Automaattinen LED -valaistus istutetulle akvaarioon RTC: tä käyttäen: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Pari vuotta sitten päätin perustaa istutetun akvaarion. Olin kiinnostunut näiden akvaarioiden kauneudesta. Tein kaiken, mitä minun piti tehdä akvaarion perustamisen aikana, mutta laiminlyöin yhden tärkeimmän asian. Asia oli valaistus. Kaikki näytti hyvältä muutaman päivän, mutta sitten levät alkoivat kasvaa kaikkialla säiliössä, eikä kasvit voineet hyvin. On vaikeaa saada kaikki normaaliksi.

Nyt monien vuosien jälkeen haluan perustaa akvaarion uudelleen valaistukselle. Tein tutkimusta Internetistä ja huomasin, että kasvit tarvitsevat jatkuvaa valolle altistumista noin 10-12 tuntia päivässä. Huomasin myös, että kasvit reagoivat enemmän punaisen ja sinisen valon spektriin.

Temppu on simuloida luonto mahdollisimman tarkasti akvaarion sisällä. Olisin voinut kytkeä valot käsin päälle tai pois päältä, mutta miksi en automatisoi sitä. Tämä vähentää inhimillistä erehdystä. Joten päätin tehdä LED -valaistusjärjestelmän, joka syttyy ja sammuu automaattisesti Arduinolla. Tämä tekee valaistusjaksosta johdonmukaisen, mitä kasvit tarvitsevat.

Tankkini päällä on kansi. Joten päätin asentaa ohjauskortin säiliön ulkopuolelle, koska kosteus on elektroniikan suurin vihollinen.

Aloitetaan!

Vaihe 1: RTC - reaaliaikainen kello

Suunnitelma on kytkeä LED -valot päälle ja pois päältä tiettynä ajankohtana. LEDit eivät syty täyteen kirkkauteen heti, vaan sen sijaan heijastuu nollasta kirkkauteen tunnissa. Tämä simuloi auringonnousua. Sama koskee LED -valojen sammuttamista.

Tarkan ajan antamisesta vastaa reaaliaikainen kello tai RTC. RTC: n käytön etuna millisekuntiin () verrattuna on se, että tarkka aika voidaan saada suoraan. Lisäksi RTC -moduulissa on oma akku. Joten vaikka Arduino on sammutettu tai se nollataan, aika ei häviä. Tämä tekee siitä täydellisen sovellukseemme.

Moduuli, jota käytän, on DS3231 IIC Real Time Clock. Se käyttää I2C -rajapintaa kommunikoidakseen Arduinon kanssa. Sain omani täältä.

Kiitos Rinky-Dinky Electronicsille kovasta työstä. Lataa DS3231 -kirjasto täältä

Vaihe 2: LEDit ja ohjaimet

Istutetussa akvaariossa peukalosääntö on 2 wattia gallonaa kohti. Omani on 20 gallonan säiliö ja käytän kahta 10 watin LEDiä. Tiedän, että se on puolet suositelluista watteista, mutta säiliöni istuu ikkunani vieressä ja sen läpi tulee paljon valoa. Testaan asetuksia muutaman viikon ajan, seuraan kasvien kasvua ja lisään tarvittaessa lisää LED -valoja.

Käytän Ebayssa ostettuja LED -valoja, joiden värilämpötila on 6500K, mikä on hyvä kasvien kasvulle. Luettelon mukaan eteenpäin menevän jännitteen tulisi olla 9-11 V ja suurin eteenpäin noin 900 mA. Tilasin LED -ohjaimet vastaavasti.

Miksi käyttää ohjaimia?

Emme elä täydellisessä maailmassa. Siksi lähtö on aina pienempi kuin tulo. Joten missä on menetetty voima? Se muuttuu lämmöksi. Sama koskee LED -valoja. Puolijohteella on negatiivinen lämpötilakerroin (NTC), mikä tarkoittaa, että lämpötilan noustessa sen vastus pienenee. LED on myös puolijohde. Kun sen lämpötila nousee, sen vastus alkaa laskea, minkä vuoksi sen läpi virtaava virta kasvaa. Tämä lisää lämmitystä entisestään. Tämä jatkuu, kunnes LED on vaurioitunut. Siksi meidän on rajoitettava virtaa niin, että se ei nouse asetetun rajan yläpuolelle. Tämän työn suorittavat LED -ohjaimet

Testauksessa huomasin, että 11 V: n LED -valo vetää vain noin 350 mA. Tuo on outo!

LED -ohjaimen asentaminen

Ajuri on pohjimmiltaan laite, joka tarjoaa vakiolähtöjännitteen virranrajoituskyvyllä. Markkinoilta on saatavana erilaisia LED -ohjaimia, jotka tuottavat jatkuvaa virtaa. Jos olet ostanut saman kuin minä, se sisältää 3 kattilaa säätöä varten. Olemme huolissamme vain kahdesta heistä. Ensimmäinen on jännitteen säätö, ja viimeistä käytetään virtarajan asettamiseen. Määritä se seuraavasti:

1. Kytke 12 V: n tasavirtalähde IN+ ja IN- merkittyihin nastoihin. Tarkista napaisuus.
2. Liitä yleismittari OUT+ ja OUT- merkittyihin nastoihin ja aseta yleismittari lukemaan jännite.
3. Käännä jännitteen säätöastiaa, kunnes yleismittari lukee LEDin nimellislähtöjännitteen. Minun tapauksessani se on 9-11V. Valitsin 10,7V. (Vähemmän vähemmän ei haittaa).
4. Aseta nyt yleismittari nykyiseen lukutilaan. Virta alkaa virrata sen läpi. Käännä virran säätöastiaa, kunnes LED -nimellisvirta alkaa virrata.
5. Se siitä! Voit nyt liittää siihen LED -valon.

Vaihe 3: LED -paneelin valmistus

Kuten aiemmin mainitsin, päätin käyttää kahta 10 watin LED -valoa ja neljää RGB -LED -nauhaa, jotka olin asettanut ympärilleni. Käytän nauhaa punaisen ja sinisen väreissä. Käytin alumiinirunkoa (jota käytetään yleisimmin ikkuna- ja ovikehysten valmistamiseen) lähes akvaarioni pituiseksi. Käytin alumiinikehystä, koska se toimii ledien jäähdytyselementtinä. Jäähdytyselementit ovat tärkeitä niin suuritehoisille LED -valoille, koska ne poistavat paljon lämpöä. LEDien käyttöikä lyhenee ilman niitä. Koska se on ontto välissä, kaikki johdot voivat jäädä piiloon ja turvallisiksi sen sisällä.

Laajensin kaikki LED -liitännät kuuteen liittimeen kuvan mukaisesti. Tämä helpottaa paneelin liittämistä ohjaimeen, jonka teemme seuraavaksi.

Vaihe 4: Ohjaimen tekeminen

Päätavoitteena on kytkeä LED -valot päälle ja pois päältä käyttäjän asettaman ajan mukaan. Ohjaimen aivot ovat Arduino Nano. Miksi vain ohjata valaistusta? Koska minulla oli joitain releitä paikallaan, käytän niitä tarvittaessa joidenkin laitteiden, kuten suodattimen, ilmapumpun, lämmittimen jne. Kytkemiseen päälle tai pois päältä. Lisäsin 12 V DC -tietokoneen tuulettimen tuuletuksen aikaansaamiseksi.

Käytettävissä on kytkin manuaalisen ja automaattisen tilan välillä. Jos meidän on päästävä kalasäiliöön sen jälkeen, kun LEDit on sammutettu yöllä, kytkin voidaan kääntää manuaaliseen asentoon ja sitten LEDien kirkkautta voidaan säätää potilla.

Käytin releiden ja tuulettimen ohjaamiseen ULN2803 Darlington Transistor Array IC: tä. Tämä IC tunnetaan yleisesti releohjaimena.

Rakennuksen kaavio on liitetty tähän. Mukautettu piirilevy saa sen näyttämään siistiltä ja ammattimaiselta.

Päätin käyttää kytkentärasiaa ohjaimen kotelona, koska siinä on esiporatut reiät asennusta varten ja peitelevy. Liimasin mutterin jokaiseen aukkoon epoksiliimalla. Tein saman vastakkaisella puolella. Tämä varmistaa, että piirilevy pidetään tukevasti ruuveilla. Tein pienet aukot laatikon pohjaan, kuten kuvassa näkyy virtakaapelille ja LED -paneeliin meneville johtimille.

Vaihe 5: Aika koodille

Ohjainkortin valmistamisen jälkeen on aika saada se toimimaan! Lataa luonnos liitteenä tästä ja avaa se Arduino IDE: ssä. Varmista, että lataat ja asennat tähän liitetyn DS3231 -kirjaston.

RTC: n asettaminen

1. Aseta 2032-tyyppinen nappiparisto paikalleen.
2. Avaa DS3231_Serial_Easy esimerkeistä kuvan osoittamalla tavalla.
3. Poista 3 rivin kommentit ja syötä kellonaika ja päivämäärä kuvan osoittamalla tavalla.
4. Lataa luonnos Arduinolle ja avaa sarjamonitori. Aseta siirtonopeudeksi 115200. Sinun pitäisi nähdä aika, joka päivittyy jatkuvasti 1 sekunnin välein.
5. Irrota nyt Arduino ja kytke se uudelleen muutaman sekunnin kuluttua. Katso sarjamonitoria. Sen pitäisi näkyä reaaliajassa.

Tehty! RTC on perustettu. Tämä vaihe on tehtävä vain kerran päivämäärän ja kellonajan asettamiseksi.

Ennen lataamista

• Aseta merkkivalojen alkamisaika.
• Aseta LED -valojen pysäytysaika.
• Aseta puhaltimen käynnistymisaika.
• Aseta tuulettimen pysäytysaika.

Huomautus: Aika on 24 tunnin muodossa. Aseta aika sen mukaan

Kuten aiemmin mainittiin, LEDit eivät syty täyteen kirkkauteen. Jos esimerkiksi asetat LED -aloitusajaksi kello 10.00, LEDit syttyvät hitaasti ja saavuttavat täyden kirkkautensa klo 11.00 asti ja pysyvät vakiona, kunnes pysäytysaika saavutetaan. Tämä simuloi auringonnousua ja -laskua. Punainen ja sininen LED -valo palavat jatkuvasti. Ne pysyvät täysin päällä koko ajan.

Se on kaikki mitä sinun on asetettava. Lähetä koodi Arduinolle. Nyt sinun ei tarvitse muistaa kytkeä akvaarioiden valoja päälle ja pois päältä!

En voi saada joitakin kuvia siitä varsinaisesta kalasäiliöstä, johon se asennetaan, koska en ole vielä asettanut sitä. Päivitän ohjeen heti, kun olen saanut kaiken valmiiksi!

Toivottavasti nautit rakentamisesta. Tee se itse ja pidä hauskaa! Aina on parantamisen varaa ja paljon opittavaa. Keksi omia ideoitasi.

Aloitan uudelleen istutetuilla akvaarioilla monien vuosien jälkeen. En ole tämän alan asiantuntija. Voit vapaasti kommentoida rakentamiseen liittyviä ehdotuksia. Kiitos kun jaksoit loppuun asti.