Πως να κατασκευάσετε μία εκκολαπτική μηχανή (κλωσσομηχανή)

Αυτόματη εκκολαπτική μηχανή (κλωσσομηχανή)
Αυτόματη εκκολαπτική μηχανή (κλωσσομηχανή)Η πρόσοψη της κλωσσομηχανήςΤο περίβλημα της κλωσσομηχανής
4 5 4 Product


Ελπίζουμε ότι αυτό το άρθρο θα σας βοηθήσει να φτιάξετε τη δική σας αυτόματη εκκολαπτική μηχανή (κλωσσομηχανή) για παραγωγή νεοσσών. Η μηχανή έχει δοκιμαστεί για κοτόπουλα αλλά με κάποιες μικρές τροποποιήσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλα οικόσιτα πουλερικά ή ακόμη και για άγρια πτηνά. 

Άδεια Creative Commons
Το έργο με τίτλο Αυτόματη Εκκολαπτική Μηχανή από τον δημιουργό Αδαμίδης Γιώργος διατίθεται με την άδεια Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές.


Εισαγωγή

Μία εκκολαπτική μηχανή είναι στην πραγματικότητα μία ελεγχόμενη θερμοκοιτίδα. Αποτελείται από ένα περίβλημα που περικλείει έναν εσωτερικό χώρο ελεγχόμενης θερμοκρασίας, υγρασίας και εξαερισμού.

Εντός αυτού του χώρου τα αυγά επωάζονται διατηρούμενα σε περιβάλλον σωστής θερμοκρασίας και υγρασίας και τελικώς εκκολάπτονται σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα (21 ημέρες για κοτόπουλα). Τα αυγά επίσης, πρέπει να γυρνούν (περιστρέφονται) σε τακτά χρονικά διαστήματα για να αποτραπεί η πιθανότητα συγκόλλησης των αναπτυσσόμενων εμβρύων στο εσωτερικό του κελύφους. Σε μία αυτόματη εκκολαπτική μηχανή, η περιστροφή των αυγών γίνεται συνήθως με έναν αυτόματο μηχανισμό που λικνίζει αργά τα αυγά μπρος και πίσω συνεχώς, κατά τη διάρκεια της επώασης. 

Hatching Eggs

Μία αυτόματη εκκολαπτική μηχανή αποτελείται από τρία κύρια μέρη. Το πρώτο μέρος είναι το περίβλημα που περικλείει τον εσωτερικό θάλαμο. Το περίβλημα θα πρέπει να έχει καλές φυσικές θερμικές ιδιότητες ώστε να εξασφαλίζεται καλή θερμική μόνωση μεταξύ του εσωτερικού θαλάμου κα του εξωτερικού περιβάλλοντος. Το δεύτερο μέρος είναι ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση και τον έλεγχο της θερμοκρασίας και της υγρασίας. Το τρίτο και τελευταίο μέρος είναι η συσκευή που χρησιμοποιείται για την αυτόματη περιστροφή των αυγών.

Η εκκολαπτική μηχανή που προτείνουμε έχει χωρητικότητα 42 αυγών και αυτό οφείλεται στις διαστάσεις του εσωτερικού θαλάμου και στις διαθέσιμες θέσεις αυγών (θήκες) που υποστηρίζει η συσκευή αυτόματης περιστροφής που χρησιμοποιούμε. Οι διαστάσεις του θαλάμου επώασης είναι 50 × 50 × 50 εκατοστά (cm). Τα τοιχώματα του θαλάμου έχουν κατασκευαστεί από κόντρα πλακέ θαλάσσης που έχει βαφτεί εσωτερικά και εξωτερικά με ακρυλικό χρώμα. Εντός του θαλάμου επώασης, η θερμοκρασία διατηρείται στους 37,6 ° C. Η υγρασία ρυθμίζεται εντός της περιοχής 60%-90% RH (σχετική υγρασία %), χρησιμοποιώντας δύο ξεχωριστά δοχεία νερού. Για τη θέρμανση του θαλάμου χρησιμοποιούμαι μία αντίσταση σιλικόνης (θερμαντικό καλώδιο σιλικόνης) μήκους 8m (μέτρα) και ισχύος 100W. Το καλώδιο χρησιμοποιείται ως κύρια πηγή θέρμανσης αλλά επιπλέον έχουμε προβλέψει εντός του θαλάμου να υπάρχουν και δύο υποδοχές για λαμπτήρες ισχύος 40W, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εφεδρικές πηγές θέρμανσης. Κανονικά, οι υποδοχές των λαμπτήρων διατηρούνται κενές. Ωστόσο, σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, δύο λάμπες πυρακτώσεως 40W μπορούν να τοποθετηθούν σε αυτές για να αντικαταστήσουν το κύριο στοιχείο θέρμανσης.

Στην οροφή του εσωτερικού θαλάμου έχουμε τοποθετήσει δύο μικρούς ανεμιστήρες που παρέχουν σταθερή κυκλοφορία του αέρα για την ομοιόμορφη θέρμανση του θαλάμου. Για τον έλεγχο της θερμοκρασίας και τη μέτρηση της υγρασίας, χρησιμοποιούμε το μετρητή θερμοκρασίας και υγρασίας που βασίζεται στο μικροελεγκτή PIC18F2620 της Microchip και τον αισθητήρα SHT21 της Sensirion. Για την αυτόματη περιστροφή των αυγών, χρησιμοποιούμε έναν κοινό μηχανισμό περιστροφής αυγών που μπορείτε εύκολα να βρείτε στο εμπόριο. Ενδεχομένως κάποιοι που διαθέτουν ταλέντο στις μηχανικές κατασκευές να επιχειρήσουν να φτιάξουν το δικό τους μηχανισμό περιστροφής αυγών.

Η εκκολαπτική μηχανή που προτείνουμε εδώ έχει δοκιμαστεί επανειλημμένα. Για γονιμοποιημένα αυγά κότας, το προκύπτον μέσο ποσοστό εκκόλαψης είναι περίπου 84%. Αυτό αντιστοιχεί σε μέση εκκόλαψη περίπου 35 αυγών τη φορά, από το σύνολο των 42. Οι δοκιμές διεξήχθησαν σε γονιμοποιημένα αυγά που λάβαμε από επαγγελματίες και ερασιτέχνες πτηνοτρόφους.

 

Κατασκευή της εκκολαπτικής μηχανής

Το περίβλημα

Το πρώτο βήμα της κατασκευής συνίσταται στην κατασκευή του περιβλήματος. Το περίβλημα θα πρέπει να έχει καλές ιδιότητες θερμικής μόνωσης για να κρατάει τα αυγά ζεστά και σε σταθερή θερμοκρασία σε όλα τα μέρη του θαλάμου. Το ξύλο αποτελεί καλή επιλογή σε αυτή την περίπτωση, ωστόσο θα πρέπει να ληφθούν κάποια μέτρα για να αποφευχθεί ο εμποτισμός του ξύλου με υγρασία ή ακαθαρσίες. Στην εκκολαπτική μας μηχανή χρησιμοποιούμε κόντρα πλακέ θαλάσσης πάχους 1,9 εκατοστών (cm). Το κόντρα πλακέ θαλάσσης έχει καλή αντοχή στην υγρασία. Ωστόσο, για επιπλέον προστασία από την υγρασία, καλύψαμε το ξύλο με τρία στρώματα αδιάβροχου ακρυλικού χρώματος. Ή κάλυψη με αδιάβροχη βαφή είναι απαραίτητη όχι μόνο για την προστασία από την υγρασία αλλά και για ευκολία καθαρισμού επίσης. Μπορεί να μην το σκέφτεστε αυτό τώρα, αλλά όταν θα έρθει η στιγμή να καθαρίσετε τη μηχανή και δείτε το χάος που προκαλείται από τους νεοσσούς θα είστε χαρούμενοι που προσθέσατε μερικά στρώματα αδιάβροχης μπογιάς. Λάβετε επίσης υπόψη ότι ο καθαρισμός και η αποστείρωση της μηχανής σε κάθε χρήση είναι απαραίτητα, δεδομένου ότι τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται απίστευτα γρήγορα στις θερμοκρασίες επώασης και δεν παίρνει πολύ για τα αυγά να χαλάσουν παρουσία βακτηρίων ή ακόμα και να εκραγούν σκορπίζοντας άσχημη μυρωδιά και αφήνοντας ένα χάος και ακόμη περισσότερα βακτήρια πάνω στα υπόλοιπα αυγά.

Το περίβλημα της εκκολαπτικής μηχανής=

Για να καταστεί η διαδικασία καθαρισμού ευκολότερη αλλά και για να παρέχουμε ακόμη καλύτερη θερμομόνωση, αποφασίσαμε να καλύψουμε την επιφάνεια του δαπέδου του θαλάμου με φελιζόλ πάχους 3 εκατοστών (cm). Η κάλυψη όλων των τοιχωμάτων του θαλάμου με φελιζόλ είναι ακόμη καλύτερη επιλογή αλλά δεν κρίνεται απαραίτητη δεδομένου ότι τα αυγά βρίσκονται επί το πλείστον πιο κοντά στο πάτωμα του θαλάμου. Το καλό με το φελιζόλ είναι ότι μπορεί να αφαιρεθεί και να αντικατασταθεί μετά από κάθε χρήση και αυτό θα σας γλιτώσει από το «τρίψιμο» και το καθάρισμα του δαπέδου.

Στο περίβλημα, θα πρέπει να κάνετε με τρυπάνι τρεις ή τέσσερις  οπές στο πίσω τοίχωμα του θαλάμου για τον εξαερισμό. Οι οπές είναι απαραίτητες για τον εξαερισμό του θαλάμου προκειμένου να εισέρχεται αρκετό οξυγόνο και ταυτόχρονα να διαφεύγει το παραγόμενο διοξείδιο του άνθρακα και περίσσεια υδρατμών.

Οι οπές που κάναμε εμείς έχουν διάμετρο 10 mm (χιλιοστά) έκαστη και βρίσκονται σε απόσταση περίπου 30 εκατοστά πάνω από το δάπεδο του θαλάμου. Οι οπές διανοίχτηκαν σε οριζόντια διάταξη και είναι ισαπέχουσες. 

Στο πρωτότυπο μας, χρησιμοποιούμε μια πόρτα μπροστά. Στην πραγματικότητα, ολόκληρο το εμπρόσθιο τοίχωμα, εκτός από ένα μικρό τμήμα κοντά στην οροφή, χρησιμοποιείται ως θύρα. Η μπροστινή πόρτα είναι κατασκευασμένη επίσης από κόντρα πλακέ θαλάσσης και χρησιμοποιούμε δύο μεντεσέδες για να συνδέσουμε τη θύρα με το υπόλοιπο μέρος του περιβλήματος. Χρησιμοποιούμε επίσης δύο μαγνήτες για ντουλάπια και λάστιχο, για να εξασφαλίζεται σωστή σφράγιση του χώρου. Πάνω από την πόρτα, έχουμε φτιάξει ένα μικρό παράθυρο. Το παράθυρο είναι κατασκευασμένο από ένα διαφανές φύλλο πλεξιγκλάς που τοποθετήθηκε σε μία αρκετά μεγάλη παραλληλόγραμμη σχισμή. Το παράθυρο βρίσκεται σκόπιμα μακριά από την περιοχή που βρίσκονται τα αυγά.

Η εσωτερική επιφάνεια της πόρτας καλύπτεται με ένα φύλλο φελιζόλ πάχους 3 εκατοστών, όπως και το πάτωμα. Ο λόγος που καλύπτουμε την εσωτερική επιφάνεια της πόρτας με φελιζόλ είναι για πρόσθετη θερμομόνωση. Επειδή κοντά στην πόρτα δεν υπάρχει αντίσταση θέρμανσης, χωρίς τη χρήση πρόσθετης θερμομόνωσης αναμενόταν να υπάρχει μικρή διαφορά θερμοκρασίας σε σχέση με τον υπόλοιπο θάλαμο και αυτό αποτρέπεται με τη χρήση του φελιζόλ. 


Προσθήκη ανεμιστήρων

Υπάρχουν 2 βασικοί τύποι εκκολαπτικών μηχανών (κλωσσομηχανών): Αυτοί που βασίζονται σε παθητική κίνηση του αέρα και αυτοί που χρησιμοποιούν εξαναγκασμένη (καθοδηγούμενη) ροή. Η διαφορά είναι απλώς ένας ή περισσότεροι ανεμιστήρες. Στις μηχανές εξαναγκασμένης ροής αέρα, οι ανεμιστήρες χρησιμοποιούνται για να κυκλοφορεί ο αέρας εντός του θαλάμου και να μεταφέρει τη θερμότητα εξίσου σε όλα τα σημεία του θαλάμου.

Η δική μας μηχανή χρησιμοποιεί εξαναγκασμένη ροή. Η ροή του αέρα εντός του θαλάμου επιτυγχάνεται με δύο μικρούς ανεμιστήρες, που τοποθετούνται κοντά στην οροφή για να διασφαλιστεί η ομοιόμορφη διάδοση της θερμότητας. Οι ανεμιστήρες στέλνουν τον αέρα από πάνω προς τα κάτω και αυτό γίνεται διότι: Ο θερμός αέρας, ως ελαφρύτερος, τείνει να συσσωρεύεται στην οροφή και αυτό δημιουργεί μία ανεπιθύμητη θερμοβαθμίδα (διαφορά θερμοκρασίας εντός του θαλάμου) και αυξημένες απώλειες θερμότητας από την οροφή (διότι οι θερμικές απώλειες είναι ανάλογες της διαφοράς θερμοκρασίας εκατέρωθεν του τοιχώματος). Οι ανεμιστήρες επομένως, διασπείρουν το θερμό αέρα προς τα κάτω και τον αποτρέπουν να συγκεντρώνεται στην οροφή. Αυτή η συγκεκριμένη ροή δημιουργεί έναν στροβιλισμό εντός του θαλάμου που μεταφέρει θερμότητα σχεδόν εξίσου σε όλα τα σημεία του θαλάμου. 

Στο πρωτότυπο, χρησιμοποιούμε συνηθισμένους ανεμιστήρες των 12VDC, ισχύος 1.2W και διαστάσεων 40x40x10mm (χιλιοστά), σαν αυτούς που χρησιμοποιούνται στους υπολογιστές. Οι συγκεκριμένοι ανεμιστήρες λειτουργούν αθόρυβα και με πολύ μικρή δόνηση που μπορεί να κατασταλεί περαιτέρω με τη χρήση ελαστικών συνδέσμων στα σημεία στήριξης έκαστου ανεμιστήρα. 

Οι μικροί ανεμιστήρες στην οροφή του θαλάμου

Οι ανεμιστήρες τοποθετούνται παράλληλα προς την οροφή, σε απόσταση περίπου 4-5cm από την εσωτερική επιφάνεια του περιβλήματος και συμμετρικά γύρω από το κέντρο της οροφής. Τοποθετούνται σε διεύθυνση που ορίζεται από  τη θύρα προς το πίσω τοίχωμα και σε απόσταση περίπου 20 εκατοστά μεταξύ τους. Έχουν κατεύθυνση ροής προς τα κάτω (ο αέρας ρέει από την οροφή προς το δάπεδο). Οι ανεμιστήρες δουλεύουν συνεχώς κατά τη διάρκεια της επώασης.

Αν τυχόν πειραματιστείτε με διαφορετικούς ανεμιστήρες ή διαφορετικές διαστάσεις θαλάμου, έχετε υπόψη ότι είναι κρίσιμο οι ανεμιστήρες να είναι σχετικά μικρής ισχύος, για να μην παράγουν υπερβολικά ισχυρό ρεύμα αέρα που μπορεί να δημιουργήσει εξάτμιση της υγρασίας των αυγών (ξεραίνει τα αυγά). Επιπλέον, πρέπει οι ανεμιστήρες να είναι μικρής ισχύος για να μη θερμαίνουν το θάλαμο λόγω απωλειών θερμότητας και τούτο διότι η θέρμανση θα πρέπει να είναι ελεγχόμενη και να παρέχεται μόνο από το θερμαντικό στοιχείο. 

 
Τοποθετώντας το καλώδιο θέρμανσης 

Το καλώδιο θέρμανσης εντός της εκκολαπτικής μηχανής

Το κύριο στοιχείο θέρμανσης της κλωσσομηχανής μας είναι ένα καλώδιο σιλικόνης για θέρμανση των 100W, μήκους περίπου 8 μέτρων. Τέτοιου είδους καλώδια χρησιμοποιούνται κυρίως σε ηλεκτρικές κουβέρτες και στρώματα και μπορείτε να τα βρείτε σε εξειδικευμένα καταστήματα πώλησης ανταλλακτικών ηλεκτρικών συσκευών και σε καταστήματα που εμπορεύονται εξαρτήματα για εκκολαπτικές μηχανές. Το καλώδιο τροφοδοτείται απευθείας από το δημόσιο δίκτυο ηλεκτρισμού (δηλαδή με 220V AC) και ενεργοποιείται και απενεργοποιείται από έναν ηλεκτρονόμο (ρελέ) στερεάς κατάστασης. Ο ηλεκτρονόμος με τη σειρά του, ελέγχεται από τον αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας.

Το καλώδιο θέρμανσης τοποθετείται στα εσωτερικά τοιχώματα του θαλάμου και στην πραγματικότητα τυλίγεται γύρω από το χώρο που φιλοξενεί τα αυγά. Το καλώδιο των 8 μέτρων αρκεί για περίπου 4 τυλίγματα στα τοιχώματα και μερικά τυλίγματα στην οροφή. Το καλώδιο διατηρείται στη θέση του από μερικά κλιπ (καρφάκια ή βίδες ξύλου) και τοποθετείται με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να καταλαμβάνει όσο το δυνατό ποιο ομοιόμορφα τα τοιχώματα του θαλάμου. Η ομοιόμορφη διάταξη είναι απαραίτητη για την επίτευξη ομοιόμορφη κατανομής της θερμότητας. Είναι επίσης σημαντικό το καλώδιο να μη στρέφεται απότομα και να μην έρχεται σε επαφή η μία σπείρα με την άλλη. Σπείρες που έρχονται σε επαφή μπορούν να προκαλέσουν καταστροφή της προστατευτική μόνωσης λόγω της υψηλής συσσώρευσης θερμότητας στα σημεία επαφής.
 

Ο ελεγκτής (θερμοστάτης)

Για ελεγκτή χρησιμοποιούμε το μετρητή θερμοκρασίας και υγρασίας που βασίζεται στο μικροελεγκτή PIC18F2620 της Microchip και τον αισθητήρα SHT21 της Sensirion. Στην αρχική έκδοση του ελεγκτή, ο αισθητήρας τοποθετείται πάνω στην ίδια πλακέτα με τα υπόλοιπα εξαρτήματα. Στην έκδοση που χρησιμοποιούμε στην εκκολαπτική μας μηχανή, αποφασίσαμε να τοποθετήσουμε τον αισθητήρα μακριά από την κύρια πλακέτα. Αυτό έγινε διότι θέλαμε να πειραματιστούμε με την τοποθέτηση του αισθητήρα σε διάφορα σημεία του θαλάμου προκειμένου να εντοπίσουμε το καταλληλότερο σημείο που αντιπροσώπευε καλύτερα τη μέση θερμοκρασία του θαλάμου. 

Ο θερμοστάτης & αισθητήρας υγρασίας της εκκολαπτικής μηχανής

Μετά την εκτέλεση κάποιων πειραμάτων, βρήκαμε ότι η θερμοκρασία εντός του θαλάμου είναι ελαφρώς διαφορετική στις γωνίες του θαλάμου σε σχέση με τη σχετικά σταθερή παρατηρούμενη θερμοκρασία στις υπόλοιπες θέσεις. Παραδόξως, δεν υπήρχε καμία διαφορά θερμοκρασίας καθ’ ύψος μέσα στο θάλαμο. Κανονικά, αναμέναμε η θερμότητα να συγκεντρώνεται στην οροφή και περιμέναμε να παρατηρήσουμε υψηλότερες θερμοκρασίες κοντά στην οροφή από το μέσο όρο που παρατηρείται σε άλλα σημεία, αλλά αυτό δε συνέβηκε. Ήμασταν ευτυχείς που παρατηρήσαμε αυτό φαινόμενο, διότι φανέρωνε ότι οι ανεμιστήρες λειτουργούσαν άψογα.

Η αναγκαστική κυκλοφορία του αέρα διατηρεί σταθερή τη θερμοκρασία, ως επί το πλείστον σε όλα τα σημεία του θαλάμου. Όπως είπαμε και πριν, παρατηρήθηκαν κάποιες μικρές παρεκκλίσεις σε περιοχές κοντά στις γωνίες του κουτιού. Η θερμοκρασία πλησίον των γωνιών ήταν περίπου 0,5 βαθμούς Κελσίου μικρότερη από εκείνη που παρατηρείται σε όλες τις άλλες θέσεις. Ωστόσο, αυτό δεν αποτελεί πρόβλημα, καθόσον τα αυγά τοποθετούνται μακριά από τις γωνίες του θαλάμου.

Για την τοποθέτηση του αισθητήρα χωριστά από την κύρια πλακέτα, έχουμε σχεδιάσει μια μικρή ξεχωριστή πλακέτα. Η μικρή αυτή πλακέτα συνδέθηκε με την κύρια πλακέτα με ένα καλώδιο τεσσάρων αγωγών. Δύο αγωγοί χρησιμοποιούνται για την παροχή ισχύος και οι άλλοι δύο για το δίαυλο δεομένων τύπου I2C του SHT21. Ο αισθητήρας SHT21 είναι κολλημένος στη μικρή πλακέτα και τοποθετείται στο πίσω τοίχωμα του θαλάμου, σε μια βολική θέση, μακριά από την αντίσταση θέρμανσης και τις γωνίες. Αρχικά, σκεφτήκαμε να τοποθετήσουμε τον αισθητήρα όσο το δυνατόν πλησιέστερα στα αυγά, αλλά επειδή παρατηρήσαμε ότι η θερμοκρασία παρέμενε σταθερή οπουδήποτε στο εσωτερικό του θαλάμου (εκτός από τις γωνίες), αποφασίσαμε να τοποθετήσουμε τον αισθητήρα σε μια πιο βολική θέση, κάπου κοντά στο κέντρο του πίσω τοιχώματος, για να κρατήσουμε τον αισθητήρα καθαρό και ασφαλή, μακριά από τους νεοσσούς.

Η κύρια πλακέτα του ελεγκτή τοποθετήθηκε στο εσωτερικό του μπροστινού τοιχώματος, δίπλα στο παράθυρο. Η οθόνη της κύριας πλακέτας τοποθετήθηκε στην πρόσοψη του κουτιού, δίπλα στο παράθυρο, σε μία ορθογώνια σχισμή στο ξύλο που διανοίχτηκε για το συγκεκριμένο σκοπό. Για επιπλέον προστασία, καλύψαμε την οθόνη με ένα μικρό διαφανές φύλλο πλεξιγκλάς.

Για αυτόματη ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του θερμαντικού στοιχείου, χρησιμοποιούμε ένα ρελέ στερεάς κατάστασης. Το ρελέ ελέγχεται από τον ελεγκτή μέσω μίας γραμμή ελέγχου. Η γραμμή που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του ρελέ στερεάς κατάστασης είναι η  γραμμή DA4, από το δίαυλο δεδομένων Α του μικροελελεγκτή PIC. Οι γραμμές DA3 και DA2 χρησιμοποιούνται επίσης για παροχή προειδοποιητικών σημάτων σε περίπτωση που η θερμοκρασία πέσει κάτω από 37 ή ανέβει πάνω από 38,3 ° C, αντίστοιχα. Έκαστη γραμμή μεταβαίνει σε λογικό 1 σε περίπτωση υπερβολικής πτώσης η αύξησης της θερμοκρασίας και τα δύο προειδοποιητικά σήματα παραμένουν σε χαμηλά επίπεδα (λογικό 0) όταν η θερμοκρασία στο εσωτερικό του θαλάμου βρίσκεται σε ασφαλή επίπεδα. Αυτά τα προειδοποιητικά σήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ενεργοποίηση βομβητών, την αποστολή μηνυμάτων ή την πραγματοποίηση κλήσεων σε κινητό τηλέφωνο στην περίπτωση έκτακτης ανάγκης (αν η θερμοκρασία μεταβεί εκτός της ασφαλούς περιοχής που ορίζεται από 37 έως 38.3 βαθμούς κελσίου).

Κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, η τιμή της θερμοκρασίας και η τιμή της σχετικής υγρασίας εμφανίζονται ταυτόχρονα στην οθόνη LCD του ελεγκτή. Ωστόσο, ο ελεγκτής χρησιμοποιείται μόνο ως θερμοστάτης και ελέγχει άμεσα μόνο τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του θαλάμου. Το επίπεδο υγρασίας ελέγχεται έμμεσα μέσω της θερμοκρασίας και η υγρασία προέρχεται από την εξάτμιση ύδατος που βρίσκεται σε δύο χωριστά δοχεία, μέσα στο θάλαμο.

Το firmware (πρόγραμμα) 

Ο ελεγκτής λειτουργεί με μια ελαφρώς τροποποιημένη έκδοση του αρχικού firmware που περιγράφεται στο άρθρο της κατασκευής του αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας. Οι τροποποιήσεις περιλαμβάνουν τον έλεγχο της γραμμής I/O RA4, για τον έλεγχο του ηλεκτρονόμου στερεάς κατάστασης  και την υλοποίηση ενός θερμοστάτη ακριβείας.

Κάντε κλικ στον παρεχόμενο σύνδεσμο για να κατεβάσετε το firmware σε .hex αρχείο.

Τα αρχεία πηγαίου κώδικα είναι γραμμένα σε C. Κάντε κλικ εδώ αν θέλετε να κατεβάσετε τον πηγαίο κώδικα (έναντι αμοιβής – εξαιρούνται ειδικές κατηγορίες χρηστών).

Για να προγραμματίσετε το μικροελεγκτή PIC18F2620, θα χρειαστείτε έναν προγραμματιστή για PIC. Εμείς χρησιμοποιήσαμε τον  ICD MPLAB 3  In-Circuit Debugger – programmer της Microchip.

Ο θερμοστάτης που υλοποιείται με το μικροελεγκτή PIC είναι το κύριο στοιχείο της εκκολαπτικής μηχανής. Ανιχνεύει τη θερμοκρασία του θαλάμου και τη διατηρεί σταθερή σε ένα επιθυμητό σημείο ρύθμισης. Ο θερμοστάτης, το κάνει αυτό με την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση του θερμαντικού στοιχείου.

Ο θερμοστάτης ενεργοποιεί και απενεργοποιεί το θερμαντικό στοιχείο σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες. Η μία τιμή είναι ελαφρώς μικρότερη από την άλλη. Η διαφορά των δύο αυτών θερμοκρασιών ονομάζεται υστέρηση και παρεμποδίζει την πολύ συχνή εναλλαγή (αναπήδηση) της κατάστασης του ηλεκτρονόμου. Η επιθυμητή θερμοκρασία στο θερμοστάτη μας έχει καθοριστεί στους 37,6 ° C και χρησιμοποιούμε μια υστέρηση 0,03 βαθμούς Κελσίου. Ο θερμοστάτης ανοίγει και κλείνει το θερμαντικό στοιχείο όταν αισθανθεί ότι η θερμοκρασία πέφτει κάτω από 37,60 ° C ή υπερβαίνει τους 37,63 ° C , αντίστοιχα.

Το συγκεκριμένο σημείο ρύθμισης επιλέχθηκε ως το πλέον κατάλληλο για τους νεοσσούς. Ωστόσο, αν θέλετε να επωαστούν άλλα οικόσιτα πουλερικά ή πτηνά, μπορεί να χρειαστεί να αλλάξετε το σημείο ρύθμισης σε διαφορετική θερμοκρασία. Για να το κάνετε αυτό, θα πρέπει να ρυθμίσετε μόνο τις θερμοκρασίες ελέγχου τροποποιώντας τον πηγαίο κώδικα. Μετά τον καθορισμό των νέων τιμών, θα πρέπει να μεταγλωττίσετε ξανά τον κώδικα και να προγραμματίσετε εκ νέου το μικροελεγκτή.

Σε αυτό το σημείο, ίσως κάποιος να αναρωτηθεί ότι ενδεχομένως θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε τα τέσσερα κουμπιά της πλακέτας του αισθητήρα υγρασίας και θερμοκρασίας για τον καθορισμό της επιθυμητής τιμής θερμοκρασίας, χωρίς να χρειάζεται να μεταγλωττίσουμε ξανά τον κώδικα. Λοιπόν, έχετε δίκιο! Αυτό θα υπάρχει ενδεχομένως στην μελλοντική ενημερωμένη έκδοση. Ωστόσο, δε χρειάζεται να περιμένετε. Είστε πάντα ευπρόσδεκτοι να γράψετε το δικό σας κώδικα για προσθήκη επιπλέον δυνατοτήτων. 

 
Ο μηχανισμός γυρίσματος των αυγών  

Η χρήση ενός αυτόματου μηχανισμού γυρίσματος αυγών απαλλάσσει το χρήστη από τη χειροκίνητη διαδικασία γυρίσματος των αυγών. Χρησιμοποιούμε ένα μηχανισμό που έχει συνολικά έξι αποσπώμενες θήκες και κάθε θήκη διαθέτει 7 θέσεις. Στο σύνολο, ο αυτόματος μηχανισμός γυρίσματος αυγών δέχεται 42 αυγά. Προμηθευτήκαμε το μηχανισμό από το εμπόριο, από ένα κατάστημα που εμπορεύεται εξαρτήματα για εκκολαπτικές μηχανές. Ο μηχανισμός διαθέτει έναν αθόρυβο ηλεκτροκινητήρα με γρανάζια, ο οποίος λικνίζει αργά τα αυγά περιστρέφοντάς τα εμπρός και πίσω κατά 45 μοίρες περίπου προς έκαστη κατεύθυνση. Το λίκνισμα γίνεται αργά και τα αυγά λικνίζονται μπρος και πίσω περίπου 4 φορές το 24ωρο. 

Ο μηχανισμός γυρίσματος αυγών και τα δοχεία νερού εντός του θαλάμου

Οι θήκες του μηχανισμού είναι αποσπώμενες και αυτό είναι πολύ χρήσιμο διότι επιτρέπει τον εύκολο καθαρισμό της συσκευής.

Ο κινητήρας του μηχανισμού λειτουργεί με χαμηλή τάση (12V εναλλασσόμενο) και καταναλώνει περίπου 600mA. Το εναλλασσόμενο ρεύμα παρέχεται από ένα μετασχηματιστή 12V / 3A, ο οποίος χρησιμοποιείται επίσης για την τροφοδοσία του θερμοστάτη.

Ο μηχανισμός γυρίσματος αυγών δουλεύει ανεξάρτητα από το θερμοστάτη και μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί ανά πάσα στιγμή από ένα εξωτερικό διακόπτη. Ο διακόπτης του μηχανισμού γυρίσματος αυγών έχει τοποθετηθεί στην πρόσοψη της εκκολαπτικής μηχανής, μαζί με δύο άλλους διακόπτες ελέγχου που χρησιμοποιούνται για την ενεργοποίηση-απενεργοποίηση της εκκολαπτικής μηχανής και για το άναμμα-σβήσιμο ενός μικρού λαμπτήρα στο εσωτερικό του θαλάμου, αντίστοιχα. Ο μικρός λαμπτήρας έχει τοποθετηθεί στο κέντρο της οροφής του θαλάμου για το φωτισμό του εσωτερικού χώρου.

 
Οι λεκάνες νερού

Κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας της εκκολαπτικής μηχανής, η θερμοκρασία και η σχετική υγρασία εμφανίζονται ταυτόχρονα στην οθόνη LCD του χειριστηρίου. Ωστόσο, ο ελεγκτής χρησιμοποιείται μόνο ως θερμοστάτης και ελέγχει άμεσα μόνο τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του επωαστήρα. Το επίπεδο υγρασίας ελέγχεται έμμεσα, μέσω της θερμοκρασίας και η κατάλληλη εσωτερική υγρασία εξασφαλίζεται από την εξάτμιση ύδατος που είναι αποθηκευμένο σε δύο ανεξάρτητα δοχεία στο εσωτερικό του θαλάμου. Το ποσοστό σχετικής υγρασίας που επιτυγχάνεται στο εσωτερικό του θαλάμου εξαρτάται από τη θερμοκρασία και τη συνολική επιφάνεια εξάτμισης των δοχείων.

Λόγω του περιορισμένου διαθέσιμου χώρου, έχουμε τοποθετήσει τα δύο δοχεία νερού σε ένα ράφι, φτιαγμένο από μεταλλικό πλέγμα, περίπου 20 εκατοστά πάνω από τα αυγά. Έχουμε επίσης ανοίξει δύο τρύπες στην οροφή του θαλάμου και τοποθετήσαμε δύο πλαστικούς σωλήνες διατομής 15mm εντός των οπών. Το ένα άκρο έκαστου σωλήνα βρίσκεται πάνω από ένα δοχείο νερού και το άλλο άκρο καταλήγει έξω από το θάλαμο, έτσι ώστε να είμαστε σε θέση να αναπληρώνουμε το νερό που εξατμίζεται από τα δοχεία εξωτερικά, δίχως να χρειάζεται να ανοίγουμε τη θύρα του θαλάμου.

Για δοχεία νερού χρησιμοποιούμε δύο απλά πλαστικά δοχεία τροφίμων διαστάσεων 15x15x4 cm, περίπου, έκαστο. Γεμίζοντας μόνο το ένα δοχείο νερού, επιτυγχάνεται σχετική υγρασία περίπου ίση με 60% στο εσωτερικό του θαλάμου (στους 37,6 βαθμούς Κελσίου). Έχοντας γεμάτα και τα δύο δοχεία, η σχετική υγρασία στο εσωτερικό του θαλάμου γίνεται ίση περίπου με 75% (στους 37.6) βαθμούς Κελσίου. Προσθέτοντας δύο σφουγγάρια μέσα στα δοχεία νερού, με τις επιφάνειες των σφουγγαριών ελαφρώς πάνω από την επιφάνεια του νερού, το επίπεδο υγρασίας στο εσωτερικό του θαλάμου φθάνει το 90%. Τα σφουγγάρια αυξάνουν την υγρασία διότι αυξάνουν την ενεργό επιφάνεια εξάτμισης.   

 

Ηλεκτρικές συνδέσεις

Εδώ, παρουσιάζουμε το ηλεκτρικό διάγραμμα συνδέσεων (ηλεκτρικό σχέδιο) της αυτόματης εκκολαπτικής μηχανής.

 

Πώς να χρησιμοποιήσετε την εκκολαπτική μηχανή 

  • Τοποθετήστε τα αυγά προσεκτικά στις θήκες του μηχανισμού γυρίσματος αυγών. Τα αυγά τοποθετούνται όρθια με το πλατύτερο άκρο κάθε αυγού  προς τα επάνω (το μυτερό άκρο θα πρέπει να είναι πιο κοντά στο πάτωμα).
  • Ενεργοποιήστε το εκκολαπτήριο και το μηχανισμό γυρίσματος αυγών μέσω των διακοπτών στην πρόσοψη.
  • Γεμίστε τα δοχεία νερού με χλιαρό νερό. Προσθέστε ένα σφουγγάρι σε κάθε δοχείο νερού, αν χρειαστεί να αυξήσετε την υγρασία. Η σχετική υγρασία θα πρέπει να είναι περίπου 65% σε όλη τη διάρκεια της επώασης, εκτός από τις τελευταίες 3 ημέρες πριν την εκκόλαψη, που θα πρέπει να αυξηθεί στο 90%. Θα πρέπει να αναπληρώνετε το νερό στα δοχεία σε τακτική βάση (κάθε 3εις με 4εις ημέρες) διαφορετικά το επίπεδο υγρασίας θα μειωθεί πολύ.
  • Τρεις (3) ημέρες πριν την εκκόλαψη αφαιρέστε το μηχανισμό γυρίσματος αυγών από τη συσκευή και τοποθετείστε τα αυγά στο πάτωμα του θαλάμου. Τις τρεις τελευταίες μέρες τα αυγά δεν χρειάζονται γύρισμα.
  • Μετά την εκκόλαψη, αφαιρέστε τους νεοσσούς από το θάλαμο εκκόλαψης και τοποθετείστε τους σε ένα ειδικά διαμορφωμένο χώρο που διαθέτει τροφή, νερό και θέρμανση. 

 

Σχετικά με αυτό το άρθρο

Η πρωτότυπη αυτόματη εκκολαπτική μηχανή (κλωσσομηχανή) φτιάχτηκε και δοκιμάστηκε στην Ελλάδα το Φεβρουάριο του 2013. Πολλοί φίλοι έχουν αναπτύξει τη δική τους αυτόματη μηχανή εκκόλαψης, βασιζόμενοι στο πρωτότυπο που παρουσιάζεται εδώ. Οι δοκιμές του πρωτότυπου έδειξαν ότι η προτεινόμενη μηχανή έχει ένα μέσο ποσοστό εκκόλαψης ίσο με  84%.

Εάν έχετε οποιεσδήποτε νέες ιδέες, να προτείνεται κάποιες προσθήκες, να κάνετε διορθώσεις ή οτιδήποτε άλλο παρακαλώ να αποστείλετε τα σχόλια σας. Όλοι θα εκτιμήσουν την περαιτέρω συνεισφορά. Μπορείτε επίσης αν θέλετε να δημοσιεύσετε στο site μας και τη δική σας κατασκευή εκκολαπτικής μηχανής.