مدیریت نیروگاه خورشیدی با ESP32: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

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

پرورش گیاهان سرگرم کننده است و آبیاری و مراقبت از آنها واقعا دردسری نیست. برنامه های میکروکنترلر برای نظارت بر سلامت آنها در سراسر اینترنت وجود دارد و الهام بخش طراحی آنها از طبیعت استاتیک گیاه و سهولت نظارت بر چیزی است که در اطراف کار نمی کند و عرق نمی کند. من نسبت به رشد گیاهان تازه کار هستم و به نظر می رسید راهنماهای موجود در اینترنت با معنی خوب نوشته شده اند اما نه انواع مهندسی. دوستی که از او پرسیدم "چقدر به آنها آب می دهم …" پاسخ داد تنها راه این است که گیاه را تمیز کنید و اگر احساس کردید سبک است به آن آب بدهید. او در "رشد" بسیار خوب است. چسباندن انگشت به خاک واقعاً کمک چندانی نمی کند. اکثر دستورالعمل ها از یک کاوشگر رطوبت خاک ارزان قیمت استفاده می کنند که مستعد انواع مختلف خرابی است-بارزترین آنها نادرستی و خوردگی است.

مرور ادبیات نشان می دهد که خاک می تواند تا 40 water آب باشد و اندازه گیری آن به ابزارهای نسبتاً گران قیمت نیاز دارد. کاوشگرهای ارزان قیمت به هدایت آب متکی هستند که با نمک های محلول و عوامل دیگر متفاوت است. در بالا گرافیکی از ظرف خاک با وزن 2 هفته و سپس گرم شدن اجاق گاز تا 300 برای حذف تمام آبهای چسبیده تهیه شده است. چهل درصد از کل خاک را آب تشکیل می دهد و در ده روز گرم خورشید مستقیم 75 درصد از این آب را با سرعت نسبتاً خطی از دست داده است. بنابراین میزان صحیح رطوبت چقدر است؟ به عوامل مختلفی بستگی دارد ، اما هنگام ساخت این دستگاه یک سرنخ خوب این است که گیاه خود را با دقت به اندازه ای که فکر می کنید مناسب است آب دهید و آن را روی دستگاه قرار دهید که وزن آن را با دقت اندازه گیری می کند و سپس در محدوده تعیین شده در صورت نیاز آب اضافه می کند. این طرح می تواند برای آویزان کردن سبدهای گیاهی و سیستم های آب تحت فشار اصلاح شود.

دستگاه باید با انرژی خورشیدی کار می کرد ، با منبع آب خود مختار بود ، بر روی آب خود با اعلان به وب نظارت می کرد ، هنگام استفاده از دستگاه برای به حداقل رساندن قدرت می خوابید و وزن پایه و تعداد آبیاری و سایر اطلاعات بین خواب را به خاطر می آورد. چرخه ها ESP32 جدید کاندید مناسبی برای مغز به نظر می رسید.

مرحله 1: وسایل خود را جمع آوری کنید

این دستگاه از دو کاشی سرامیکی 12 اینچی BigBox در یک قاب آلومینیومی ساخته شده است که یک مخزن آب را ساندویچ می کند. قطعات الکترونیکی در یک جعبه الکتریکی پلاستیکی در پشت محکم شده اند. مخزن آب دارای یک شلنگ خروجی از یک پمپ محصور و واحد حسگر است که به ته مخزن چسبیده است و گیاه را تغذیه می کند. پرتوهای سلول بار از یک تیر متقاطع در بالای واحد.

1. Arrow Home Products 00743 2 ظرف گالن نوشیدنی باریک در Clear

2. uxcell 5Pcs 5.5V 60mA Poly Mini Solar Cell Panel Module DIY

3. Gikfun Metal Ball Tilt Shaking Position Switch برای آردوینو

4. Uxcell a14071900ux0057 10 کیلوگرم آلومینیوم آلیاژ آلومینیوم مقیاس بار سلول بار

5. Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board

6. ماژول سنسورهای ماژول تبدیل وزن بار سنگین وزن HX711 ماژول تبلیغاتی برای آردوینو

7. Adafruit Latching Mini Relay FeatherWing

8. ماژول شارژر سلولی لیتیوم TP4056 با حفاظت از باتری

9. ECEEN USB Pump Mini Submersible Water Pumping for Aquarium Hydroponic Powered via USB USB 3.5-9V

10. باتری لیپو 18650 با نگهدارنده باتری

مرحله 2: جعبه را بسازید

قاب جعبه از زاویه آلومینیومی BigBox 1 اینچی ساخته شده است. شما ایده کلی را از تصاویر دریافت می کنید و جمع آوری آن چندان دشوار نیست. فریم ها بر اساس کاشی های مربع شکل طراحی شده اند که قسمت جلویی و پشتی واحد را تشکیل می دهند. کاشی ها با چسب سیلیکون به صورت قاب آلومینیومی نگه داشته شده اند. ابعاد بخش مرکزی به اندازه مخزن آب شما بستگی دارد. دهانه مخزن به گونه ای طراحی شده است که می توانید آن را به راحتی از واحد خارج کرده و از بالا دوباره پر کنید. سیم ها و لوله هایی که مخزن را وصل می کنند باید به اندازه کافی بلند بوده و در قسمت عقب پیچ خورده باشند.

محل قرارگیری پنل های خورشیدی به طراحی بستگی دارد. من قصد داشتم از چند صفحه گرد برای نمای "تاس" استفاده کنم ، اما روی مربع ها قرار گرفتم زیرا بهترین ترکیب ولتاژ و جریان را ایجاد کردند. من قصد ندارم به جزئیات اتصال چندین پنل خورشیدی بپردازم ، اما برای کارکرد مدار شارژر به حداقل 5.5 ولت نیاز دارید. همه این پانل ها به طور موازی به هم متصل شده اند تا آمپر را افزایش دهند. سوراخ های کاشی و سرامیک با دقت با یک الماس سوراخ شده اند-مطمئن شوید که از آب به عنوان خنک کننده برای این کار استفاده می کنید وگرنه بیت را خراب می کنید. این سوراخ ها فقط باید چند دقیقه طول بکشد. از مقادیر مناسب چسب سیلیکون برای نگه داشتن صفحات و سیم های داخل کاشی در محل خود استفاده کنید.

سلول بار بسیار منطقی است و در وزن های مختلف رتبه بندی می شود. من از تنوع 10 کیلوگرمی استفاده کردم اما اگر قصد دارید کار کاشت سنگین انجام دهید ، بر این اساس برنامه ریزی کنید. مانند سایر دستورالعمل های من: https://www.instructables.com/id/Bike-Power-Pedal-IoT/ این لودسل ها باید از طرف پشتی خود با سوراخ های پیچ 4 و 5 میلی متری پیچ دار به بیرون نصب شوند. در این حالت یک قطعه آلومینیومی متقاطع بین دو تکیه گاه کاشی و سرامیک یک سر لودسل را نگه می دارد. دیگری از سکوی سیلیکون آلومینیومی مسطح که به جام زهکشی گیاه چسبیده است ، پشتیبانی می کند. در مورد سیم های این بچه ها بسیار مراقب باشید-آنها بسیار شکننده هستند و در صورت قطع شدن در نزدیکی مبدأ آنها ، تقریباً غیرممکن است. برای حفظ یکپارچگی خود با چسب داغ یا سیلیکون زیاد بروید.

مرحله 3: نگهدارنده پمپ/خالی سوئیچ را بسازید

پمپ از یک رله از باتری لیپو تغذیه می کند و با ولتاژ محدود خوب است ، اما شما نمی توانید از ارتفاع حدود 2 فوت تجاوز کنید مگر اینکه از یک تقویت کننده قدرت برای افزایش ولتاژ استفاده کنید. پمپ در واقع یک چمپ است ، نیازی به پرایمینگ ندارد ، ضد آب است و یک سر آن یک پریز USB دارد. با خشک شدن خوب عمل نمی کند ، سوئیچ پر/خالی مخزن به سادگی یک سوئیچ شیب است که من آن را در سیلیکون تمیز کردم تا ضد آب شود و سپس به یک میله آلومینیومی برای پمپ و یک لاستیک شناور شناور وصل کردم. اردک لاستیکی باید مستقیماً به میله آلومینیومی متصل شود تا کشش سوئیچ های شیب را از بین ببرد. هنگامی که مخزن آب دارد ، اردک شناور است و سوئیچ را کج می کند-به زمین کوتاه می شود و به فرمان ها اجازه می دهد رله و پمپ را تغذیه کنند. همچنین این داده ها را به وب ارسال می کند و در صورت نیاز به آب یک توئیت برای شما ارسال می کند. پمپ سیلیکونی است که به این ساختار نگهدارنده چسبانده شده و در انتهای مخزن آب چسبانده شده است.

مرحله 4: ساختن وسایل الکترونیکی

Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board یک میکروکنترلر نسبتاً جدید است و در این کمک کننده گیاهی خوش فکر بسیار خوب عمل می کند. مزیت این برد در مقایسه با 8266 قدیمی تر ، توانایی خواب بهتر آن است (ظاهراً سالها به جای یک ساعت یا بیشتر…) توانایی آن در به خاطر سپردن آنچه در بین چرت زدن یاد گرفته است (تنظیم مجدد 8266 از زمین صفر …) و مصرف برق کمتر. هنگام چرت زدن و سنجاق بیشتر. Andreas Spiess بزرگ Youtuber جزئیات تغییرات در کد را ایجاد می کند تا ESP32 وزن مناسب را انجام دهد و اگر می خواهید درباره نحوه عملکرد جزئیات بیشتر بدانید ، باید ویدیوی او را تماشا کنید. مثال خواب از Arduino IDE نیز برای این نرم افزار استفاده و اصلاح شد.

نمودار Fritzing تمام اتصالات سیم کشی را با دقت به شما نشان می دهد. اجزاء تخته های مورف را مونتاژ کرده و سپس به هم وصل کردند. باتری لیپو استاندارد 18650 ارزان شما در سورتمه خود است. صفحه شارژر TP4056 است که آندریاس می گوید در این نقش شارژ خورشیدی بسیار کارآمد است. دکمه روشن/خاموش با LED داخلی نیرو را به کل سیستم و همچنین اتصال رله معمولی که پمپ را تغذیه می کند می فرستد. برد رله یک برد پرپر رله چفت کننده Adafruit است که روی 3 ولت کار می کند. آمپر HX711 از طریق Adafruit تغذیه می شود و تا دو پین روی برد آن متصل می شود.

همه قطعات در یک جعبه پلاستیکی الکتریکی بیرونی که در قسمت پایین باز شده است روی هم چیده شده اند تا جریان هوا را مسدود کرده اما باران را مسدود کند. ESP32 را در بالا قرار دهید تا برنامه نویسی و نظارت سریال با خاموش بودن جلد امکان پذیر باشد.

مرحله 5: نرم افزار

"loading =" تنبل"

استفاده از دستگاه ساده است. هنگامی که LED روشن می شود ، کلید چشمک می زند تا زمانی که یک گیاه گلدانی که به میزان مورد نظر آبیاری شده است روی سکو قرار گیرد. پس از تثبیت وزن ، رایانه این وزن اولیه را به خاطر می آورد و هر ساعت یا هر بازه زمانی وزن جدید گیاهان را مقایسه می کند و یا آن را با آب اضافی پمپ شده تصحیح می کند یا وزن جدید و سایر اطلاعات را به Thingspeak گزارش می دهد و سپس به خواب می رود. نمودارهای بالا بازده محصول گیاه گوجه فرنگی را که در ارتفاع حدود 2 فوت در آفتاب کامل رشد می کند ، در مدت سه روز نشان می دهد. رشد گیاه در طول زمان بدیهی است که وزن گلدان را تحت تأثیر قرار می دهد و باید با انجام مجدد مقداردهی اولیه پس از مدتی که بر اساس حجم رشد گیاه تعیین می شود ، جبران شود. سازگاری نرم افزاری اضافی امکان تجزیه و تحلیل خودکار حداکثر و حداقل تحمل آب و نیاز گیاهان را با غرق شدن در گلدان تا زمانی که وزن دیگر تغییر نکرده و سپس شیب کاهش وزن آب را در طول زمان اندازه گیری می کند ، می دهد. این بستگی به نوع خاک ، آب و هوا و ساختار گیاه و ریشه دارد. الگوریتم های اضافی آبیاری بر اساس ارزیابی داده های Thingspeak را می توان تطبیق داد. معایب وزن به جای نگهداری گیاهان سنسور رسانا نیاز به وزن یک منطقه آبیاری محدود است ، اما دستگاه های کاشت هوشمند مانند این ارزان هستند ، به راحتی شبکه می شوند و کنترل می شوند و به روش OCD عجیب و غریبی در اینترنت دنبال می شوند.

مرحله 7: دوباره انجام دهید

بله ، این دستگاه به خوبی طراحی شده تا یک هفته یا بیشتر خوب کار می کند و سپس تمایل دارد که ESP32 وارد یک حلقه عجیب شود و به درستی بوت نشود و باتری خود را یک شبه خالی کند. هیچ تغییری در نرم افزار نمی تواند بر این امر تأثیر بگذارد ، بنابراین من تسلیم شدم و یک Adafruit TPL5111 برای کنترل چرخه انرژی ESP اضافه کردم ، اما از آنجا که دیگر نمی توانم از حافظه مانند قبل برای نوشتن برای استفاده از EEPROM استفاده کنم و از Thingspeak به Blynk تغییر کردم. سرگرم کننده تر در تلفن خود و سیستم واقعا خوب پیدا کنید. تغییر سخت افزار فقط مربوط به اتصال TPL 5111 به برق و زمین ، یک پین انجام شده به ESP و Enable out به پین EN است. مطمئن شوید که سوئیچ ضامن را بین EN-out و EN روی برد قرار داده اید تا بتوانید برنامه ها را تغییر داده و بارگذاری کنید. من چرخه خواب را برای هر دو ساعت تنظیم می کنم. برای پاک کردن EEPROM و تنظیم مجدد دستگاه برای یک کارخانه جدید یا برای وزن اضافی ، من یک سوئیچ در Blynk برای پاکسازی حافظه و شروع مجدد فرآیند وزن تنظیم کردم. برنامه مربوط به نرم افزار جدید در بالا گنجانده شده است و مشخص است که برنامه روی Blynk تنظیم می شود. این دستگاه واقعاً عالی کار می کند و مقداری محصول شگفت انگیز تولید می کند. من واقعاً تحت تأثیر این موضوع قرار گرفته ام --- سلول های خورشیدی به راحتی کار می کنند و هیچ وقت قدرتشان تمام نمی شود.