Automatsko LED osvjetljenje za zasađeni akvarij pomoću RTC -a: 5 koraka (sa slikama)

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

Prije par godina odlučio sam postaviti zasađeni akvarij. Bio sam fasciniran ljepotom tih akvarija. Uradio sam sve što sam trebao učiniti prilikom postavljanja akvarija, ali sam zanemario jednu najvažniju stvar. Ta stvar je bila osvetljenje. Nekoliko dana je sve izgledalo u redu, ali tada su alge počele rasti posvuda u spremniku i biljke nisu išle baš najbolje. Težak je posao vratiti sve u normalu.

Sada, nakon mnogo godina, želim ponovo postaviti akvarij dajući važnost osvjetljenju. Istraživao sam na internetu i otkrio da je biljkama potrebno stalno izlaganje svjetlosti oko 10-12 sati dnevno. Također sam saznao da biljke više reagiraju na crveni i plavi spektar svjetlosti.

Trik je u tome da se što je moguće bliže simulira priroda unutar akvarija. Mogao sam ručno uključiti ili isključiti svjetla, ali zašto to ne bih automatizirao. Time se smanjuje ljudska greška. Odlučio sam napraviti LED sistem osvjetljenja koji se automatski uključuje i isključuje pomoću Arduina. Time je period osvjetljenja dosljedan, što je biljkama potrebno.

Moj tenk će imati poklopac na vrhu. Stoga sam odlučio montirati upravljačku ploču izvan spremnika jer je vlaga najveći neprijatelj elektronike.

Hajde da počnemo!

Korak 1: RTC - Sat u stvarnom vremenu

Plan je uključivanje i isključivanje LED dioda u određeno doba dana. LED diode se neće odmah uključiti na punu svjetlinu, već će za sat vremena doseći od nulte svjetlosti do pune svjetline. Ovo služi za simulaciju izlaska sunca. Isto vrijedi i za isključivanje LED dioda.

Posao davanja tačnog vremena obavlja sat u realnom vremenu ili RTC. Prednost korištenja RTC -a u odnosu na millis () je ta što se precizno vrijeme može dobiti direktno. Takođe, RTC modul ima svoju rezervnu bateriju. Dakle, čak i ako se Arduino isključi ili se resetira, vrijeme se ne gubi. To ga čini savršenim za našu primjenu.

Modul koji ću koristiti je DS3231 IIC sat u realnom vremenu. Koristi I2C sučelje za komunikaciju s Arduinom. Ja sam uzeo svoje odavde.

Hvala Rinky-Dinky Electronics-u na napornom poslu. Biblioteku za DS3231 preuzmite ovdje

Korak 2: LED diode i upravljački programi

Za zasađeni akvarij pravilo je 2 W po galonu. Moj je spremnik od 20 galona i koristit ću dvije LED diode od 10 W. Znam da je to polovina preporučenih vata, ali moj spremnik sjedi tik uz prozor i kroz njega prolazi puno svjetla. Testirat ću postavku nekoliko sedmica, pratiti rast biljaka i po potrebi dodati još LED dioda.

Koristim LED diode koje sam kupio na Ebayu sa temperaturom boje 6500K što je odlično za rast biljaka. Prema popisu, napon naprijed trebao bi biti 9-11V, a maksimalni naprijed oko 900mA. U skladu s tim naručio sam LED upravljačke programe.

Zašto koristiti upravljačke programe?

Ne živimo u savršenom svetu. Dakle, izlaz će uvijek biti manji od ulaza. Pa gdje je izgubljena moć? Pretvara se u toplotu. Isti je slučaj sa LED diodama. Poluvodič ima negativni temperaturni koeficijent (NTC) što znači da se s povećanjem temperature smanjuje njegov otpor. LED je također poluvodič. Kako temperatura raste, njegov otpor počinje opadati zbog čega se struja koja teče kroz nju povećava. Ovo dodatno povećava zagrijavanje. Ovo se nastavlja sve dok se LED ne ošteti. Stoga moramo ograničiti struju kako se ne bi povećala iznad zadane granice. Ovaj posao rade LED upravljački programi

Na testiranju sam otkrio da na 11V LED troši samo oko 350mA. To je čudno!

Postavljanje LED upravljačkog programa

Upravljački program je u osnovi uređaj koji daje konstantan izlazni napon sa sposobnošću ograničavanja struje. Na tržištu su dostupni različiti LED upravljački programi koji emituju konstantnu struju. Ako ste kupili isti koji sam ja kupio, sadržavat će 3 lonca za podešavanje. Zabrinuti smo samo za dva od njih. Prva služi za podešavanje napona, a posljednja se koristi za postavljanje granične vrijednosti struje. Slijedite korake za postavljanje:

1. Priključite 12V DC napajanje na pinove označene IN+ i IN-. Molimo provjerite polaritet.
2. Spojite multimetar na pinove označene sa OUT+ i OUT- i podesite multimetar da očitava napon.
3. Okrećite posudu za podešavanje napona dok multimetar ne očita nazivni napredni napon LED diode. U mom slučaju to je 9-11V. Odabrao sam 10.7V. (Nešto manje neće naštetiti).
4. Sada postavite multimetar u trenutni način čitanja. Struja će početi teći kroz nju. Okrećite posudu za podešavanje struje dok nazivna struja LED diode ne počne teći.
5. To je to! Sada na njega možete spojiti LED diodu.

Korak 3: Izrada LED ploče

Kao što je ranije spomenuto, odlučio sam upotrijebiti dvije LED diode od 10 W i četiri RGB LED trake koje sam postavio okolo. Traku ću koristiti za crvene i plave boje. Koristio sam aluminijski okvir (koji se najčešće koristi za izradu okvira za prozore i vrata) gotovo dužine mog akvarija. Otišao sam s aluminijskim okvirom koji služi kao hladnjak za LED diode. Hladnjaci su važni za LED diode velike snage jer rasipaju mnogo topline. Životni vijek LED dioda će se smanjiti u nedostatku iste. Kako je između njih šuplje, sve ožičenje može ostati skriveno i sigurno unutar njega.

Produžio sam sve LED veze na 6 priključaka na terminalu kao što je prikazano na slici. Ovo postaje lako povezati ploču s kontrolerom koji ćemo sljedeći proizvoditi.

Korak 4: Izrada kontrolera

Glavni cilj je uključiti i isključiti LED diode prema vremenu koje je postavio korisnik. Mozak kontrolera je Arduino Nano. Zašto samo kontrolirati rasvjetu? Budući da sam imao oko sebe releje, po potrebi ću ih koristiti za uključivanje ili isključivanje nekih uređaja poput filtera, pumpe za zrak, grijača itd. Dodao sam 12V DC računarski ventilator za ventilaciju.

Dostupan je prekidač za izbor između ručnog i automatskog načina rada. U slučaju da moramo pristupiti akvarijumu nakon što se LED diode isključe noću, prekidač se može postaviti u ručni položaj, a zatim se svjetlinom LED -a može upravljati pomoću lonca.

Koristio sam ULN2803 Darlington Transistor Array IC za kontrolu releja i ventilatora. Ovaj IC je općenito poznat kao relejni upravljački program.

Shema izgradnje je priložena ovdje. Prilagođena PCB ploča učinit će da izgleda uredno i profesionalno.

Odlučio sam koristiti razvodnu kutiju kao kućište za kontroler jer ima unaprijed izbušene rupe za montažu i pokrovnu ploču. Zalijepio sam maticu u svakom utoru pomoću epoksidnog ljepila. Isto sam uradio i na suprotnoj strani. Ovo osigurava da je PCB čvrsto pričvršćen vijcima. Napravio sam male otvore na dnu kutije kako je prikazano na slici za kabel za napajanje i žice koje idu do LED ploče.

Korak 5: Vrijeme je za neki kod

Nakon što ste izradili kontrolnu ploču, vrijeme je da počne raditi! Ovdje preuzmite skicu i otvorite je u Arduino IDE -u. Ovdje obavezno preuzmite i instalirajte biblioteku za DS3231.

Postavljanje RTC -a

1. Umetnite dugmastu bateriju tipa 2032.
2. Otvorite DS3231_Serial_Easy iz primjera kao što je prikazano.
3. Dekomentirajte tri retka i unesite vrijeme i datum kao što je prikazano na slici.
4. Prenesite skicu na Arduino i otvorite serijski monitor. Postavite brzinu prijenosa na 115200. Trebali biste moći vidjeti vrijeme koje se osvježava svakih 1 sekundu.
5. Sada isključite Arduino i ponovo ga uključite nakon nekoliko sekundi. Pogledajte serijski monitor. Trebalo bi prikazivati u stvarnom vremenu.

Gotovo! RTC je postavljen. Ovaj korak mora biti učinjen samo jednom da biste postavili datum i vrijeme.

Prije postavljanja

• Postavite vrijeme početka LED dioda.
• Postavite vrijeme zaustavljanja LED dioda.
• Postavite vrijeme početka rada ventilatora.
• Postavite vrijeme zaustavljanja ventilatora.

Napomena: Vrijeme je u 24-časovnom formatu. U skladu s tim podesite vreme

Kao što je ranije spomenuto, LED diode se neće uključiti do pune svjetline. Na primjer, ako postavite vrijeme početka LED -a na 10:00 sati, LED diode će se polako UKLJUČITI i postići punu svjetlinu do 11:00 sati te će ostati konstantne dok ne dođe vrijeme zaustavljanja. Ovo služi za simulaciju izlaska i zalaska sunca. Crvena i Plava LED dioda su konstantne. Oni ostaju potpuno UKLJUČENI tokom cijelog vremena.

To je sve što morate postaviti. Otpremite kôd na Arduino. Ne morate se sjetiti uključivanja i isključivanja svjetla u akvariju!

Ne mogu ga snimiti iz stvarnog akvarijuma u koji će biti postavljen jer ga još nisam postavio. Ažurirat ću upute čim se sve postavi!

Nadam se da ste uživali u izradi. Napravite sami i zabavite se! Uvijek postoji prostor za poboljšanje i mnogo toga za naučiti. Dođite do vlastitih ideja.

Nakon mnogo godina ponovo ću početi sa zasađenim akvarijima. Nisam stručnjak u ovoj oblasti. Slobodno komentirajte sve prijedloge vezane za konstrukciju. Hvala vam što ste ostali do kraja.