Prototyp Brutschrank InkuPi

Seitdem ich die erste Brut in einem Brutkasten ausbrüten liess, hatte ich die Idee einen eigenen computergesteuerten Brutkasten zu bauen. Alles soll vollautomatsch kontrolliert und geregelt werden.
Brutbox

Es wäre doch schön immer und von überall her den momentanen Status des Brutkastens abfragen zu können. Kein manuelles regeln der Temperatur oder Feuchte mehr, keine Turnschuh Aktionen um die Werte zu prüfen, Minimum und Maximum Temperatur und Feuchtigkeit würden geloggt und könnten auf einen Blick kontrolliert werden.
Über eine Heizung und einen Luftbefeuchter soll die Temperatur und die Luftfeuchte immer automatisch auf dem vorher bestimmten Wert geregelt und gehalten. Und das Ganze soll Kostengünstig zu realisieren sein. Der Brutschrank soll auch einen hohen WAF (Wife acceptance factor) haben muss also einigermassen gut aussehen. Ich möchte wenig am Schrank abändern müssen. Natürlich soll der Schrank auch für andere Bedürfnisse wie Trocknung von Pollen, Honigverflüssigung, Joghurt Herstellung 🙂 usw. (der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt) verwendbar sein.

Also relativ hohe Anforderungen 🙂

Technisch entspricht die Aufgabe etwa dem Schwierigkeitsgrad den ich mir mit meinem bescheidenen Know-How zu verwirklichen gerade noch zutraue….

Für die Steuerung und die Webseite dachte ich an den Raspberry Pi 2.

RaspberryPi-2
Der Raspberry Pi 2 ist ein Ein-Platinen Computer der ursprünglich als Anreiz für Kinder, mit Hard- und Software zu spielen resp. sich damit zu beschäftigen, gedacht war. Mit dem Raspberry Pi wurden aber schon tausende andere Projekte verwirklicht.
Die Temperatur und Feuchte soll mit einem Sensirion SHT21 gemessen werden der rel. genau ist +-0.3°. Ein Relais schaltet dann bei Bedarf eine Heizung oder ein anderes Gerät wie einen Luftbefeuchter ein.

Das technische Grundgerüst war gedanklich schnell beisammen und so ging es dann schon bald darum ein passendes Gehäuse zu finden, was sich als echte Knacknuss erwies. Alle möglichen Geräte wie z.B. Mikrowellen, Kühlschränke, Eigenbaugehäuse, Styroporkisten usw. habe ich auf die Anforderungen geprüft, alle sind mehr oder weniger durchgefallen.

Eines Tages stand ich in einem Elektrofachgeschäft vor einem Weinschrank und da hatte ich den Geistesblitz, so einer sollte es werden. Sofort habe ich im Internet bei den Auktionshäusern nachgesehen ob etwas Verwertbares zu ersteigern sei und wurde fündig, dieser Kibernetik Weinklimaschrank für 46 Flaschen war ausgeschrieben:

InkuPi Brutkasten

InkuPi Brut und Wärmekasten

Masse: Höhe: 870mm, Tiefe: 595mm, Breite 595mm, Gewicht 46kg

Vorteile:
• Stabiler Stahlschrank mit innen Isolation
• Der Schrank hat Kühlung (brauche ich nicht) und Heizung welche ich zum Heizen weiter verwende
• Der Schrank hat bereits eine Glastür, kein Gebastel an der Türe!
• Der Schrank hat einen hohen WAF 😉
• Die Verkabelung kann übernommen werden
• Der Schrank ist ausreichend gross um auch anderweitig evt. zur Honigverflüssigung oder Pollen Trocknung verwendet zu werden
• Schöne auf Kugellager gelagerte Holztablare sind auf der ganzen Höhe eingebaut somit kann die geeignete Höhe selber bestimmt werden
• Er war günstig 30.-sFr. plus 60.-sFr. Lieferung

Nach langem Überlegen und einigen Tests und längerem Kopf schräg halten war es dann soweit, der Schrank wurde umgebaut und war nun bereit.Dabei ist mit umgebaut viel zu viel gesagt, es mussten nur der Kühlkompressor abgehängt und die Steuerung ausgebaut werden.
Nun musste ich noch den Raspberry dazu bringen, die Messdaten die der Sensirion SHT21 Sensor liefert, auf einer Webseite darzustellen und wenn nötig ein Relais zu schalten um zu heizen. Es gab bereits Projekte die ausser der Regelung der Temperatur bereits alles zur Verfügung stellten. siehe http://emsystech.de/raspi-sht21/ und  https://github.com/Tronde/Raspi-SHT21
Danke an dieser Stelle an Martin und Jörg für ihre Vorarbeit!
Davon konnte ich natürlich profitieren und musste mich nur noch um den Regelteil in der Software kümmern.

Mittlerweile sieht das Ganze so aus:

Webgui:

Webgui

Die Abweichungen während mehreren Tagen (die Uptime hat hier nichts zu bedeuten weil der Raspi gerade mal gebootet wurde) sind gut und stabil, ich denke auf jedenfall besser als alles was ich bisher hatte. Temperatur ~+- 0.5° Feuchte 3-5%

Links der Raspberry Pi 2 und dahinter das Relais Board mit 4 Relais.
Daneben ein altes Tablet zur Anzeige und rechts hinten ein altes PC Netzteil das 12V (Ventilator) und 5V (für den Raspi) liefert.

Das alles ist nur ein Versuchsaufbau/Prototyp und wird anschliessend sauber und sicher in ein Gehäuse verbaut!!
Das gilt auch für die “Innereien”.

Einen entsprechenden Post werde ich, wenn der Schrank fertig ist, verfassen.

Brutschrank_oben

Hinten im Schrank habe ich die Kunststoffwand durch eine Aluplatte ersetzt, dadurch wird die Wärme besser im Schrank verteilt und die Heizung kann gut und bedenkenlos darauf verschraubt werden. Das Heizelement hat eine Thermoabschaltung damit sie nicht überhitzen kann.
Im Moment hängt und liegt noch einiges provisorisch im Prototyp herum, das wird aber noch finalisiert und sauber verbaut.
Der analoge Thermometer dient momentan noch zur Kontrolle falls der Raspberry aussteigen würde. Im grünen Geschirr befindet sich Wasser um die gewünschte Feuchtigkeit zu erreichen.

Brutschrank_innen

Unten ist die Heizung an der Aluplatte befestigt. Links davon steht ein Ventilator der die Heizung anbläst und so die Wärme im Schrank verteilt. Ich werde noch weitere Versuche machen ob z.B. ein weiterer Ventilator zuoberst, die Temperaturstabilität noch verbessert.

Material Kosten: Preis Bemekungen
Schrank :  90.- ricardo.ch, Marke Kibernetik
Aluplatte :  10.- Metallladen
Raspberry : 80.- (inkl. 16GB SD Card und USB Wifi Dongle)
Sensor : 20.- Sensirion SHT21  http://emsystech.de/produkte/feuchtigkeitssensor-sht21/
Relaisboard : 15.- ebay.de oder aliexpress.com
Kleinmaterial : 20.- Kabel, Stecker usw.
Total: 235.-

Wenn ihr also für den Schrank nicht so wie ich 90.-sFr. ausgeben wollt und mit einem alten Kühlschrank oder ähnlichem, das man gratis bekommt begnügt, bekommt ihr für etwas mehr als 100.- einen vollautomatischen computergesteuerten Brutschrank mit Webgui!

Zum Vergleich, für meinen Kunststoff Suro XX habe ich um die 200 Euro bezahlt. Der ist weder Computergesteuert noch hat er ein Webgui oder ist um neue Features erweiterbar.

Suro

Geplante weitere Schritte:

  • Elektronik (Raspberry Pi 2, PC Netzteil und Relais) richtig verkabeln und sauber in ein Gehäuse verbauen.
  • Innen alle elektrischen Installationen sauber und sicher verkabeln.
  • Software soweit fertig stellen dass meine Ansprüche erfüllt werden und das System auch von jemandem der nicht an der Entwicklung beteiligt war, bedient werden kann. Vor allem sollen alle Eingaben wie Minimal und Maximal Temperatur&Feuchtigkeit über das Webgui gemacht werden können.
  • VPN Verbindung einrichten damit der Brutschrank auch vom Internet her kontrolliert werden kann.
  • Neue modernere ausbaufähige Software entwickeln
  • Erste Königinnen im Schrank ausbrüten 🙂

 

So, ich bin auf Feedback von euch zu diesem Projekt gespannt.