CDT Minor Showcase 2024 / 2025

Van volièreprobleem
naar werkend prototype.

Onderzoek, elektronica, firmware, behuizing, branding en UI design voor een offline automatiseringssysteem voor vogelkwekers.

Bekijk het proces

Projectoverzicht

Een werkend prototype, opgebouwd vanuit het probleem.

BudgieBase begon met een belofte die ik mijn vader deed: een automatiseringssysteem bouwen voor zijn volière dat hij echt kon begrijpen en vertrouwen. Tijdens de Creative Design & Technology Minor werd die belofte een volledig productprototype.

Het eindresultaat: een standalone ESP32-besturingseenheid, gehackte Sonoff Basic R4-stekkers met aangepaste ESP-NOW firmware, lokale datalogging, een fysiek LCD met rotary encoder en een web UI concept.

Deze case study behandelt het proces: onderzoek met kwekers, hardwarekeuzes, firmware-iteraties, perfboard-assemblage, productbehuizing, merkidentiteit en interfaceontwerp.

GebruikersonderzoekESP32 firmwareProductontwerpUI style guide

Afgerond BudgieBase prototype op een tafel

Centrale Unit

ESP32 · DS3231 RTC · BME280 sensor

20×4 LCD · rotary encoder · microSD

ESP-NOW

Slimme Stekkers

Sonoff Basic R4 · aangepaste firmware

Peer-to-peer · geen internet nodig

Onderzoek en richting

De opdracht werd steeds scherper.

Elke aanname werd getoetst aan wat kwekers echt nodig hadden, wat bestaande tools niet konden, en wat een volièregebouw toelaat.

Doelgroep kiezen

De focus verschoof naar hobbykwekers van grasparkieten, omdat zij bereikbaar waren, een echte volièrecontext hadden en snel praktische feedback konden geven.

Omgeving in kaart brengen

Interviews en onderzoek naar volièrebeheer wezen verlichting, luchtkwaliteit, temperatuur, luchtvochtigheid en broedritme aan als de dingen om op te ontwerpen.

Verkeerde tools afwijzen

Home Assistant en commerciële smart home-systemen bleken te complex, te afhankelijk van internet of te duur voor deze specifieke doelgroep.

Productdoelen bepalen

Ik koos voor een hybride aanpak: fysieke bediening op het apparaat voor betrouwbaarheid, aangevuld met een lichte webinterface voor monitoring en configuratie.

Behuizing ontwerpen

Van schetsen en renders naar een Onshape-behuizing.

Uit schetsen en AI-renders kwamen twee richtingen naar voren: een Braun-geïnspireerde vorm met meer visueel gewicht en karakter, en een minimaal blokontwerp. Ik had een duidelijke persoonlijke voorkeur voor de Braun-richting — maar elke feedbackronde wees consequent naar de simpelste optie.

BudgieBase behuizing Onshape isometrisch aanzicht

Braun-geïnspireerde richting

Mijn persoonlijke favoriet — schonere referenties, sterker visueel karakter. Feedback van testers en mensen om mij heen wees hier consequent van weg.

Vroege Braun-geïnspireerde BudgieBase schets

Hoekschets

AI-render

Crèmekleurige Braun-geïnspireerde BudgieBase render

Crème concept

Concepten

BudgieBase behuizing schets vanaf de voorkant

Voorschets

Compact concept

Eindversie

Volièrerender

Vooraanzicht

Zijaanzicht

Details achterkant

Leesbaar LCD

20×4 display gekozen voor een robuuste, betaalbare fysieke interface

Eén bediening

Rotary encoder houdt instellen tastbaar en begrijpelijk

Vrijstaand gebruik

De standaard komt voort uit testen hoe de unit op een werkbank zou staan

Wandmontage

Achterpaneel houdt permanente plaatsing in een volièrekamer mogelijk

Onderhoudbare voeding

USB-voeding en bereikbare poorten ondersteunen prototype-iteratie en reparatie

Herbouwbare body

Tweedelige PLA-constructie houdt het prototype makkelijk te openen en verbeteren

Onder de motorkap

Technische specificaties

Alles is gekozen om het betrouwbaar, repareerbaar en onafhankelijk van het internet te houden. Standaard componenten, open firmware, niets dat een server ergens nodig heeft.

Centrale unit

MicrocontrollerESP32

Display20×4 karakter LCD

InvoerRotary encoder + drukknop

KlokRTC-module (DS3231)

OpslagMicroSD-kaart (eventlog)

VoedingMicro-USB 5 V

Behuizing3D-geprint PLA — Onshape

Draadloos & sensoren

ProtocolESP-NOW (peer-to-peer)

Bereik~200 m in open lucht

Internet nodigNee

SensorBME280

MeetTemperatuur · Vochtigheid · Luchtdruk

TriggertypenTijdschema · Sensordrempel

Slimme stekkers

Basis hardwareSonoff Basic R4

AanpassingAangepaste ESP-NOW firmware

Max. belasting10 A / 2300 W

KoppelenVia het apparaat-UI

App nodigNee

Hoe het gemaakt is

Zes fasen, van onderzoek tot branding.

Het project was geen rechte lijn. Elke stap maakte de volgende beslissing concreter: voor wie het was, wat offline moest werken, hoe stekkers met elkaar moesten praten en hoe het product eruit moest zien.

Fase 1

Gebruikers- en marktonderzoek

Interviews en bronnenonderzoek maakten duidelijk wat belangrijk is in volièrebeheer: verlichting, temperatuur, luchtvochtigheid, luchtkwaliteit en broedcycluscontrole. Bestaande domotica werd daarna langs die behoeften gelegd.

Fase 2

Architectuurkeuzes

ESP32, een DS3231 RTC, BME280-sensor, SD-logging en een 20×4 karakter-LCD werden gekozen omdat het systeem lokaal, begrijpelijk en betrouwbaar na stroomuitval moest zijn.

Fase 3

Draadloze stekkersturing

Sonoff Basic R4-stekkers werden geopend, geflasht en getest met aangepaste ESP-NOW firmware, zodat de cloud er helemaal tussenuit ging en de stekkers rechtstreeks met de centrale unit communiceren.

Geopende Sonoff Basic R4 met zichtbare PCB en seriële pinnen

Fase 4

Firmware en UI itereren

De centrale unit groeide van klok- en sensorexperimenten naar menunavigatie, stekkers koppelen, EEPROM-persistentie, schemalogica, sensordrempels en SD-kaart datalogging.

ESP32 prototype met LCD waarop temperatuur, luchtvochtigheid en tijd

Fase 5

Assemblage en testen

Het breadboardprototype verhuisde naar perfboard zodat het in de behuizing paste. End-to-end testen controleerde koppelen, naamgeving, control types, relais schakelen en instellingen die een stroomcyclus overleven.

Fase 6

Branding en interfaceontwerp

De brandguide, behuizingsontwerp en web UI style guide gaven het hardwareprototype een visuele identiteit waar een niet-technische doelgroep iets mee kan.

Prototypebewijs