سیستم کنترل رطوبت و دما برای تراریوم: 11 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

معرفی:

این دستورالعمل برای توسعه سیستم کنترل رطوبت و دما با استفاده از Arduino Uno است. این سیستم از یک رطوبت و دما برای ضد آب برای نظارت بر پارامترهای محیطی و یک آردوینو Uno متصل به رله های 5 ولت برای کنترل فعال سازی یک مرطوب کننده و یک فن خنک کننده استفاده می کند. یک سیستم ثانویه با استفاده از ساعت در زمان واقعی (RTC) ، طراوت روزانه هوای مرطوب را تضمین می کند و امکان برنامه ریزی رطوبت و سرمایش برنامه ریزی شده را فراهم می کند. اندازه گیری رطوبت و دما بر روی صفحه LCD نمایش داده می شود.

کاربرد این دستگاه کنترل پارامترهای محیطی برای گیاهان گرمسیری است. در این حالت ، این گیاهان رطوبت بیشتری را ترجیح می دهند (معمولاً بالای 70)) و به دمای بالاتر (30-35 درجه سانتیگراد) حساس هستند. با توجه به تعدیل دما از سیستم تهویه مطبوع ساختمان من ، می توانم اطمینان دهم که دما از آستانه مشخص شده (20 درجه سانتیگراد) پایین نمی آید. در این مورد ، اثر گلخانه ای بیشتر نگران کننده است بنابراین خنک کننده باید علاوه بر مرطوب سازی نیز اجرا شود.

احتیاط:

این ساخت شامل کار با برق است. برای جلوگیری از برق گرفتگی و شوک اقدامات احتیاطی خاصی را انجام دهید. برای جلوگیری از ایجاد شورت یا اتصالات ضعیف ، سیم کشی را با دقت بیشتری انجام دهید.

در حالی که این سیستم به گونه ای طراحی شده است که با دستگاه های 120 ولت سازگار باشد ، برای استفاده در سیستم های جریان قوی در نظر گرفته نشده است. اصلاحات ساده به چنین سیستمی اجازه می دهد که شامل رله هایی برای توان بیشتر ، سیستم خنک کننده و غیره شود. مجموع جریان فعلی را به حداکثر 10 آمپر ترکیبی برای همه دستگاه های متصل محدود کنید.

اصلاح:

این سیستم را می توان برای افزودن پارامترهای کنترل اضافی مانند بخاری اصلاح کرد. علاوه بر این ، می توان آن را بدون سیستم کنترلی فعال با استفاده از هوای مرطوب به صورت برنامه ریزی شده اجرا کرد. این عامل بستگی زیادی به انواع موجوداتی دارد که در تراریوم رشد می کنند.

مخزن:

برنامه ، نمودارها و مدلهای چاپ سه بعدی را نیز می توانید در GitHub Here پیدا کنید.

تدارکات

کنترل کننده

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • رله 1x 2 یا 4 کانال 5V 10A (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x پروب دما و رطوبت ضد آب SHT 20 I2C (RobotShop SEN0227)
  • ماژول LCD 1x I2C 16x2 (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • 1x Data Logger Shield با ماژول RTC یا RTC (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • 1x Screw Terminal Shield برای Arduino Uno (اختیاری ، RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • سیم فرش 3x 120V 2-Prong (از 3-Prong نیز می توان استفاده کرد ، مطمئن شوید که آنها می توانند 10A [1200W] یا بیشتر را تحمل کنند)
  • 1x Project Box حداقل 7 "x5" x3 "(RadioShack، ASIN B0051YSCGO)
  • 1x برد PCB یا تخته نصب برای جعبه
  • 1 برابر کابل USB a/b
  • 1 عدد آداپتور شارژر دیواری USB (120 ولت)

رطوبت ساز

• • 1x Homasy Cool Mist Humidifier (ASIN B07RZSBSHJ)
  • لوله تخلیه 1x 5/8 "x 6" PVG Pump Pump (یا لوله مشابه 3/4 "تا 5/8" ، LOWES #814327)
  • اتصالات PVC پیوند PVC زن 3/4 اینچی (LOWES #23850)
  • 2x 3/4 "پیچ مردانه به زن PVC آرنج اتصالات PVC (LOWES #126822)
  • اتصالات PVC آرنج خروجی 1x 3/4 اینچ (LOWES #315496)
  • 1x 3/4 "آداپتور آبیاری دوار مرد به زن (LOWES #194629)

فن خنک کننده

• • 1x فن کامپیوتر 12 ولت
  • آداپتور برق 1x 12V 1A
  • اتصال دهنده 1x 12V مرد+زن 2.1x5.5MM آداپتور برق دوشاخه برق

قطعات کوچک

• • 20 برابر کابل بلوز
  • 4 برابر غدد کابل (PH7)
  • 3x 22-10 AWG Wire Nuts
  • 12 برابر کشیدگی و پیچ و پیچ و مهره
  • پیچ و پیچ 6x M3-0.5 یا UNC 4-40
  • 4 پیچ (برای اتصال تخته نصب به جعبه پروژه)
  • سه قلاب مکنده جام

ابزارها

• • استریپر سیم
  • پیچ گوشتی (اندازه های مختلف)
  • مته
  • ابزار روتاری (اختیاری)
  • چاپگر سه بعدی (اختیاری)

برنامه

این برنامه را می توانید در این صفحه یا در GitHub Here پیدا کنید

مرحله 1: مدار Adruino را سیم کشی کنید

این مرحله برای راه اندازی و اتصال قطعات الکترونیکی است. در این حالت ، تمام نیازهای سیم کشی شده Arduino UNO ، SHT 20 و فقط قطعات اتصال آردوینو به رله ها است. *توجه داشته باشید ، اتصال سیمهای فرعی 120V نیازی به انجام فعلی ندارد.

Wire ARDUINO

1. اجزای ذکر شده در Supplies تحت CONTROL SYSTEM را جمع آوری کنید.

2. Arduino Uno را مطابق شماتیک موجود (سیم) وصل کنید. هنوز رله را وصل نکنید.

   • صفحه Datalogger:

     در بالای Arduino Uno متصل شوید

   • سپر ترمینال پیچ:

     سمت Analog را به Analog از صفحه Datalogger در Arduino Uno وصل کنید

   • SHT 20:

     • قرمز تا 3.3 ولت
     • سبز به GND
     • مشکی تا A5
     • سفید تا A4

   • صفحه LCD I2C 16x2:

     • SCL تا A5
     • SDA تا A4
     • GND به GND
     • VCC تا 5V

   • رله 4 کانال (من از IN3 و IN4 از یک رله 4 کانال استفاده کردم ، این می تواند برای IN1 و IN2 روی یک رله نیز کار کند):

     • VCC تا 5V
     • GND به GND
     • در 3 تا پین 7
     • در 4 تا پین 8
3. اگر از محافظ پایانه پیچ استفاده می کنید ، می توانید از 5V و GND برای اتصال مستقیم به صفحه استفاده کنید تا 2 پین در ورودی یکسان وارد نشود.
4. صفحه یا پروب SHT 20 را می توان به دیگر ورودی SDA SCL موجود در Arduinos در بالای ورودی AREF متصل کرد. توجه داشته باشید که همه سپرها این را روی خود ندارند.

مرحله 2: برنامه Arduino و Check را انجام دهید

این مرحله برای بررسی این است که آیا همه اجزا کار می کنند و آیا برنامه مطابق برنامه اجرا می شود.

برنامه ARDUINO

1. با استفاده از رایانه ، Arduino IDE را که در اینجا یافت می شود بارگیری کنید.
2. آردوینو را با استفاده از آداپتور USB a/b به رایانه وصل کنید.
3. برنامه آردوینو را از اینجا یا در این صفحه بارگیری کنید.
4. نرم افزار را در Arduino بارگذاری کنید (مطمئن شوید که پورت COM مناسب را انتخاب کرده اید یا بارگذاری نمی شود).

الکترونیک را بررسی کنید

1. بررسی کنید که برنامه اجرا شود و همه اجزا به درستی خوانده شوند.

   1. رطوبت را می توان با قرار دادن سنسور در نزدیکی دستگاه بخور روشن روشن کرد.

      • در رطوبت زیر 70، ، رله باید روشن شود ، اغلب با صدای کلیک و چراغ روی رله (وابسته به مدل) نشان داده می شود.
      • در رطوبت بالای 85 it باید خاموش شود ، که اغلب با یک کلیک دیگر و خاموش شدن چراغ نشان داده می شود.

   2. درجه حرارت را می توان با نگه داشتن پروب به درستی در دستان خود برای افزایش دما کنترل کرد.

      به طور مشابه ، در دمای بالای 30 درجه سانتیگراد ، رله فن باید روشن شود

   3. توجه داشته باشید ، کاوشگر حدود 6 ثانیه تاخیر دارد تا تغییرات محیطی را گزارش دهد.

2. اطمینان حاصل کنید که صفحه نمایش رطوبت دما را با عدد مناسب محیط می خواند.

   شما می توانید رطوبت و دمای فعلی خود را با استفاده از سنسور دیگری یا بر اساس آب و هوای محلی تخمین بزنید

مرحله 3: ایجاد Project Box و Mount Electronics

اکنون می توان جعبه پروژه را ساخت و قطعات الکترونیکی را نصب کرد تا بعداً در جعبه قرار گیرد.

جعبه پروژه

1. برای جعبه پروژه ، 4 سوراخ باید حفر شود:

   • سیم ورودی 120 ولت
   • ورودی سنسور SHT20
   • خروجی برای کنترل رطوبت
   • خروجی برای کنترل دما

2. سوراخ ها را می توان در هر مکانی قرار داد. در این جعبه نمونه آنها به شرح زیر قرار گرفتند:

   • ورودی 120 ولت - بالا در سمت راست در مرکز.
   • ورودی SHT 20 - سمت چپ در مرکز.
   • خروجی کنترل رطوبت - درست به سمت بالا در مرکز.
   • خروجی کنترل دما - راست به پایین در مرکز.

3. با یک مته 11.5 میلی متری سوراخ ها را علامت گذاری و سوراخ کنید.

   توجه: از یک مته 7/16 اینچی می توان استفاده کرد و سپس آن را سنباده زنی کرد تا بتوان آن را در غده بزرگ کرد

4. کلاهک و مهر و موم را از روی هر غده بردارید و بقیه پیچ و مهره را به بدن وصل کنید.

نصب و راه اندازی

1. از قطعه ای از پلاستیک ، تخته نصب یا یک تخته نمونه برای برش در جعبه استفاده کنید.
2. سوراخ هایی ایجاد کنید که با سوراخ های نصب شده در جعبه مطابقت داشته باشد.
3. وسایل الکترونیکی خود را (Arduino Uno with Shields and Relay) طوری قرار دهید که روی برد قرار گیرد.
4. سوراخ ها را علامت زده و با اندازه مته مناسب مته کنید.
5. با استفاده از هدرهای دلخواه ، Arduino و Relays را به برد وصل کنید (شکل)

مرحله 4: راه اندازی جعبه الکترونیکی پروژه

این مرحله بر قرار دادن همه اجزا در جعبه پروژه متمرکز است تا سیم کشی نهایی انجام شود.

ARDUINO و RELAY را اضافه کنید

1. سنسور SHT 20 و صفحه را با دقت جدا کنید.
2. پانل نصب را در جعبه قرار دهید (شکل). هنوز آن را خراب نکنید.

کابل های آماده

1. سیمهای فرمت خود را به طول دلخواه برش دهید.

   • شما 1 ورودی شاخه خواهید داشت که داخل جعبه می ماند. این برای تغذیه آردوینو و سایر دستگاههایی است که می توان بعداً به آنها اضافه کرد (یعنی فن ، مبدل قدرت و غیره).
   • 2 عدد از این ورودی های شاخ برای تغذیه هر یک از مرطوب کننده و دستگاه خنک کننده استفاده می شود. شما می توانید آنها را به هر اندازه که می خواهید بسازید ، اما من آنها را نزدیک دستگاه نگه می دارم تا سیم ها در همه جا آویزان نشوند.
   • با استفاده از 1 عدد از این سیم های فرعی ، انتهای سیم را برای تغذیه دستگاه ذخیره می کنید. اگر سیم زنده روی سیم نشان داده شده است از آنها استفاده کنید (اغلب آنها دارای نوار هستند ، نگران نباشید اگر سیم شما این را دارد ، فقط سازماندهی را آسان تر می کند).
2. انتهای سیم برق و سه ورودی برق را جدا کنید.
3. برای جلوگیری از ترک خوردن ، انتهای جدا شده را بچرخانید (شکل ، شکل).
4. درپوش و واشر لاستیکی را روی دوشاخه ، 2 خروجی رله و پروب SHT 20 قرار دهید.

افزودن کابل

کابل ها را می توان به غدد نصب شده روی جعبه اضافه کرد (شکل). هنوز آنها را به هم نزنید

مرحله 5: سیم کشی رله

برای این قسمت ، من سیم کشی دقیق تری را وارد کردم ، زیرا ممکن است مشکل باشد. این همان سیم کشی است که شماتیک در مرحله 2 مشاهده شده است (شکل).

رله سیم کشی

1. دو سیم شل را با استفاده از یک پیچ گوشتی برای بستن سیم به هر یک از ورودی های مشترک (C) دو رله وصل کنید (شکل).

   • این معمولاً ورودی مرکزی رله است و اغلب به عنوان C یا خط عمودی تعیین می شود.
   • سیم ها ممکن است نیاز به برش داشته باشند تا از مناسب بودن آنها اطمینان حاصل شود.
   • مطمئن شوید مس تقریباً در معرض دید قرار نگرفته باشد ، تناسب آن محکم باشد و سیمهای فرسوده ای در حال آویزان شدن نباشند.
   • ممکن است مجبور شوید تخته را کمی بیرون بیاورید تا سیمها وارد شوند.

2. انتهای زنده سیم را از 2 ورودی برق به قسمت معمولاً باز (NO) رله وصل کنید (شکل).

   این شبیه مرحله بالا است ، اما این خروجی با خطی که زاویه دار است (مانند سوئیچ که به سیم معمولی متصل نیست) تعیین می شود

3. با اتصال تمام سیم های زنده به یکدیگر شروع کنید. (این مربوط به بزرگتر از دو سیم است و اغلب با چند نوار روی سیم یا سیم سیاه نشان داده می شود.) کابل های اتصال به هم عبارتند از:

   • سیم مستقیم از دوشاخه
   • سیم مستقیم از ورودی دوشاخه برای تغذیه آردوینو استفاده می شود
   • 2 سیم جدا شده
4. سیم ها را به هم بچرخانید و با یک درپوش پیچ آن را ببندید.

5. تمام سیمهای خنثی را به یکدیگر وصل کنید.

   • سیم خنثی از دوشاخه
   • سیم خنثی خروجی برای تغذیه آردوینو استفاده می شود
   • سیمها را از هر دو خروجی برق برگردانید
6. سیم ها را به هم بچرخانید و با یک درپوش پیچ (شکل) را بپوشانید.

7. اطمینان حاصل کنید که همه درپوش پیچ محکم هستند و از بین نمی روند.

   • اگر درپوش پیچ به خوبی جا نیفتاد ، از درپوش سایز متفاوت استفاده کنید.
   • متناوباً ، سیمها را می توان همزمان 2 وصل کرد و از سیم اضافی برای پرش آنها به یکدیگر استفاده کرد

ATTACH SHT20

1. در SHT20 به برد پیچ بچرخانید.

   در صورت عدم استفاده از تخته پیچ ، سیم ها را می توان به سیم های بلوز فشار داد و/یا به سیم های بلوز متصل کرد

غده های سفت شده

1. هر یک از درپوش های غده را در اطراف سیمها محکم کنید

   برای از بین بردن لکه ها می توان سیم ها را کمی کشید ، اما همیشه مطمئن شوید که کمی شل شده اند

مرحله 6: تنظیمات جعبه کنترل جعبه

این مرحله این است که صفحه را در بالای جعبه نصب کرده و اجزای پرینت سه بعدی را اضافه کنید تا تمیز به نظر برسد.

برای LCD یک سوراخ بسازید

1. مکانی برای نصب صفحه روی درب پیدا کنید.

   این پروژه آن را در سمت چپ 1 اینچی از بالا و سمت چپ قرار داد

2. صفحه و محل سوراخ ها را پیدا کنید.
3. با استفاده از Dremel یا تیغ تیغه ، قسمت مستطیلی شکل را برای قرار دادن صفحه برش دهید.
4. با استفاده از مته مناسب سوراخ هایی را برای صفحه ایجاد کنید.

افزودن اجزای چاپ سه بعدی (اختیاری)

1. چاپ 2 فایل STL شامل:

   • قاب برای LCD برای پنهان کردن هرگونه ناهماهنگی در برش (قاب صفحه نمایش LCD 16x2 (یکپارچهسازی با سیستمعامل).stl).
   • لوگو برای رسمی جلوه دادن آن (Humidi_Control_Logo.stl).
2. پس از چاپ ، 2 قسمت چاپ شده را روی درب هر کجا که می خواهید قرار دهید.
3. با استفاده از مته مناسب سوراخ های صفحه را برای صفحه علامت گذاری کنید.
4. در صورت تمایل رنگ کنید.

اتصال صفحه

1. با استفاده از پیچ و مهره های کوچک (M3 برای این کار خوب است) پیچ روی صفحه با پیچ در جلو و صفحه از پشت. در صورت استفاده از قاب ، این قسمت را از جلو وصل کنید (شکل).
2. لوگو را وصل کنید و پیچ (اختیاری) اضافه کنید (شکل).
3. از محکم بودن همه پیچ ها و پیچ ها اطمینان حاصل کنید.

مرحله 7: جعبه سیستم کنترل را تمام کنید

در این مراحل راه اندازی جعبه پروژه با سیستم کنترل در داخل به پایان می رسد.

قدرت دادن و بستن

1. برای افزودن اتصال برق خود به آردوینو از ورودی سیم کشی که در داخل جعبه قرار داده شده استفاده کنید.

   من دوست دارم از USB استفاده کنم تا بتوانم به راحتی آن را باز کرده و سیم را بگیرم تا دوباره برنامه ریزی شود

2. جعبه را روشن کنید تا مطمئن شوید همه اتصالات کار می کنند.
3. تخته نصب را با پیچ های مناسب پیچ کنید.
4. قسمت بالای جعبه را با استفاده از پیچ های کیت جعبه پروژه پیچ کنید.

اکنون سیستم کنترل کامل شده است. مراحل بعدی افزودن یک مرطوب کننده و یک فن خنک کننده است.

مرحله 8: تنظیم رطوبت ساز

این برای راه اندازی یک سیستم رطوبت پایه با استفاده از یک مرطوب کننده اولتراسونیک تجاری است

رطوبت ساز

1. با استفاده از قطعات PVC ، آنها را به حاشیه ای که در شکل دیده می شود وصل کنید

   • اتصال PVC 3/4 اینچی زن به زن را به آرنج پیچ PVC مرد به زن وصل کنید.
   • آن آرنج پیچ را به یک زانوی پیچ دیگر وصل کنید تا یک زاویه درست ایجاد شود.
   • آداپتور آبیاری مرد به زن را به انتهای پیچ آرنج پیچ اضافه کنید.
   • آرنج PVC خروجی جانبی را به انتهای آداپتور آبیاری وصل کنید.

2. لوله را اندازه گیری کرده و به طول دلخواه برش دهید

   • این طول باید از بالای تراریوم تا وسط مرطوب کننده باشد.
   • لکه های بسیار کمی در خط وجود دارد و باید تا آنجا که ممکن است عمودی باشد. هر گونه حلقه یا مناطقی که آب را جمع آوری می کند لوله را مسدود کرده و از جریان ذرات کوچک آب جلوگیری می کند.
   • در مورد این راه اندازی ، لوله ها دارای خطوطی در قسمت پای ثابت بوده و سه پا کار کرده است.

3. لوله را به قسمت PVC وصل کنید

   در این حالت ، از مجرای صفراوی 5/8 اینچی استفاده می شود که به خوبی در اتصال 3/4 اینچ قرار می گیرد

4. درپوش سفید خروجی مرطوب کننده را بردارید
5. لوله را به داخل خروجی فشار دهید تا به راحتی جا بیفتد.
6. قسمت لوله PVC را داخل تراریوم قرار دهید تا در امتداد لبه قرار گیرد. قطعات PCV را می توان کم و بیش پیچ کرد تا بتوان عرض لبه تراریوم را در خود جای داد.

مرحله 9: تنظیم فن خنک کننده

این یک فن خنک کننده اضافه می کند تا در صورت لزوم دما را از طریق خنک کننده جابجایی کاهش دهد

فن خنک کننده

1. سیمهای خروجی فن کامپیوتر را به آداپتور دوشاخه 12 ولت متصل کنید.

2. با استفاده از 2 فنجان مکش ، آنها را طوری قرار دهید/خم کنید که در سوراخ های فن بنشینید (شکل).

   فن باید کمی به سمت پایین زاویه داشته باشد تا هوا را از محیط بیرون بکشد تا ساکنان خنک شوند

مرحله 10: اتصال آن و بررسی آن

این آخرین مرحله برای نهایی شدن سیستم کنترل است!

MOUNT SHT 20

1. با استفاده از حلقه مکنده ، SHT 20 را به بالای تراریوم وصل کنید (شکل).

   از نظر تئوری ، گرادیان آب در هوا باید به سمت پایین تراریوم کمترین باشد زیرا در آنجا جایی است که با هوای اتاق مخلوط می شود. در این مورد ، می توان مطمئن بود که بقیه تراریوم در رطوبت یا کمی بالاتر از رطوبت اندازه گیری شده توسط سنسور قرار دارد

در همه چیز وصل کنید

1. سیستم کنترل را به پریز وصل کرده و مطمئن شوید که از برق استفاده می کند و به درستی خوانده می شود
2. دستگاه مرطوب کننده را به خروجی کنترل رطوبت وصل کنید.
3. فن را به خروجی کنترل دما وصل کنید.

تست

سیستم را با تنظیم محیط اطراف سنسور آزمایش کنید تا مطمئن شوید که رله ها در صورت نیاز روشن/خاموش می شوند. برای اطلاعات بیشتر به مرحله 2 مراجعه کنید

مرحله 11: کلمات پایانی

کلمات نهایی

سیستم راه اندازی شده است و باید خوب باشد. همانطور که قبلاً گفته شد ، سیستم ماژولار است به این دلیل که همه چیز را می توان به راحتی تنظیم یا اصلاح کرد تا هرگونه نیاز را برآورده کند. بسیار مهم است که به خاطر داشته باشید که این سیستم هوشمند نیست: نمی داند که خرابی وجود دارد یا فقط همه چیز را روشن یا خاموش می کند. سیستم باید دائماً بررسی شود تا از وجود آب کافی در دستگاه بخور اطمینان حاصل شود که خط مسدود نشده است ، سنسور رطوبت هنوز کار می کند و غیره. به طور کلی ، این سیستم باید در همان سطح سیستم های کنترل تجاری عمل کند و بیشتر باشد. کاربردی ، سازگار و مقرون به صرفه. از ساختمان لذت ببرید.