Hydroponický skleníkový monitorovací a kontrolní systém: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

V tomto pokynu vám ukážu, jak zkonstruovat hydroponický systém monitorování a řízení skleníků. Ukážu vám vybrané komponenty, schéma zapojení, jak byl obvod konstruován, a skicu Arduina použitou k programování Seeeduino Mega 2560. Na konci také zveřejním několik videí, abyste viděli konečný výsledek

Vstupy:

DHT11

Výstupy:

• Vodní čerpadlo
• Vzduchová pumpa
• 2 fanoušci
• Světelný pás LED
• LCD obrazovka 4x20

Funkce:

• Čerpadlo vzduchu a vody je připojeno k externí funkci přerušení, která je ovládána spínačem SPDT. To umožňuje uživateli měnit živný roztok nebo drátenici se zavlažovacím systémem, aniž by musel vypnout celý okruh. To je důležité, protože když vypnete celý obvod, časování světla se resetuje.
• Světla jsou ovládána jednoduchými matematickými funkcemi, které umožňují uživateli určit, jak dlouho by chtěli světla zapínat a vypínat.
• Ventilátory jsou ovládány teplotou. Naprogramoval jsem relé tak, aby zapínalo ventilátory, kdykoli snímač čte nad 26 stupňů Celsia. A být vypnutý kdykoli pod 26 stupňů Celsia.

Cítím, že bych měl zmínit, že tento projekt je stále nedokončený. Do konce léta plánuji instalaci senzoru pH, elektrovodivosti a DO (protože ty jsou zásadní pro správné monitorování hydroponického systému). Pokud se vám tedy líbí to, co vidíte, v průběhu léta se sporadicky vracejte a sledujte můj pokrok!

** Aktualizace (1/30/19) ** Kód pro tento projekt je nyní k dispozici prostřednictvím souboru Greenhouse_Sketch.txt. (nachází se v dolní části oddílu 4

Krok 1: Výběr součásti

Fotografie zobrazená pro krok 1 ukazuje; Součást, model, společnost, funkce a cena.

S největší pravděpodobností najdete tyto komponenty za levnější ceny prostřednictvím Amazonu nebo jiných zdrojů. Právě jsem shromáždil tyto informace ze zdroje každé komponenty, protože jsem současně sbíral i listy specifikací.

***Upravit***

Právě jsem si uvědomil, že jsem pro svůj seznam dílů vynechal 2x prkénko. Ty jsou poměrně levné a lze je zakoupit prostřednictvím Amazonu nebo téměř u jakéhokoli prodejce komponent.

Krok 2: Zapojení obvodu

Na fotografiích zobrazených pro krok 2 najdete schéma zapojení i fyzickou strukturu obvodu. V tomto kroku bylo provedeno docela dost pájení, aby se zajistilo pevné spojení s relé, stejně jako s přerušovacím spínačem a světly.

Pokud máte problémy s uvedením součásti do provozu, pamatujte, že DMM je v tomto kroku NEJLEPŠÍM přítelem. Zkontrolujte napětí na komponentě paralelně a zkontrolujte proud komponentou v sérii. Zjistil jsem, že kontrola součástek pomocí DMM byla mnohem rychlejší než snaha vystopovat mé zapojení a hledat důvod, proč něco nefunguje.

POZNÁMKA: Všimnete si, že jsem na svůj Seeeduino Mega 2560 použil štít MicroSD. To u tohoto projektu není potřeba, pokud nechcete zaznamenávat data (na která jsem zatím neprogramoval…).

Krok 3: Stavba hydroponického skleníku

Velikost vašeho skleníku je opravdu na vás. Nejlepší na tomto projektu je, že vše, co potřebujete k jeho výrobě ve větším měřítku, jsou delší dráty! (A vodní čerpadlo s více než 50 cm hlavy)

Základní rám skleníku byl vyroben ze dřeva firmy LOWE a k vytvoření kapoty rámů jsem použil flexibilní PVC trubku a kuřecí drát. (Foto 1)

K zakrytí kapoty a vytvoření izolovaného ekosystému pro rostliny byla použita jednoduchá plastová fólie. Dva ventilátory v sérii byly použity k pohybu vzduchu přes skleník. Jeden pro nasávání vzduchu a druhý pro vytahování vzduchu. To bylo provedeno za účelem co nejrychlejšího ochlazení skleníku a simulace větru. Ventilátory jsou naprogramovány tak, aby byly vypnuté, když DHT11 měří teplotu nebo = na 26 *C. To se zobrazí v části náčrtu pokynů. (Foto 2)

Hydroponický systém se skládá z 3 "O. D PVC trubky se dvěma 2" otvory vyříznutými z horní části pro mřížkové hrnce. Jsou od sebe vzdáleny 3 ", aby měla každá rostlina dostatek prostoru pro zakořenění i pěstování. K zajištění živného roztoku rostlin byl použit odkapávací systém a ze dna PVC byl vyříznut 1/4" otvor. vody, aby se vrátila do níže uvedené nádrže. Čerpadla vzduchu a vody jsou připojena k přerušovacímu spínači, který je ovládá z druhé prázdnoty probíhající souběžně s hlavní prázdnou smyčkou. To bylo provedeno, abych mohl vypnout čerpadla pro výměnu živného roztoku, aniž by to ovlivnilo zbytek systému. (Fotografie 3, 4 a 5)

K vnitřní horní části kapoty byl připevněn světelný pás LED, který byl zapojen do relé prostřednictvím zesilovače RBG. Kontrolka svítí na časovači, který je řízen příkazy „If“a „else if“. V mém programování zjistíte, že jsou naprogramovány tak, aby se zapínaly a vypínaly každých 15 sekund. Toto je čistě pro demonstrační účely a mělo by být změněno podle normálního světelného cyklu pro optimální podmínky pěstování. Také pro skutečné podmínky pěstování doporučuji použít skutečné růstové světlo spíše než jednoduchý LED pás, který jsem použil ve svém třídním projektu. (Foto 6)

Krok 4: Programování v Arduinu

Foto 1: Nastavení knihoven a definic

• bez znaménka dlouhý timer_off_lights = 15 000

  zde určujeme, kdy vypnout LED diody. Světla jsou aktuálně naprogramována tak, aby se zapínala, dokud nedojde k této době. Pro skutečné použití doporučuji zkontrolovat požadovaný světelný cyklus pro rostlinu, kterou chcete pěstovat. Příklad: pokud chcete, aby vaše světla svítila 12 hodin, změňte tuto dobu z 15 000 na 43 200 000

V této části programu nejsou nutné žádné další změny

Foto 2: neplatné nastavení

V této sekci nejsou nutné žádné změny

Foto 3: prázdná smyčka

• else if (time_diff <30000)

  Protože světla jsou naprogramována tak, aby se rozsvítila na začátku a zhasla na 15 sekund do programu. 30 000 funguje jako limit měřeného času. Světla zůstanou zhasnutá, dokud čas nedosáhne 30 000, a poté se resetuje zpět na 0, čímž se světla znovu zapnou, dokud se opět nedosáhne 15 000. 30 000 by mělo být změněno na 86400 000, což představuje 24hodinový cyklus

• pokud (t <26)

  zde program říká fanouškům, aby zůstali VYPNUTI. Pokud vaše rostliny vyžadují různé teploty, změňte 26, aby vyhovovaly vašim potřebám

• jinak pokud (t> = 26)

  zde program říká fanouškům, aby zůstali ZAPNUTÍ. Změňte toto 26 na stejné číslo, na které jste změnili předchozí příkaz

Foto 4: neplatné StopPumps

toto je sekundární prázdnota zmíněná na začátku tohoto pokynu. Nejsou potřeba žádné změny, jednoduše řekne připojeným pinům, co mají dělat, když je přepínač SPDT otočen z původní polohy.

Krok 5: Videa ukazující funkci systému

Video 1:

Ukazuje, že vzduchové a vodní čerpadlo je ovládáno spínačem. Můžete také vidět, jak se LED diody na relé mění při vyhození spínače.

Video 2:

Při prohlížení sériového monitoru vidíme, že se světla rozsvítí po spuštění programu. Když time_diff překročí prahovou hodnotu 15 000 ms, světla zhasnou. Také, když time_diff překročí prahovou hodnotu 30 000 ms, můžeme zobrazit reset time_diff zpět na nulu a světla se znovu rozsvítí.

Video 3:

Na tomto videu můžeme vidět, že teplota ovládá ventilátory.

Video 4:

Jen procházka po skleníku

Velká cena v soutěži Sensors Contest 2016