больше внедряют отечественные аналоги с использованием микроконтроллеров, что позволяет повысить эффективность процесса инкубации яиц. Разработанный прототип инкубатора был испытан в лабораторных условиях. Получены данные о зависимости температуры от времени при различных значениях коэффициентов ПИД-регулирования. Так же были измерены значения температуры инкубатора при разных количествах нагревателей. Испытания показали, что уменьшение количества нагревателей в инкубаторе ведёт к увеличению времени достижения необходимой температуры. Заключение. В ходе научной работы был разработан и испытан прототип автоматического инкубатора на 10 куриных яиц с микроконтроллерным управлением и функцией записи данных на ПК. Оптимизация конструкции и параметров работы инкубатора (температура, влажность, вентиляция) позволила достичь 80-90 % выводимости яиц. Результаты исследования демонстрируют эффективность использования микроконтроллера Arduino UNO для автоматизации процесса инкубации и повышения его продуктивности.
Problem and purpose. The purpose of this work is to develop an automated incubator for hatching chicken eggs. To achieve this goal, it is necessary to solve the following tasks: calculations of heat and moisture consumption in the incubator, design and creation of the installation structure, development of software for monitoring the operation of the installation, selection of units and components of the installation, testing of the installation . Methodology. The research work included computer modeling (mathematical modeling, 3D modeling of the case and calculation of the thermal feld), additive technologies (FDM 3D printing and laser cutting) for the manufacture of the case and elements of the incubator, as well as the development and programming of an automatic control system based on the Iskra microcontroller (analogous to Arduino ). The manufacture of incubator elements was carried out using components from domestic manufacturers. The study included the development of control algorithms to ensure an optimal microclimate in the incubator, as well as programming the LCD display, BME280 sensor and control logic on the microcontroller. Results. Satisfaction high demand on products poultry farming requires use artifcial incubators for hatching poultry . In modern conditions, domestic analogues using microcontrollers are increasingly being introduced, which allows increasing the efciency of the egg incubation process. The developed prototype of the incubator was tested in laboratory conditions. Data were obtained on the dependence of temperature on time for diferent values of the PID control coefcients. The incubator temperature values were also measured with diferent numbers of heaters. The tests showed that a decrease in the number of heaters in the incubator leads to an increase in the time it takes to reach the required temperature. Conclusion. During the research, a prototype of an automatic incubator for 10 chicken eggs with microcontroller control and a function for recording data on a PC was developed and tested. Optimization of the design and operating parameters of the incubator (temperature, humidity, ventilation) made it possible to achieve 80- 90% of egg hatchability. The results of the study demonstrate the efectiveness of using the Arduino UNO microcontroller to automate the incubation process and increase its productivity.