سیستم مانیتورینگ و کنترل گلخانه هیدروپونیک: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

در این دستورالعمل ، من به شما نحوه ساخت یک سیستم نظارت و کنترل گلخانه هیدروپونیک را نشان خواهم داد. من اجزای انتخاب شده ، نمودار سیم کشی نحوه ساخت مدار و طرح آردوینو که برای برنامه ریزی Seeeduino Mega 2560 استفاده می شود را به شما نشان خواهم داد. همچنین در پایان چند فیلم ارسال می کنم تا نتیجه نهایی را ببینید.

ورودی ها:

DHT11

خروجی ها:

• پمپ آب
• پمپ هوا
• 2 طرفدار
• نوار چراغ LED
• صفحه نمایش LCD 4x20

عملکرد:

• پمپ هوا و آب به یک عملکرد قطع خارجی متصل است که توسط یک سوئیچ SPDT کنترل می شود. این به کاربر اجازه می دهد بدون نیاز به بستن کل مدار ، محلول مغذی یا سیستم آبیاری را با سیستم آبیاری تغییر دهد. این مهم است زیرا وقتی تمام مدار را خاموش می کنید ، زمان روشن شدن چراغ بازنشانی می شود.
• چراغ ها با توابع ساده ریاضی کنترل می شوند که به کاربر اجازه می دهد تعیین کند که چقدر می خواهد چراغ ها روشن و خاموش باشند.
• فن ها توسط دما کنترل می شوند. من رله را طوری برنامه ریزی کرده ام که در هر زمان که سنسور بالای 26 درجه سانتیگراد خوانده شود ، فن ها را روشن کرد. و در هر زمان زیر دمای 26 درجه سانتیگراد خاموش باشید.

احساس می کنم باید ذکر کنم که این پروژه هنوز در حال پیشرفت است. در پایان تابستان ، من قصد دارم یک pH ، حساسیت الکتریکی و حسگر DO را نصب کنم (زیرا اینها برای نظارت صحیح یک سیستم هیدروپونیک ضروری هستند). بنابراین اگر از آنچه می بینید خوشتان می آید ، در طول تابستان به طور پراکنده دوباره بررسی کنید تا پیشرفت من را بررسی کنید!

** به روز رسانی (1/30/19) ** کد این پروژه اکنون از طریق فایل Greenhouse_Sketch.txt در دسترس است. (در انتهای بخش 4 قرار دارد

مرحله 1: انتخاب قطعات

عکس نمایش داده شده برای مرحله 1 نشان می دهد ؛ جزء ، مدل ، شرکت ، عملکرد و قیمت.

به احتمال زیاد می توانید این اجزا را با قیمت ارزان تری از طریق آمازون یا منابع دیگر پیدا کنید. من فقط این اطلاعات را از منبع هر جزء جمع آوری کردم ، زیرا من همزمان صفحات مشخصات را نیز جمع آوری می کردم.

*** ویرایش ***

به تازگی متوجه شدم که 2 برابر تخته نان را برای لیست قطعات خود کنار گذاشته ام. اینها نسبتاً ارزان هستند و می توان آنها را از طریق آمازون یا تقریباً در هر خرده فروش قطعات خریداری کرد.

مرحله 2: سیم کشی مدار

در عکسهای نشان داده شده برای مرحله 2 ، نمودار سیم کشی و همچنین ساختار فیزیکی مدار را خواهید دید. در این مرحله لحیم کاری کاملی انجام شد تا از اتصالات محکم به رله و همچنین سوئیچ و چراغهای قطع کننده اطمینان حاصل شود.

اگر با راه اندازی یک جزء مشکل دارید ، به یاد داشته باشید که DMM بهترین دوست شما در این مرحله است. ولتاژ یک جزء را به طور موازی و جریان را از طریق یک جزء به صورت سری بررسی کنید. دریافتم که بررسی اجزا توسط DMM بسیار سریعتر از تلاش برای بازگرداندن سیم کشی من به دنبال دلیل عدم کارکردن چیزی است.

توجه: متوجه خواهید شد که من از سپر MicroSD در بالای Seeeduino Mega 2560 خود استفاده کردم. این مورد برای این پروژه لازم نیست مگر اینکه بخواهید داده ها را ضبط کنید (که من هنوز برای آنها برنامه ریزی نکرده ام).

مرحله 3: ساخت گلخانه هیدروپونیک

اندازه گلخانه شما واقعاً به شما بستگی دارد. بهترین چیز در مورد این پروژه این است که تنها چیزی که برای ساخت آن در مقیاس بزرگتر نیاز دارید سیم های بلندتر است! (و پمپ آب با سر بیش از 50 سانتی متر)

چارچوب پایه گلخانه از چوب LOWE ساخته شده است و من از لوله PVC انعطاف پذیر و سیم مرغ برای ایجاد قاب قاب استفاده کردم. (عکس 1)

از یک ورق پلاستیکی ساده برای پوشاندن کاپوت و ایجاد یک اکوسیستم جدا شده برای گیاهان استفاده شد. از دو طرفدار سری برای انتقال هوا به داخل گلخانه استفاده شد. یکی برای بیرون کشیدن هوا و دیگری برای بیرون کشیدن هوا. این کار برای خنک کردن هرچه سریعتر گلخانه و شبیه سازی نسیم انجام شد. فن ها طوری برنامه ریزی شده اند که وقتی DHT11 دما را اندازه می گیرد یا = تا 26 *C باشد. این مورد در قسمت طرح آموزش قابل نمایش است. (عکس 2)

سیستم هیدروپونیک شامل یک لوله PVC 3 اینچی با دو سوراخ 2 اینچی است که از قسمت بالای آن برای گلدان های مشبک بریده شده است. فاصله آنها 3 اینچ است تا هر گیاه فضای کافی برای ریشه زایی و رشد را داشته باشد. برای تامین محلول مغذی گیاهان از سیستم قطره ای استفاده شد و یک سوراخ 1/4 اینچی از کف PVC بریده شد تا امکان ایجاد آب برای بازگشت به مخزن زیر. پمپ های هوا و آب هر دو به یک سوئیچ وقفه متصل هستند که آنها را از یک خلأ دوم که به موازات حلقه اصلی خالی حرکت می کند ، کنترل می کند. این کار به این منظور انجام شد تا بتوانم پمپ ها را برای تغییر محلول مواد مغذی بدون تأثیر بر بقیه سیستم خاموش کنم. (عکس 3 ، 4 و 5)

یک نوار چراغ LED به قسمت بالای کاپوت متصل شده و از طریق تقویت کننده RBG به رله وصل شده است. چراغ روی تایمر روشن است که توسط عبارات "اگر" و "اگر دیگر" کنترل می شود. در برنامه نویسی من خواهید دید که آنها طوری برنامه ریزی شده اند که هر 15 ثانیه روشن و خاموش شوند. این فقط برای تظاهرات است و باید با توجه به یک چرخه نور معمولی برای شرایط بهینه رشد تغییر کند. همچنین ، برای شرایط واقعی رشد ، توصیه می کنم از یک چراغ رشد واقعی به جای نوار LED ساده ای که در پروژه کلاس خود استفاده کردم استفاده کنید. (عکس 6)

مرحله 4: برنامه نویسی در آردوینو

عکس 1: راه اندازی کتابخانه ها و تعاریف

• timer_off_lights طولانی امضا نشده = 15000

  اینجاست که تعیین می کنیم چراغ های LED را خاموش کنیم. در حال حاضر چراغ ها طوری برنامه ریزی شده اند که تا رسیدن به این زمان روشن شوند. برای استفاده واقعی ، توصیه می کنم چرخه نور مورد نظر را برای گیاهی که می خواهید رشد کنید بررسی کنید. مثال: اگر می خواهید چراغ شما 12 ساعت روشن باشد ، این زمان را از 15000 به 43200000 تغییر دهید

هیچ تغییر دیگری در این بخش از برنامه مورد نیاز نیست

عکس 2: تنظیم void

در این بخش نیازی به تغییر نیست

عکس 3: حلقه خالی

• else if (time_diff <30000)

  از آنجا که چراغ ها در ابتدا برنامه ریزی شده اند و 15 ثانیه در برنامه خاموش می شوند. 30000 به عنوان محدودیت زمان اندازه گیری عمل می کند. چراغها خاموش می مانند تا زمان 30000 برسد و سپس دوباره به 0 بازنشانی می شود ، بنابراین چراغها دوباره روشن می شوند تا دوباره به 15000 برسد. 30000 باید به 86400000 تغییر کند تا یک چرخه 24 ساعته را نشان دهد

• اگر (t <26)

  این جایی است که برنامه به طرفداران می گوید خاموش بمانند. اگر دمای گیاهان شما متفاوت است ، 26 را متناسب با نیاز خود تغییر دهید

• else if (t> = 26)

  این جایی است که برنامه به طرفداران می گوید روشن بمانید. این 26 را به همان عددی که عبارت قبلی را به آن تغییر داده اید تغییر دهید

عکس 4: StopPumps خالی

این خلاء ثانویه است که در ابتدای این دستورالعمل ذکر شد. هیچ تغییری لازم نیست ، به سادگی به پین های متصل می گوید که وقتی سوئیچ SPDT از موقعیت اصلی خود خارج شد ، چه کار کنند.

مرحله 5: فیلم هایی که عملکرد سیستم را نشان می دهند

فیلم 1:

پمپ هوا و آب را که توسط سوئیچ کنترل می شود نشان می دهد. همچنین می توانید نحوه تغییر چراغ های LED روی رله با پرتاب کلید را مشاهده کنید.

فیلم 2:

با مشاهده Serial Monitor ، می بینیم که چراغها پس از شروع برنامه روشن می شوند. با فرارسیدن فاصله زمانی از آستانه 15000 میلی ثانیه ، چراغ ها خاموش می شوند. همچنین ، با فرارسیدن time_diff از آستانه 30000 میلی ثانیه ، می توانیم تنظیم مجدد time_diff را به صفر برسانیم و چراغ ها دوباره روشن شوند.

فیلم 3:

در این ویدئو می بینیم که دما فن ها را کنترل می کند.

فیلم 4:

فقط یک قدم زدن در اطراف گلخانه

جایزه بزرگ در مسابقه حسگرها 2016