[아두이노 병아리 부화기] 부화기 요구조건, 보드 및 센서 구매

나는 목적이 생겨야 움직이는 편이다.

하지만 최근 제어시스템의 구현 역량에 부족함이 느껴졌는데, 아두이노를 이용하여 구현 관련 지식을 확장해볼 생각으로 프로젝트를 하나 고안해 보았다.

 

마침 병아리 부화기에 관심이 생겼고, 판매하는 부화기를 사용하는 대신에 아두이노를 이용하여 프로젝트를 마무리 해 보기로 결정했다.

현재는 아두이노를 이용하여 병아리 부화기를 제작을 완료하여 부화기에 입란하여 대기하고 있는데, 그동안 아두이노를 이용한 병아리 부화기 제작 단계를 하나하나 업데이트해 볼 예정이다.

 

1. 요구조건 파악 : 온도/습도 조건

- 온도 : 37.5도 ± 1.5도 (온도가 높을수록 부화가 빨라짐. 단, 40도 이상에서는 부화율이 낮아짐)

- 습도 : 50% ~ 60% (18일 이후부터 70~80%)

- 전란 : 1~6시간 간격, 약 180도 (18일 이후 중지)

- 기간 : 21 ~ 24일

 

→ 필수기능 : 온도, 습도 제어

→ 선택기능 : 전란

→ 주의사항 : 3주간 작동 가능

 

2. 제어 시스템 구성

  - 온습도 감지 : 온습도 센서 이용

  - 온도 제어 : 백열구는 온도증가(발열), 환기팬은 온도 감소(외기유입)

  - 습도 제어 : 순환 팬은 습도 증가(강제대류), 환기팬은 습도 감소(외기유입)

  - 전란 제어 : 내부 타이머 이용, 모터 작동.

 

역할 정리

→ 백열구 : 온도 + 습도

→ 순환 팬 : 습도

→ 환기팬 : 온도 + 습도

→ 아두이노 : 타이머 작동

→ 모터 : 전란 (실패)

 

3. 준비물 / 가격

1) 아두이노 보드 (정품 24,000원 / 호환 보드 6,000원)

- 정품 추천

- 호환보드 사용 중인데 1~5시간에 한 번씩 아두이노가 멈춰버린다.

- 멈출 경우 재부팅을 시켜버리는 워치독 타이머를 적용한 후 다소 장시간의 사용이 가능해졌지만, 호환 보드는 워치독 타이머마저 작동하지 않는 경우가 많아서 아예 작동이 멈춰버리는 경우가 가끔 발생한다.

2) 전원

- 다이소 휴대폰 듀얼 충전기 (5000원)

- USB 5V 전원 모듈 (2EA) : 아두이노 전원 공급 + 외부 전원

- 아두이노에서 제공하는 전원의 양이 많지 않고, 전원이 불안정해지면 보드 손상도 일어날 수 있기 때문에 외부 전원을 이용했다.

3) 온습도 센서

- DHT22 (4,200원) 추천, DHT11 (1,200원)

- 처음 시작한다면 DHT11 정도면 충분하다고 본다.

  (2022.04.18) 부화기의 구조상 직접 빛을 쬐는 방식이 아니면 전구를 켜도 온도가 점점 떨어지는 경우도 있기 때문에 DHT22를 사용하기를 권한다. 심지어 DHT11 두 개를 같은 곳에 두더라도 2도 가까이 차이나기도 하는 경우도 많아 어떤 센서를 기준으로 온도를 제어해야할지 크게 혼란이 오게 된다. DHT22는 4200원 정도 한다.

- 금전 사정에 따라 다른 온습도 센서를 써도 무방하다.

- 불량이 많은 것 같다. 하나 구매했다가 불량 때문에 몇 시간을 날렸나 모르겠다. 센서는 두 개쯤 추천한다.

4) 온도/습도 증가

- 백열등은 발열이 많아서 온도제어에 사용하기 좋다.

- 백열등 (3,000원) : 30W 투명 전구가 좋은 편이라고 한다.

- 소켓 (500원) : 철물점에 가면 500원에 판다.

- 릴레이 모듈 4EA (4400원) : 전구 on/off, 팬 on/off에 사용한다.

- 릴레이 모듈은 다소 비싸더라도 소음이 없는 SSR 방식을 추천한다. 갓 태어난 병아리가 잠든다 싶으면 릴레이 작동소음이 발생해서 경기를 일으킨다.

5) 습도 증가/감소 : 가습기 모듈 or 팬

- 5V 환기팬 이용 강제대류

- 물통은 아무거나 잘라서 사용(물 표면적에 따라 가습량 바뀜)

- 18일 이후에는 넓은 물통 사용 예정

- 가습기 모듈 (6,000원) : 필수는 아닌 듯하여 구매하지 않았다.

5) 습도 감소 : 환기팬 (외부 공기 유입)

- 5V 환기팬

- 환기 목적이므로 작은 것으로 사용

6) 서보모터

- SG90 정도면 전란에 충분한 힘이 나온다.

- 불량 모터가 와서 수동 전란으로 전환했다.

7) 스티로폼 박스

- 아파트 폐기물 수거장에서 들고 왔다.

- 백열등 발열이 꽤 강한 편이라, 크기는 신경 쓸 필요가 없다.

 

3. 구매 및 후기

목적		구매처	가격 (개당)	후기
보드	아두이노 보드		7,000	- 21일 내내 작동시키기 어려움 - 작동 중지시 리셋하는 와치독 타이머의 안정성을 확보하기 위해 정품을 추천
	브레드보드		580	- 접촉불량으로 브레드보드 사용을 추천하지 않음. - 실제로 사용할 때는 납땜을 추천
	전선 (암수, 암암, 수수)		580	- 실제로 사용할 때는 납땜을 추천
	LCD 1602 + I2C		3,600	- 글자가 안보이면 가변저항을 조절
전원	휴대폰 충전기 (2구)	다이소	5,000	- 여분 충전기 사용
	전원 케이블 (2EA)		1,950	- N/A
	전원잭 모듈		500	- N/A
센서	온습도센서(DHT11)		2,600 (+1,070 X 2)	- 고장나서 교환을 요청 했으나 환불당함. - 안정성이 떨어진다는 말이 많아서 다른 곳에서 1,070원짜리 3개 재구매 - (2022.04.18 추가) : 더 정밀하고 정확한 DHT22 구매 추천
전구	백열등	다이소	2000	- 남은 60W 백열전구 사용. - 투명한 30W 혹은 40W볼전구가 좋다는 말이 많음.
	소켓	철물점	500
	릴레이 (1개)		500	- 전등 - SSR 1,290 원
	릴레이 (2개)		1,300	- 환기팬/가습팬 - SSR 2,890 원
제어	환기팬 (5V) - 대 (80X80X10)		1,800	- 환기팬
	환기팬 (5V) - 소 (50X50X10)		1,300	- 가습팬
	서보모터 (SG-90)		1,800	- 불량으로 미사용, 환불 받지 못함.
단열	스티로폼 박스		0

- 총액 : 34,310 원

- 있는 것 사용 : 휴대폰 충전기(5,000), 백열등(2,000), DHT11 환불(2,600) = 9,600

- 고장 : 서보모터(1,800)

 

- 내 지출 : 34,310 - 11,400 = 22910

- 필요 지출 : 30,370 (서보모터 제외)

 

4. 마무리

시중에 판매하는 가장 작은 국산 병아리 부화기(3란)는 약 10만 원 정도 하는데, 약 3~4만 원 정도와 시간을 투자하면 원하는 크기의 부화기를 자작하는 것이 가능하다.

뭐든 시간을 아끼려면 지출을 하는 게 합리적이지만, 아두이노를 배워볼 생각이 있다면 부화기를 제작하고 고쳐가며 저렴하게 부화기를 만드는 것도 좋다고 생각한다.

나 역시 제어시스템 구현을 위해 보드를 다뤄야 할 필요성이 있는 상황이었고, 마침 닭을 키워봐야겠다는 생각도 들어서 부화기 제작을 시작하게 되었다.

 

병아리 부화기 초기모델 - 서보모터 미사용

코딩 및 제작까지는 약 1주일이 소요되었는데, 불량제품만 아니었으면 3~4일이면 충분했을 것이라 확신한다.

제작 결과 온습도 센서 불량으로 재구매하여 센서를 2개 달아 놓았고, 서보모터는 사용하지 못하고 수동 전란을 하고 있다.

시간을 아끼려면 온습도 센서나 서보모터는 2개 정도 구매하고, 아두이노는 정품 보드 사용을 추천한다.

 

여기까지 쓴 내용들은 부화기 제작을 위한 기본적인 내용과 지출에 대해 다루었고, 다음 포스팅부터는 제작, 코딩 및 부화 진행사항에 대한 내용을 정리하려고 한다.

 

 

 

끝.​

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