Hydroponický ovladač: 7 kroků (s obrázky)

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

Šikovná organizace s názvem Seeds of Change zde v Anchorage na Aljašce pomáhá mladým lidem začít s produktivním obchodem. Provozuje velký vertikální hydroponický růstový systém v přestavěném skladu a nabízí zaměstnání, aby se naučil podnikání v péči o rostliny. Zajímal se o systém IOT, který by pomohl automatizovat jejich ovládání vody. Tento pokyn má hlavně dokumentovat mé dobrovolnické úsilí o vybudování cenově dostupného a rozšiřitelného systému mikrokontrolérů, který by jim pomohl v jejich úsilí.

Velké operace hydroponického pěstování v posledních několika letech přicházejí a odcházejí. Konsolidace v tomto odvětví byla poznamenána obtížností při vytváření zisku. Musíte automatizovat jako blázen podle všech účtů, aby se efektní pytle salátu prodávaly za účelem zisku. Tyto vertikální jednotky neprodukují nic se skutečnými kaloriemi-v zásadě pěstujete pěkně zabalenou vodu-takže ji musíte prodat za příplatek. Tato voděodolná nastavitelná jednotka je postavena tak, aby kontrolovala hladinu vody v hlavní nádrži a neustále měřila její hloubku, ph, teplotu. Hlavní jednotka běží na ESP32 Featherwing a hlásí svá zjištění přes web do aplikace blynk ve vašem telefonu pro monitorování a upozornění e -mailem nebo textem, pokud se vám něco stane.

Krok 1: Shromážděte své materiály

Návrh byl založen na levných vodotěsných elektrických boxech od Lowes a několika držácích, které byly vytištěny 3D. Zbytek dílů je relativně levný, kromě jednotky pH od společnosti DF Robot a ETape od společnosti Adafruit. DF Robot prodává svou novou 3voltovou verzi svého analogového pH senzoru s levnější pH sondou a pravděpodobně budete muset investovat do jeho drahé verze pro neustálé ponoření. Ještě jsem nezahrnul tester vodivosti, ale to bude pravděpodobně v upgradu poté, co jsem viděl, jak to jde.

1. Dva vodotěsné elektrické boxy od společnosti Lowes-s různým kováním pro držení rovných a ohnutých trubek-10 $

2. 12 standardní kapalinový snímač hladiny eTape s plastovým pouzdrem Adafruit -59 dolarů to můžete získat bez plastového pouzdra za 20 dolarů méně…

3. Adafruit HUZZAH32-ESP32 Feather Board-skvělá deska. $ 20

4. Aiskaer 2 kusy boční akvarijní nádrž boční montáž horizontální kapalinový plovákový spínač hladina vody $ 4

5. Mini Relay FeatherWing s nepřiklopným relé Adafruit

6. Lipo-baterie 5 $ (záložní napájení)

7. Pár různých barev LED

8. Vodotěsný digitální snímač teploty DS18B20 + doplňky 10 $ Adafruit

9. Gravitace: Sada analogového senzoru/měřiče pH V2 DF Robot 39 $-Průmyslová pH sonda bude stát 49 $ více

10 vodotěsných robustních kovových vypínačů s červeným LED kroužkem - 16 mm červený zapnuto/vypnuto $ 5

11 plastový vodní elektromagnetický ventil - 12V - 3/4 (Nechápejte 1/2 palce - nic se do něj nevejde …)

12. Diymall 0,96 palcový žlutý modrý I2c IIC sériový modul LED LED 5 $

Krok 2: Zapojte kabel

Postupujte podle Fritzingova schématu zapojení. Esp32 byl namontován na fotografickou desku s OLED obrazovkou na opačné straně, kde by směřoval k malému otvoru ve střední zadní části gang-boxu. LED diody byly připojeny ke dvěma digitálním výstupům ESP. Jeden naznačuje připojení WiFi a druhý oznamuje, zda je relé zapnuto na výstupu vody. Baterie Lipo je připojena ke vstupu baterie na desce. Všechny ostatní desky (pH, relé, Etape, jednodrátová teplota, OLED) jsou napájeny ze 3 voltů na desce. Zapnutí/vypnutí je spojeno se zemí pomocí aktivačního kolíku na základní desce-LED je napájena ŽÁDNÝM připojením k napájení. ETape je rozhodně něco, co je třeba pečlivě prozkoumat - na mé desce došlo k obrácení síly a uzemnění (ČERVENÁ/ČERNÁ) a zdá se, že tomu tak je u ostatních, kteří měli tento problém (hledejte tento problém na webu adafruits …) také odpor zahrnutý v hlavě by měl být pečlivě změřen-není to tak, jak bylo zveřejněno. Nová deska DH Robot nyní pracuje se 3V a funguje také s ESP32. Nelze dostat A0 do práce - nebere vstupy před připojením Wifi, takže jsem použil jiné analogové vstupy.

Krok 3: Postavte to

Vše zapadá poměrně úhledně do hlavního boxu. Z vodotěsných vsuvek ve spodní části krásně pasují dva póly elektrického vedení. Ty podporují měřicí přístroje. Lze je libovolně prodloužit nebo zkrátit, aby bylo možné zavěsit box výše nebo níže k vodní hladině-vaše jediné limity jsou délka propojovacích vodičů, které musí do boxu zasahovat. Tyto trubice by měly být na dně utěsněny silikonem. Nástroje jsou zavěšeny na 3D tištěných konektorech, které odpovídají zakřivení těla etape a potrubí. Jsou snadno nastavitelné křídlovými maticemi. Rovněž byly vytištěny speciální držáky pro pH sondu a jednodrátovou teplotní sondu. Podpora boxu pro spínače ovládání hladiny - vody byla také vytištěna 3D. Tyto přepínače jsou vodotěsné a dobře navržené a levné. Vypadají jako uzavřené jazýčkové spínače. Krabice byla naplněna silikonem poté, co byly zajištěny přiloženou maticí na vnitřní straně. Vzdálenost mezi těmito spínači určuje, kolik kapaliny je povoleno před vypnutím. Všechny vodiče jsou vedeny dolním otvorem a poté utěsněny křemíkem. Drát sondy pH byl přiváděn horním otvorem, protože bude s největší pravděpodobností často vyměňován. Přepínač zapnutí/vypnutí byl nalepen na místo za horka. Stojan pro bezpečné připojení esp32 s obrazovkou byl vytištěn 3D. Malé kulaté plastové okénko bylo silikonováno přes otvor zadního krytu, aby chránilo obrazovku OLED před vodou.

Krok 4: Soubory 3D tisku

Toto jsou soubory STL pro všechny související držitele a podpory. Všechny byly navrženy tak, aby odpovídaly podpůrným funkcím. Krabici pro solenoid je třeba upravit následným tiskem pro ovládací porty napájení/relé a otvor LED na přední straně.

Krok 5: Kontrola vody

12voltový solenoid byl umístěn do vlastního zakázkového 3D tištěného pouzdra, které také obsahovalo port pro samostatné napájení a ovládací vedení z desky reléového peří v hlavním pouzdře. Jeho součástí byla také malá červená LED dioda, která se rozsvítila při aktivaci solenoidu. Běžná zahradní hadice se může připojit k 3/4 palcovým otvorům-nezískáte tuto 1/2 palcovou rozmanitost-budete těžko hledat konektory….

Krok 6: Naprogramujte jej

Kód je poměrně přímočarý. Dohaduje několik různých podprogramů a hlásí je prostřednictvím sítě Blynk. Pokud jste pracovali s Blynkem, než budete znát cvičení. Musíte zahrnout veškerý software Blynk a připojovací klíč pro váš konkrétní mikrokontrolér a hlásnou stanici. Musíte také poskytnout přihlašovací údaje k vašemu připojení Wifi. Všechno to funguje docela krásně a poskytuje opravdu snadný způsob hlášení komplikovaných dat, aniž byste museli hodně pracovat. Pro každý měřený senzor musíte nastavit řadu časovačů zprostředkovaných společností Blynk. Ty musí být spuštěny a spuštěny v samostatném podprogramu. Mám samostatné pro pH, teplotu, výšku vody a čas, kdy solenoidový ventil zůstává otevřený-to je kontrola, zda je voda zapnutá příliš dlouho bez naplnění nádrže-není dobré. Podprogram výšky vody trvá v průměru vícenásobné čtení z děliče napětí na eTape (viz předchozí poznámka-tento přístroj byl z výroby špatně zapojen …) a poté opravil čtení mapou a omezil funkce prováděné měřením ve vodě nádrž na horní a dolní hranici pásky. Podprogram pH byl složitější. DH Robot obsahoval nějaký software pro provádění inicializace, ale nemohl jsem to vůbec spustit. Budete muset odebrat nezpracované hodnoty z portu A2 s vyrovnávací pamětí na 4.0 a 7.0 (součástí sady) a nastavit je na „hodnotu kyselosti“a „neutrální hodnotu“v horní části programu. Poté identifikuje sklon a průsečík y a vypočítá pro vás všechny následující hodnoty pH. Aby bylo možné jej zkontrolovat, bude muset být pH přibližně každé 2 měsíce znovu kalibrováno. Dočasný podprogram je váš standardní jednovodičový program. Jedinou činností v sekci prázdné smyčky je zkontrolovat stav dvou plovákových spínačů a určit, kdy zapnout vodu a spustit časovač.

Krok 7: Použijte jej

Při počátečních pokusech stroj fungoval dobře-měl snadno nastavitelný rozsah pro nástroje a vodotěsný kryt vyrobený pro snadnější nastavení v rychle se měnícím prostředí. Bude nutné zjistit, zda se vzdálenost mezi dvěma spínači hladiny vody ukáže jako adekvátní. Prostředí Blynk usnadnilo hlášení a ovládání pomocí mobilního telefonu. Přímé ovládání výstupního relé telefonem umožňuje přepsání systému v případě děsivých situací na úrovni hladiny vody. Snadnost, s jakou můžete okamžitě poskytovat směrovaný výstup na co nejvíce zařízení, činí sdílení dat s více lidmi bezproblémovými. Budoucí zájmy budou s automatizací dodávky živin, testováním vodivosti (známé problémy s měřením pH) a síťovými sítěmi s dalšími uzly pro měření vzdálených míst v růstovém komplexu.