Kontroler hidroponike: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Sjajna organizacija pod nazivom Seeds of Change ovdje u Anchorageu na Aljasci pomaže mladim ljudima da započnu produktivnu trgovinu. Upravlja velikim vertikalnim sistemom uzgoja hidroponike u preuređenom skladištu i nudi zaposlenje za učenje poslova njege biljaka. Zanimao ih je IOT sistem koji bi im pomogao u automatizaciji kontrole vode. Ovo uputstvo služi uglavnom za dokumentiranje mojih volonterskih napora da izgradim pristupačan i proširiv sistem mikrokontrolera koji će im pomoći u njihovim naporima.

Velike operacije uzgoja hidropona dolazile su i nestajale u posljednjih nekoliko godina. Konsolidaciju u ovom poslu obilježile su teškoće da se učini profitabilnim. Morate se automatizovati kao ludi po svim računima da bi se otmjene vreće salate prodavale radi zarade. Ove okomite jedinice ne proizvode ništa s pravim kalorijama-u osnovi uzgajate lijepo zapakiranu vodu-pa je morate prodati s visokom cijenom. Ova vodootporna podesiva jedinica napravljena je za kontrolu nivoa vode u glavnom rezervoaru i stalno mjerenje njegove dubine, ph, temperature. Glavna jedinica radi na ESP32 Featherwing -u i izvještava o svojim nalazima putem weba u blynk aplikaciji na vašem telefonu radi praćenja i e -pošte ili tekstualnih upozorenja ako vas nešto pogodi.

Korak 1: Prikupite materijale

Dizajn se temeljio na jeftinim vodootpornim električnim kutijama iz Lowesa i nekoliko držača koji su 3D štampani. Ostali dijelovi su relativno jeftini, osim pH jedinice iz DF Robot -a i ETape -a iz Adafruit -a. DF Robot prodaje svoju novu 3 voltnu verziju svog analognog pH senzora s jeftinijom pH sondom i vjerojatno ćete morati uložiti u skupu verziju ove za stalno uranjanje. Još nisam uključio ispitivač provodljivosti, ali ovo će vjerojatno biti nadogradnja nakon što vidim kako ovaj prolazi.

1. Dvije Lowes vodootporne električne kutije-s različitim priključcima za držanje ravnih i savijenih cijevi-10 USD

2. Standardni eTape senzor razine tekućine od 12 inča s plastičnim kućištem Adafruit -59 USD možete nabaviti bez plastičnog kućišta za 20 USD manje…

3. Adafruit HUZZAH32-ESP32 Feather Board-odlična ploča, 20 USD

4. Aiskaer 2 komada Bočno montiran spremnik za akvarij Bočno postavljen vodoravni prekidač za plivanje s tekućinom Nivo vode 4 USD

5. Mini relej Adafruit bez zatezanja FeatherWing

6. Lipo-baterija 5 USD (rezervno napajanje)

7. Par LED -a u različitim bojama

8. Vodootporni DS18B20 digitalni senzor temperature + dodaci 10 USD Adafruit

9. Gravitacija: Analogni pH senzor/komplet mjerača V2 DF Robot 39 USD-Industrijska pH sonda koštat će 49 USD više

10 Vodootporni, čvrsti metalni prekidač za uključivanje/isključivanje sa crvenim LED prstenom - 16 mm crveno za uključivanje/isključivanje 5 USD

11 Plastični elektromagnetni ventil za vodu - 12V - 3/4 (Nemojte uzimati 1/2 inča - ništa ne odgovara …)

12. Diymall 0.96 inčni žutoplavi I2c IIC serijski orijentirani LCD LED modul 5 USD

Korak 2: Povežite ga žicom

Samo slijedite Fritzing dijagram za ožičenje. Esp32 je montiran na foto ploču sa OLED ekranom na suprotnoj strani gdje bi bio okrenut prema maloj rupi u središnjem stražnjem dijelu kutije. LED diode su spojene na dva digitalna izlaza ESP -a. Jedan ukazuje na WiFi vezu, a drugi objavljuje je li relej uključen na izlaz vode. Lipo baterija je priključena na ulaz baterije na ploči. Sve ostale ploče (pH, relejna, Etape, jednožična temp., OLED) napajaju se od 3 volta na ploči. Uključivanje/isključivanje je spojeno na masu pomoću igle za omogućavanje na glavnoj ploči-LED se napaja bez veze na napajanje. ETape je definitivno nešto što treba pažljivo ispitati - na mojoj ploči snaga i tlo su obrnuti (CRVENO/CRNO) i čini se da je to slučaj s drugima koji su imali ovaj problem (pretražite ovaj problem na web stranici adafruits …) otpornik uključen u glavu treba pažljivo izmjeriti-nije onako kako je objavljeno. Nova ploča DH Robot sada radi s 3 V pa radi i s ESP32. A0 nije uspio raditi - ne uzima ulaze prije Wifi veze pa sam koristio druge analogne ulaze.

Korak 3: Izgradite ga

Sve se prilično uredno uklapa u glavnu kutiju. Dva stupa električnog vodova lijepo pristaju uz vodootporne bradavice na dnu. Oni podržavaju mjerne instrumente. Mogu se proizvoljno produžiti ili skratiti kako bi se kutija okačila više ili niže do nivoa vode-vaša jedina granica su dužina vaših spojnih žica koje moraju ući u kutiju. Ove cijevi trebaju biti zapečaćene na dnu silikonom. Instrumenti su ovješeni na 3D štampane konektore koji odgovaraju zakrivljenosti tijela etape i cijevi. Lako se podešavaju pomoću krilnih matica. Štampani su i posebni držači za pH sondu i jednožičnu temp. Sondu. Podrška za kutije za prekidače za kontrolu nivoa - vode takođe je 3D štampana. Ovi prekidači su vodootporni, dobro dizajnirani i jeftini. Čini se da su zatvoreni trska. Kutija je napunjena silikonom nakon što su pričvršćene uključenom maticom iznutra. Udaljenost između ovih prekidača će odrediti koliko je tekućine dopušteno unijeti prije isključivanja. Sve žice se provode kroz donji otvor, a zatim brtve silikonom. Žica sonde za pH dovedena je kroz gornji otvor jer će se najvjerojatnije često mijenjati. Prekidač za uključivanje/isključivanje je vruće zalepljen u položaj. Stalak za sigurno montiranje esp32 sa ekranom je 3D štampan. Mali okrugli plastični prozor bio je silikoniziran preko otvora na stražnjoj strani poklopca kako bi zaštitio OLED ekran od vode.

Korak 4: Datoteke 3D štampanja

Ovo su STL datoteke za sve povezane vlasnike i podršku. Svi su dizajnirani tako da odgovaraju funkcijama podrške. Kutija za solenoid mora se izmijeniti nakon ispisa za upravljačke portove za napajanje/relej i LED otvor na prednjoj strani.

Korak 5: Kontrola vode

Elektromagnetni napon od 12 V postavljen je u vlastito prilagođeno 3D štampano kućište koje je također uključivalo priključak za odvojeno napajanje i kontrolni vod sa ploče releja s perjem u glavnom kućištu. Takođe je uključivao i malu crvenu LED lampicu koja se palila kada je solenoid aktiviran. Obično vrtno crijevo može se spojiti s otvorima od 3/4 inča-nemojte dobiti raznolikost od 1/2 inča-teško ćete pronaći konektore….

Korak 6: Programirajte ga

Kôd je prilično jasan. On raspravlja nekoliko različitih potprograma i prijavljuje ih preko Blynk mreže. Ako ste radili s Blynkom prije nego što znate vježbu. Morate uključiti sav softver Blynk i ključ za povezivanje za vaš određeni mikrokontroler i stanicu za izvještavanje. Također morate dati vjerodajnice za svoju WiFi vezu. Sve to radi prilično lijepo i pruža zaista jednostavan način za izvještavanje o kompliciranim podacima bez puno posla. Morate postaviti niz Blynk posredovanih mjerača vremena za svaki izmjereni senzor. Oni se moraju pokrenuti i pokrenuti u zasebnoj potprogrami. Imam zasebne za pH, temperaturu, visinu vode i vrijeme dok magnetni ventil ostane otvoren-ovo je za provjeru je li voda predugo uključena bez punjenja spremnika-nije dobro. Podprogram visine vode samo uzima u prosjeku višestruko očitavanje s razdjelnika napona na eTapeu (vidi prethodnu napomenu-ovaj instrument je pogrešno ožičen iz tvornice …), a zatim ispravlja očitavanje pomoću karte i ograničava funkcije izvršene mjerenjima u vodi spremnik na visokim i niskim granicama trake. Potprogram pH bila je složenija. DH Robot je uključivao neki softver za inicijalizaciju, ali nikako ga nisam mogao natjerati da radi. Morat ćete uzeti neobrađena očitanja s A2 priključka s međuspremnicima na 4.0 i 7.0 (uključeni u komplet) i postaviti ih na "vrijednost kiseline" i "neutralna vrijednost" u gornjem odjeljku programa. Zatim će identificirati nagib i presjek y kako bi za vas izračunao sve sljedeće pH vrijednosti. PH će se morati ponovo kalibrirati na svaka 2 mjeseca da bi se provjerio. Podprogram temp je vaš standardni jednožični program. Jedina aktivnost u odjeljku void petlje je provjera statusa dva plovna prekidača kako bi se utvrdilo kada treba uključiti vodu i pokrenuti mjerač vremena.

Korak 7: Iskoristite ga

U prvim pokusima mašina je dobro radila-sa lako podesivim dometom za instrumente i kućištem otpornim na vodu za lakše postavljanje u okruženju koje se brzo mijenja. Morat će se vidjeti ako se razmak između dva prekidača za nivo vode pokaže odgovarajućim. Blynk okruženje je olakšalo izveštavanje i kontrolu pomoću mobilnog telefona. Direktna kontrola izlaznog releja putem telefona omogućava nadjačavanje sistema kada se pojave zastrašujuće situacije s razinom vode. Lakoća s kojom možete odmah pružiti kanalizirani izlaz na što je moguće više uređaja čini dijeljenje podataka s više ljudi besprijekornim. Budući interesi bit će automatiziranje opskrbe hranjivim tvarima, ispitivanje vodljivosti (poznati problemi s mjerenjem pH) i umrežavanje mreža s drugim čvorovima za mjerenje udaljenih lokacija u kompleksu za uzgoj.