Hydroponics -ohjain: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Hieno organisaatio nimeltä Seeds of Change täällä Anchorage, Alaska, on auttanut nuoria aloittamaan tuottavan kaupan. Se käyttää suurta pystysuoraa hydroponian kasvatusjärjestelmää muunnetussa varastossa ja tarjoaa työpaikkaa kasvienhoidon oppimiseen. He olivat kiinnostuneita IOT -järjestelmästä, joka auttaa automatisoimaan vedenhallinnan. Tämä ohje on pääasiassa dokumentoida vapaaehtoistyöni pyrkiä rakentamaan edullinen ja laajennettava mikrokontrollerijärjestelmä auttamaan heitä.

Suuret vesiviljelykasvatustoiminnot ovat tulleet ja menneet viime vuosien aikana. Tämän liiketoiminnan konsolidointi on leimannut vaikeuksia tehdä siitä kannattavaa. Sinun on automatisoitava kuin hullu kaikin keinoin saadaksesi hienoja salaattipusseja myymään voittoa. Nämä pystysuorat yksiköt eivät tuota mitään todellisia kaloreita-kasvatat pohjimmiltaan kauniisti pakattua vettä-joten sinun on myytävä se hinnalla. Tämä vedenkestävä säädettävä yksikkö on rakennettu hallitsemaan pääsäiliön vedenpintaa ja mittaamaan jatkuvasti sen syvyyttä, ph ja lämpötilaa. Päälaite toimii ESP32 Featherwing -laitteella ja raportoi havainnoistaan verkon kautta puhelimesi blynk -sovellukseen seurantaa ja sähköpostiviestejä tai tekstivaroituksia varten, jos asiat menevät hämmentäviksi.

Vaihe 1: Kerää materiaalit

Suunnittelu perustui Lowesin halpoihin vedenkestäviin sähkölaatikoihin ja muutamaan 3D-tulostettuun pidikkeeseen. Loput osat ovat suhteellisen halpoja lukuun ottamatta DF Robotin pH -yksikköä ja Adafruitin ETapetta. DF Robot myy uuden 3 voltin version analogisesta pH -anturistaan halvemmalla pH -anturilla, ja sinun on todennäköisesti investoitava tämän kalliiseen versioon jatkuvaan upottamiseen. En sisällyttänyt vielä johtavuustestiä, mutta tämä tulee todennäköisesti päivitykseen sen jälkeen, kun olen nähnyt kuinka tämä toimii.

1. Kaksi jengiä vettä hylkivää sähkörasiaa Lowesilta-erilaisilla liittimillä suorien ja taivutettujen putkien pitämiseksi-10 dollaria

2. 12 Normaali eTape -nestetason anturi muovikotelolla Adafruit -59 dollaria, saat tämän ilman muovikoteloa 20 dollarilla vähemmän …

3. Adafruit HUZZAH32-ESP32 Feather Board-loistava lauta. 20 dollaria

4. Aiskaer 2 -osainen sivulle asennettu akvaariosäiliö Sivulle asennettu vaakasuora neste kellukytkin Veden taso 4 dollaria

5. Adafruutin ei-lukittuva minirele FeatherWing

6. Lipo-akku 5 dollaria (virta takaisin)

7. Pari LED -valoa

8. Vedenpitävä DS18B20 Digitaalinen lämpötila -anturi + lisävarusteet 10 dollaria Adafruit

9. Painovoima: Analoginen pH-anturi/mittarisarja V2 DF -robotti 39 dollaria-Teollinen pH-anturi maksaa 49 dollaria enemmän

10 vedenpitävää kestävää metallista päälle/pois -kytkintä punaisella LED -renkaalla - 16 mm punainen päälle/pois 5 dollaria

11 Muovinen veden magneettiventtiili - 12V - 3/4 (älä saa 1/2 tuumaa - se ei sovi mihinkään …)

12. Diymall 0,96 tuuman keltainen sininen I2c IIC -sarjan oled -LCD -LED -moduuli 5 dollaria

Vaihe 2: Johdotus

Seuraa vain johdotuksen Fritzing -kaaviota. Esp32 asennettiin valokuvataululle, jonka OLED-näyttö oli vastakkaisella puolella, jossa se olisi pientä reikää kohdelaatikon keskiosassa. LEDit liitettiin kahteen ESP: n digitaalilähtöön. Toinen ilmaisee WiFi -yhteyden ja toinen ilmoittaa, onko rele kytketty veden ulostuloon. Lipo -akku on kiinnitetty levyn akkutuloon. Kaikki muut levyt (pH, rele, Etape, yksijohtiminen lämpötila, OLED) saavat kaikki virran levyn 3 voltista. Päälle/pois päältä on kytketty maahan emolevyn käyttötappi-LED saa virtansa NO-liitännästä. ETape on ehdottomasti tarkasteltava huolellisesti - taulullani virta ja maadoitus kääntyivät päinvastaiseksi (PUNAINEN/MUSTA), ja näin näyttää olevan muilla, joilla on ollut tämä ongelma (etsi tätä ongelmaa adafruits -verkkosivustolta …) myös pään sisältämä vastus on mitattava huolellisesti-se ei ole julkaistu. Uusi DH -robottilevy toimii nyt 3 V: n kanssa ja toimii näin ESP32: n kanssa. A0: n toiminta ei onnistunut - ei ota tuloja ennen Wifi -yhteyttä, joten käytin muita analogisia tuloja.

Vaihe 3: Rakenna se

Kaikki mahtuu siististi päälaatikkoon. Kaksi napaista sähköjohtoa sopii hyvin vedenpitävistä nänneistä pohjassa. Nämä tukevat mittauslaitteita. Ne voidaan tehdä mielivaltaisesti pidemmiksi tai lyhyemmiksi, jotta laatikko ripustetaan korkeammalle tai alemmalle vedenpinnalle-ainoat rajoituksesi ovat laatikkoon menevien liitäntäjohtojen pituus. Nämä putket on suljettava pohjalla silikonilla. Instrumentit on ripustettu 3D -tulostetuista liittimistä, jotka vastaavat etape -rungon ja putken kaarevuutta. Niitä on helppo säätää siipimuttereilla. Tulostettiin myös erityiset pidikkeet pH-anturille ja yksijohtimiselle lämpötila-anturille. Taso - vedenohjauskytkimien laatikko oli myös 3D -painettu. Nämä kytkimet ovat vedenpitäviä, hyvin suunniteltuja ja halpoja. Ne näyttävät olevan suljettuja reed -kytkimiä. Laatikko täytettiin piillä sen jälkeen, kun ne oli kiinnitetty mukana toimitetulla mutterilla. Näiden kytkimien välinen etäisyys määrittää, kuinka paljon nestettä päästetään sisään ennen sulkemista. Kaikki johdot johdetaan alemman aukon läpi ja suljetaan sitten silikonilla. PH -koetinlanka syötettiin sisään ylemmän aukon kautta, koska se vaihdetaan todennäköisesti usein. Virtakytkin oli liimattu kuumaan paikkaan. Teline, jolla esp32 voidaan kiinnittää turvallisesti näytöllä, tulostettiin 3D -painikkeella. Pieni pyöreä muovi -ikkuna silikonoitiin takakannen aukon päälle OLED -näytön suojaamiseksi vedeltä.

Vaihe 4: 3D -tulostustiedostot

Nämä ovat STL -tiedostot kaikille liittyville haltijoille ja tuille. Nämä kaikki on suunniteltu sopimaan tukitoimintoihin. Solenoidilaatikko on muutettava tulostamisen jälkeen virta-/releohjausportteja ja LED -reikää varten.

Vaihe 5: Vedenhallinta

12 voltin solenoidi sijoitettiin omaan 3D -painettuun koteloonsa, joka sisälsi myös portin erilliselle virralle ja ohjauslinjan pääkotelon höyhenrelekortilta. Se sisälsi myös pienen punaisen ledin, joka syttyi, kun solenoidi aktivoidaan. Säännöllinen puutarhaletku voi muodostaa yhteyden 3/4 tuuman aukkoihin-älä hanki 1/2 tuuman valikoimaa tästä-sinulla on vaikeuksia löytää liittimiä….

Vaihe 6: Ohjelmoi se

Koodi on melko suoraviivainen. Se kilpailee pari eri aliohjelmaa ja raportoi ne Blynk -verkon kautta. Jos olet työskennellyt Blynkin kanssa ennen kuin tiedät poran. Sinun on sisällytettävä kaikki Blynk -ohjelmistot ja liitäntäavain omalle mikro -ohjaimellesi ja raportointiasemallesi. Sinun on myös annettava kirjautumistiedot Wifi -yhteydellesi. Kaikki toimii melko kauniisti ja tarjoaa todella helpon tavan ilmoittaa monimutkaisista tiedoista tekemättä paljon työtä. Jokaiselle mitatulle anturille on määritettävä sarja Blynk -välittämiä ajastimia. Nämä on käynnistettävä ja suoritettava erillisessä aliohjelmassa. Minulla on erilliset pH, lämpötila, veden korkeus ja aika, jolloin magneettiventtiili pysyy auki-tämä on tarkistaa, onko vesi liian kauan ilman säiliön täyttämistä-ei hyvä. Vedenkorkeuden aliohjelma ottaa vain keskimäärin useita lukemia eTapen jännitteenjakajalta (katso edellinen huomautus-tämä laite on kytketty väärin tehtaalta …) ja korjaa sitten lukema kartalla ja rajoitustoiminnoilla, jotka on tehty mittaamalla vedessä säiliön ylä- ja alarajoilla. PH -aliohjelma oli monimutkaisempi. DH Robot sisälsi joitakin ohjelmistoja alustamiseen, mutta en saanut sitä toimimaan ollenkaan. Sinun on otettava raaka lukemat A2 -portista puskureilla 4,0 ja 7,0 (sisältyy pakkaukseen) ja asetettava ne "happoarvoon" ja "neutraaliin arvoon" ohjelman yläosassa. Se tunnistaa sitten kaltevuuden ja y -leikkauksen, joka laskee kaikki seuraavat pH -arvot puolestasi. PH on kalibroitava uudelleen samalla tavalla noin kahden kuukauden välein sen tarkistamiseksi. Lämpötila-aliohjelma on tavallinen yksijohdinohjelma. Ainoa toiminto tyhjäsilmukkaosassa on tarkistaa kahden kellukytkimen tila sen määrittämiseksi, milloin vesi kytketään päälle ja ajastin käynnistetään.

Vaihe 7: Käytä sitä

Ensimmäisissä kokeissa kone toimi hyvin-sillä instrumenttien toiminta-alue oli helposti säädettävissä ja vedenkestävä kotelo helpotti asennusta nopeasti muuttuvassa ympäristössä. Se on nähtävä, jos kahden vedenpinnan kytkimen välinen etäisyys osoittautuu riittäväksi. Blynk -ympäristö teki raportoinnin ja hallinnan matkapuhelimella helposti. Lähtöreleen suora ohjaus puhelimitse mahdollistaa järjestelmän ohittamisen pelottavien vedenpinnan tilanteiden sattuessa. Helppous, jolla voit välittää välittömän kanavoidun lähdön mahdollisimman monelle laitteelle, tekee tietojen jakamisesta saumattomasti useiden ihmisten kanssa. Tulevaisuuden kiinnostuksen kohteena ovat ravinteiden saannin automatisointi, johtavuustestaus (tunnetut ongelmat pH -mittauksessa) ja verkkoverkko muiden solmujen kanssa kasvukompleksin etäsijaintien mittaamiseksi.