Hühnerstall - IOT MQTT WORLDS FIRST!

Wir haben festgestellt, dass das Trinkwasser für unsere Hühner logischerweise im Winter einfriert. Eine Suche nach Problemlösungen ergab diverse Heizungen, die aber meistens im inneren vom Stall aufgebaut werden. Unser Stall ist etwas zu klein für so etwas. Ausserdem benötigen Heizungen oft eine 230V Stromversorgung. Dennoch wurde so eine Heizplatte beschafft. Sie ist auf der Innenansicht des Getränkehauses als grüne Platte zu sehen. Diese hat eine Leistung von ca. 24 Watt bei 24 Volt. Ich habe mir gedacht, dass es nicht clever ist, eine Heizung im Freien zu betreiben, da die Heizleistung dann einfach verpufft. Daher habe ich das Getränkehaus gebaut. Es hat nur eine kleine Öffnung, damit kein Huhn komplett hinein geht. Es soll nur trinken. Bisher hat das auch wie gewünscht geklappt.

Da ich keine 230V Versorgung am Hühnerstall habe, muss das System von Batterie betrieben werden. Ich habe aus Altbeständen zwei 12V Bleiakkus. Das ist praktisch, weil dann immer einer geladen und der andere in Betrieb sein kann. Betreibe ich die Heizung mit 12V statt 24V so habe ich nur noch ein Viertel der ursprünglichen Leistung, nämlich 6 Watt. Zum Glück hat ich herausgestellt, dass dies ausreichend ist.

Ist die Batterie leer, sollte das System dies melden und nicht einfach versagen. Sowieso möchte ich gerne vom Wohnzimmer aus die Temperatur des Wassers abfragen können. Daher war die Entscheidung gefallen, es muss ein kleiner Rechner als Steuerung herhalten.

Zur Kommunikation in der Internet of Things Welt gibt es unendlich viele Möglichkeiten. Eventuell wird WLAN in Verbindung mit MQTT mittelfristig eine größere Rolle innehaben als andere Möglichkeiten. Also habe ich mich für eben diese entschieden. Ich hätte einen Raspberry Pi verwenden können, aber da ich das noch für ein bischen zu teuer halte, habe ich mich für den ESP8266 Mikrocontroller entschieden und zwar in Form eines Adafruit Huzzah Breakout Boards. Dieses habe ich auf eine eigene Platine aufgesteckt, welche über I2C zwei Thermosensoren (Temperatur des Computer selbst und die Temperatur des Wassers) anspricht, sowie die Heizung über einen Feldeffekttransistor schalten kann. Dann kann sie noch die Batteriespannung messen. Ein Leistungstreiber für einen DC-Motor für die später zu erstellende automatische Türsteuerung vom Hühnerstall sowie die dazugehörigen Eingänge für zwei Endschalter habe ich ebenfalls schon mit draufgepackt. Die Türe muss nur noch mechanisch aufgebaut werden, Motor usw. ist alles schon vorhanden.

Zur Programmierung verwende ich die Arduino IDE wobei ich aus Macht der Gewohnheit doch wieder den guten alten EMACS als Editor einsetze. Aber die Arduino IDE ist praktisch für die automatische Installation der ganzen Bibliotheken.

Die Batterien scheinen nicht besonders lange zu halten. Das hängt natürlich auch mit der Aussentemperatur und damit verbunden mit dem Heizbedarf zusammen. Ein halbes Ampere Dauerstrom für die Heizung ist eben schon ein Wort, da kann die Batterie groß sein wie sie will.

Auf Solarzellen zum Aufladen der Batterien verzichte ich besser komplett, ich habe den Verdacht, dass die Sonne dann wenn ich sie hier brauche (kalt, dunkel, Schnee) einfach nicht so scheint wie es notwendig wäre.

Sinkt die Batteriespannung unter 11V, schaltet der Computer die Heizung ab. Über MQTT werden Störungsmeldungen abgesetzt. Da die Heizung nun abgeschaltet ist (es bleibt hierdurch noch viel Reserve für den Betrieb des Computers) und die MQTT Meldungen mit retain flag gesendet werden (auch bei Abschaltung des Computers speichert der MQTT Broker die Störungsmeldung) ist sichergestellt, dass das Problem eindeutig erkennbar ist.

Über MQTT kann übrigens auch die Solltemperatur vorgegeben werden. Ich fahre momentan mit 5°C. Der Thermofühler sitzt mittig unterhalb des Getränkebehälters. Der Getränkebehälter sitzt direkt auf dem Chip auf. Vermutlich reicht auch noch eine niedrigere Temperatur um das Wasser am Gefrieren zu hindern. Das muss ich noch testen.


Gesamtansicht. Links der Stall, rechts die beheizte Tränke.	Hier die mit ungefrorenem Wasser verwöhnten Hühner.


Die beheizte Tränke und die Computerkiste.	Tränke geöffnet.


Die geöffnete Computerkiste.	Via Androidtablet ausgelesene aktuelle Werte.