Максима можно назвать мастером на все руки. Он попробовал себя в разных бизнесах и сейчас занимается обустройством фермы, на которой выращивает птицу. В планах у него начать выращивать коров, построить молочный цех для производства выдержанных сыров и металлообрабатывающее производство полного цикла.

Конечно, у любого мастера есть любимый, проверенный временем набор инструментов. В этот набор Максим шесть лет назад добавил контроллер Wiren Board с модулями расширения. С его помощью он автоматизировал теплицу, свой умный дом, птичник с индюшками, а теперь применил его на ферме по выращиванию страусов и другой птицы и планирует использовать в цехе металлообработки. Также устройства Wiren Board собирают телеметрию с экспериментального инкубатора, который разрабатывает Максим.

Максим сравнивает контроллер Wiren Board со швейцарским ножом: он настолько универсален, что помогает в совершенно разных проектах. Мы посетили ферму мастера под Алматы, чтобы воочию в этом убедиться и рассказать читателям. Кстати, о проектах Максима вы можете узнать на его канале «Курлык».

Решение купить ферму

Полтора года назад Максим купил замшелую ферму в плачевном состоянии, пришлось заново прокладывать инженерные коммуникации, вкладывать много финансовых средств в ремонт —  ни конца ни края этому не видно. Здесь он занимается разведением страусов, кур и павлинов. Планирует с ростом стада начать производить мясные продукты. Ну и постепенно развивает инфраструктуру для поддержания работы хозяйства. 

Дополнительные фото

Страусы бонусом

Стадо африканских страусов — ростом почти под три метра и по 120 кг каждый — досталось Максиму вместе с фермой. Опыта никакого не было, пришлось разбираться с нуля. Максим даже пригласил владельца московской компании «Русский страус» Татьяну Вострикову для помощи. Потихоньку-помаленьку освоил, как ухаживать за этими чудными птицами. Теперь осталось добиться их стабильного размножения, но о проблемах на этом пути расскажем чуть ниже.

Средняя продолжительность жизни страусов составляет 75 лет. Однако они требуют особого ухода, например любые проблемы с ногами приводят к гибели птицы: у страуса есть преджелудок, который перетирает пищу при помощи камешков, и если птица перестает двигаться, её пищеварение нарушается. В холодное время года страусы живут в вольерах внутри большого отапливаемого помещения с контролем температуры и влажности. Здесь птицам комфортно, они защищены от неблагоприятных погодных условий. В теплое время страусов переводят в уличные вольеры, а также выпускают на летние пастбища.

Кстати, об отоплении: Максим установил угольный котел-автомат «Горыныч», который нагревает теплоноситель. В теплопункте организовано несколько контуров отопления. Регулирование тепловой мощности количественное — температура “подачи” во всех контурах одинаковая, а производительность насосов меняется. Об этом расскажем подробнее, поскольку решение нестандартное.

Каждый насос штатно оснащен ручным трехпозиционным переключателем оборотов. Максим отключил его, а провода подключил к релейному модулю WBIO-DO-R1G-16. Благодаря такому шагу можно автоматически управлять производительностью насосов без использования частотников. Пусть управление всего трехступенчатое, но его хватает. 

Приточки в вольерах нет, только вытяжка, вентиляторами которой тоже можно управлять.

Дополнительные фото

Не каждое яйцо становится птицей

Инкубация птиц — это процесс выведения молодняка из яиц в специально оборудованных инкубаторах. Всё начинается с того, что снесенные яйца собирают и хранят в подходящих условиях в течение недели, чтобы накопить достаточное количество для загрузки. 

Затем яйца помещают в инкубатор, где на протяжении примерно трех недель поддерживают необходимую температуру и влажность. Поддерживают по графику: если в начале инкубации требуемая влажность 20-30%, то в последние 3-4 дня — 50-60%. Требования к температуре и интенсивности переворачивания яиц тоже меняются.

После вылупления птенцов перемещают в брудеры — камеры с подогревом и регулируемым освещением, где они растут и набираются сил. Подросших птиц переводят в загоны или курятники, где они продолжают развиваться в комфортных условиях. Благодаря такому  поэтапному подходу получается создать идеальные условия для каждой стадии жизни птицы.

Под инкубаторий выделили довольно большое помещение 12×18 м, предназначенное исключительно для инкубации страусиных и куриных яиц. Здесь установили три инкубатора для страусов и пять инкубаторов для кур: два больших — на 4000 яиц и три малых — на 700 яиц. Приточный воздух проходит через фильтр и ультрафиолетовую лампу для обеззараживания.

Производительность семьи — 2–3 яйца в неделю. Пары подбирают, исходя из производительности и качества потомства. Перед стартом инкубации яйца хранят в холодильнике при температуре 14-16 градусов .

На 5-7 день инкубации яйца необходимо овоскопировать. Специалист оценивает состояние яиц: оплодотворенное оно или нет, расположение и размер воздушного пузыря, отсутствие повреждений или следов недоразвития. Яйца неоплодотворенные и с отклонениями утилизируют. 

Предыдущий владелец фермы установил инкубаторы с китайскими блоками автоматики, но из-за недостаточной точности были большие потери яиц, зародыши погибали. Дело в том, что яйца очень чувствительны к температуре и влажности. Отклонение температуры больше чем на полградуса уже недопустимо. Влажность при этом должна быть низкой, 20-30%. Поэтому в инкубаторы встроена система осушения. Яйца в инкубаторах не лежат статически, встроенная механика наклоняет лотки с яйцами в разные стороны, симулируя переворачивание яиц в природе.

Максиму «в наследство» достались также  инкубаторы «Мультилайф» российского производства, которые подходят для страусиных и куриных яиц. Они были лучше, но тоже с серьезными недостатками. Чтобы разобраться с причинами он начал собственные исследования. Для изучения температурного градиента в объеме инкубатора Максим оборудовал его датчиками температуры 1wire (около двух десятков), установил психрометр и периодически фиксировал показания. Причем датчики температуры Максим прикреплял непосредственно к страусиным яйцам. Оказалось, встроенная система вентиляции с ТЭНами нагревает пространство инкубатора очень неравномерно, что вызывает проблемы инкубации.

Помучавшись с инкубаторами, Максим решил их доработать. Он заказал тангенциальные вентиляторы и экспериментирует с ними, чтобы получить равномерную температуру в точках расположения яиц. Если эксперимент окажется удачным, Максим начнет производить собственные инкубаторы, как раз и цех металлообработки к этому времени построит.

При инкубации куриных яиц тоже нужно строго соблюдать режим, разве что влажность так сильно снижать не требуется. Негативный опыт был с 720 чешскими инкубационными яйцами, которые просто сварились из-за сбоя калибровки температуры китайской автоматики. Индикаторы показывали нормальный режим работы, но по факту нагрев был на 1,5-2 градуса выше. Пришлось смириться с убытком в 500 евро.

Что касается страусов, из порядка 100 яиц удалось получить меньше 20 цыплят, но и они все погибли по разным причинам. Часть смертей произошла из-за ошибок в выращивании, часть — из-за естественного падежа, который у страусов особенно высок в первые 2-3 месяца жизни. Некоторые проблемы были связаны с ошибками на этапе инкубации. Также причины гибели продолжают изучать, не исключая возможные генетические факторы. 

Инкубаторы подключены к системе резервного питания мощностью 10 КВА, которая обеспечивает бесперебойную работу даже при перебоях с электричеством. Состояние ИБП также опрашивает контроллер Wiren Board через RS-232.

Дополнительные фото

Идеальные условия в брудерных

Когда цыплята вылупляются, их переселяют в брудеры (камеры для выращивания молодняка). Они уже раздельные для каждого вида птиц. Кроме того, брудеры для страусов и для остальных птиц распределили по двум физически разнесенным помещениям - брудерным комнатам, которые оснащены отдельной приточно-вытяжной вентиляцией с подогревом, фильтром и УФ-лампой для обеззараживания.

Брудер представляет собой большой ящик с несколькими секциями, у каждой отдельная крышка. В брудере температура и освещенность поддерживаются по графику. Передние стенки брудера прозрачные, поэтому в чем-то он напоминает большой аквариум. Внутри каждого брудера Максим установил две IP-камеры, чтобы следить за состоянием птицы в режиме реального времени.

В брудерной комнате поддерживаются свои параметры микроклимата: температура, влажность и уровень CO₂. Для этого в ней установили комбинированные датчики WB-MSW, которые измеряют указанные характеристики. Температура в брудерной комнате должна быть, минимум, на 3-4 градуса ниже, чем в брудерах.

Для автоматического управления и диспетчеризации Максим установил контроллер Wiren Board с модулями в шкафу автоматизации. Контроллер поддерживает необходимую температуру в брудерной комнате, управляя количеством теплоносителя, подаваемого в систему отопления. Если мощности недостаточно, дополнительно включаются электрические обогреватели. Чтобы поддерживать необходимую влажность, автоматика включает осушитель.

Автоматика также поддерживает работу УФ-ламп для дезинфекции и управляет вытяжной вентиляцией.

В брудерах каждую нагревательную ИК-лампу мощностью 250 Вт подключили к отдельному каналу диммера WB-MDM3 (шесть ламп на два модуля), а освещение регулируют с помощью диммеров LED-лент WB-LED (установили четырехцветную ленту). Для контроля температуры используют модули WB-M1W2 с датчиками 1-Wire. Вся они подключены к контроллеру через интерфейс RS-485. Программное обеспечение контроллера позволяет задать график работы систем, который учитывает 2-3-недельный цикл роста птиц: температура в брудерах постепенно снижается, а график освещения меняется, имитируя плавное наступление «дня» и «ночи». Такой подход обеспечивает комфортные условия для роста и развития цыплят.

Сначала Максим проверил работу брудеров на куриных цыплятах. Из инкубатора в первой партии поступили порядка 100 цыплят четырёх пород кур. На первое время их разместили в одной секции для совместного выращивания, а потом разделили по породам. Куриные брудеры собраны в стойки с тремя уровнями, то есть одна стойка содержит три брудера. И каждый из брудеров можно разделить на две секции. Освещение в каждой секции независимое, одна стойка задействует шесть каналов диммирования модуля WB-LED в шкафу. После переселения цыплята адаптировались к новым условиям: активно перемещались, ели и отдыхали. Когда подросли, их перевели в птичник на первом этаже.

Второй вывод составил 720 цыплят из чешских инкубационных яиц, однако партия была потеряна из-за перегрева — яйца буквально «сварились», о чем мы написали выше. Третий вывод, состоящий из порядка 300 венгерских яиц, оказался успешным: удалось вывести около 86% птенцов, что считается хорошим результатом. Именно эту партию цыплят перевели в новый птичник на втором этаже, где они продолжили расти.

К сожалению, со страусятами все вышло неудачно. Чтобы ноги у них не разъезжались, сначала на дно брудера поместили слой ковролина. Часть птенцов через какое-то время погибла. Когда сделали вскрытие, то обнаружили, что желудок забит ворсинками ковролина — оказывается, птицы его склевывали. Ковролин заменили перфорированными резиновыми ковриками, но выходить новых страусят все равно не удалось. В качестве возможной проблемы Максим называет близкородственное скрещивание. Предыдущий хозяин не проводил никакой селекции, страусы спаривались бесконтрольно. Чтобы проверить это предположение, Максим планирует заказать партию яиц из Южной Африки, после чего проведет их через инкубацию. Страусы на ферме тоже африканские, но так как есть предположение о генетическом вырождении маточного стада, Максим рассматривает вопрос обновления кровей.

Дополнительные фото

Автоматизируем птичник

На втором этаже здания недавно построили птичник. На момент посещения в нем было порядка 150 куриц-несушек и пять петухов. Остальных петухов отселили в помещение на первом этаже, скоро они станут украшением стола.

Задача птичника — производство яиц. Максим продает яйца друзьям и знакомым, подчеркивая их экологичность. Породы птиц выбрали таким образом, что они несут и зеленые, и коричневые яйца.

В птичнике установили универсальный датчик WB-MSW, который измеряет температуру, влажность и CO₂, а также освещенность. Мы с удивлением узнали, что для кур очень важны яркость света и длина светового дня. Если параметры подобраны неверно, то куры начинают клевать друг друга, причем насмерть. Максим поддерживает правильные параметры (доступны в справочной документации) светового дня, причем на «закат» и «рассвет» выделено полчаса, когда свет плавно диммируется.

В птичнике можно увидеть ряд поилок и ряд кормушек на тросах. При уборке тросы позволяют приподнять поилки/кормушки, чтобы не мешались. Подача воды в поилки автоматическая из двух емкостей. Две емкости нужны, чтобы дать птице витамины: заполняем емкость водой, дозируем витамины, после чего ждем ее опорожнения. Затем переводим поилки на вторую емкость с чистой водой.

Подачу корма тоже автоматизировали, но уже через Wiren Board. Реле приводит в действие шнековый привод, который транспортирует корм в кормушки.

В птичнике тоже установили радиаторы отопления, система регулирует нагрев. Приточной вентиляции здесь нет, для регулировки влажности используется вытяжка. Максим планирует летом добавить приточную вентиляцию с испарительной системой охлаждения. Летом в Алмате жарко, а курам надо +27 градусов максимум. 

Максим объяснил, что влажность в птичнике нужно поддерживать на уровне 50-60%. Тогда птицы пьют мало, помет не становится слишком жидким, убираться в птичнике можно реже. Также при такой влажности хорошо работают бактерии в подстилке, которые перерабатывают помет птицы.

Дополнительные фото

Как Wiren Board помогает выращивать страусов

Максим построил систему с несколькими уровнями управления. На верхнем уровне установили сервер x86 с виртуальными машинами NodeRED, InfluxDB и т.д. Он отвечает за сбор информации с контроллеров Wiren Board и передачу в облако.

На втором уровне расположены контроллеры Wiren Board. Пока на ферме два контроллера в щитах первого этажа (вольеры страусов, брудерные, инкубаторий) и второго (птичник). Когда будет готов цех металлообработки, контроллер добавят и туда. На контроллерах для сценариев автоматизации тоже установили оболочку визуального программирования Node-RED.

На нижнем уровне — реле, диммеры и другие устройства автоматизации, а также датчики.

Посмотрим, какое оборудование автоматизации установил Максим в щитах. Начнем с щита первого этажа.

• Контроллер Wiren Board 7. Программируемый контроллер для автоматизации. Он управляет всеми подключенными модулями и собирает данные с датчиков.

• WBIO-DO-R10A-8 (3 шт.) Модули с релейными выходами, предназначенные для управления исполнительными устройствами: обогревателями, лампами освещения и вентиляторами. Каждый модуль предлагает 8 реле с возможностью переключения нагрузки до 10 А.

• WBIO-DI-HVD-16 (2 шт.) Модули используют для контроля наличия напряжения на линиях питания брудеров и инкубаторов. Это критичные нагрузки и необходима оперативная реакция. Оповещение пока работает через телеграм бота. Планируется подключить уличные извещатели в местах постоянного нахождения персонала.

• WB-MAP12E. Многоканальный модуль измерения электроэнергии.

Контроллер Wiren Board 7 в щите первого этажа отвечает за управление всеми брудерами и инкубаторами, это одна из его базовых задач. 

Дополнительные фото

Счетчик электроэнергии WB-MAP12E Максим еще не подключил, но планирует использовать полученные с него данные по потреблению электроэнергии различными компонентами производства (инкубаторы, брудеры…) для финансового анализа.

Интересно, что после пусконаладки выявили неожиданную проблему: мыши. Они забирались в шкаф и грызли витую пару. Причем снаружи шкафа ее не трогали. Пришлось уплотнить кабельные вводы.

Также в брудерной страусов на первом этаже установили отдельный щит освещения с модулем реле WB-MR6C v3 для отключения общего освещения по ночам и при отсутствии движения в помещении. В здании Максим добавил еще модули реле WB-MR6C v3, которые отвечают за автоматизацию света во всех помещениях.

В промежуточном щите страусятника установили модули  WBIO-DO-R10A-8 и WBIO-DO-R1G-16 для циркуляционных насосов. В котельной модуль WBIO-DO-R1G-16 управляет котлом и насосами, вытяжкой. С помощью датчика WB-MSW здесь отслеживаем температуру.

Перейдем к щиту на втором этаже для умного птичника.

• Контроллер Wiren Board 7. Программируемый контроллер для автоматизации. Он управляет всеми подключенными модулями и собирает данные с датчиков.

• WBIO-DO-R1G-16. Модуль релейного выхода на 16 каналов для управления нагрузками.

• WB-MDM3 (3 шт.). Модули для диммирования освещения.

• WB-MIO-E v2. Шлюз Modbus-Ethernet (на будущее, когда Максим уберет из щита контроллер Wiren Board 7 и переключит модули на контроллер первого этажа).

Заключение

Любому мастеру нужен надежный и проверенный временем инструмент, который не подведет в трудный момент. Таким инструментом для Максима стал контроллер Wiren Board. Его можно гибко конфигурировать, доступен широкий ассортимент модулей, поэтому инструмент получается приспособить для любых потребностей фермы: птичник, вольеры со страусами, брудерные, инкубатории. Скоро к ним добавятся цех металлообработки и молочный цех.

Если же нужно отладить какое-либо оборудование, тот же инкубатор, то и здесь спасает контроллер автоматизации: достаточно обвешать устройство датчиками, после чего анализировать показания.

А что вы думаете о подобном «швейцарском ноже»? Можете ли вы привести случаи из жизни, когда вас выручал контроллер автоматизации?