کنترل کننده هیدروپونیک: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

یک سازمان فوق العاده به نام Seeds of Change در آنکوریج ، آلاسکا به جوانان کمک می کند تا تجارت مولد را آغاز کنند. این سیستم یک سیستم رشد هیدروپونیک عمودی بزرگ را در یک انبار تبدیل می کند و برای یادگیری مشاغل مراقبت از گیاهان اشتغال ایجاد می کند. آنها به یک سیستم IOT علاقه مند بودند تا به کنترل خودکار آب در خودکار کمک کند. این دستورالعمل عمدتا برای ثبت تلاش های داوطلبانه من برای ایجاد یک سیستم میکروکنترلر مقرون به صرفه و قابل گسترش است تا به تلاش های آنها کمک کند.

عملیات بزرگ رشد هیدروپونیک طی چند سال گذشته آمده و رفته است. ادغام در این تجارت با مشکل در سودآوری آن مشخص شده است. شما باید مانند همه افراد خودکار را دیوانه کنید تا کیسه های فانتزی کاهو را با سود به فروش برسانید. این واحدهای عمودی هیچ کالری واقعی تولید نمی کنند-شما اساساً آب بسته بندی شده خوبی را پرورش می دهید-بنابراین باید آن را با قیمت عالی بفروشید. این واحد قابل تنظیم مقاوم در برابر آب برای کنترل سطح آب در مخزن اصلی و اندازه گیری مداوم عمق ، ph ، درجه حرارت ساخته شده است. واحد اصلی با ESP32 Featherwing کار می کند و یافته های خود را از طریق وب به برنامه blynk تلفن شما برای نظارت و ایمیل یا هشدارهای متنی گزارش می دهد ، در صورتی که همه چیز برای شما تیره و تار شد.

مرحله 1: مواد خود را جمع آوری کنید

این طرح بر اساس جعبه های برقی ارزان مقاوم در برابر آب از Lowes و چند نگهدارنده که به صورت سه بعدی چاپ شده بودند ، انجام شد. بقیه قطعات همه نسبتاً ارزان هستند به جز واحد pH از DF Robot و ETape از Adafruit. DF Robot نسخه جدید 3 ولت سنسور pH آنالوگ خود را با پروب pH ارزان تری به فروش می رساند و احتمالاً برای غوطه وری دائمی مجبور خواهید بود بر روی نسخه گران قیمت آن سرمایه گذاری کنید. من هنوز تستر رسانایی را وارد نکرده ام ، اما احتمالاً پس از مشاهده نحوه عملکرد این دستگاه ، ارتقا خواهد یافت.

1. دو جعبه برقی ضد آب از Lowes-با اتصالات مختلف برای نگه داشتن لوله های مستقیم و خم-10 دلار

2. سنسور سطح استاندارد مایع eTape با بدنه پلاستیکی Adafruit -59 دلار می توانید این را بدون محفظه پلاستیکی با 20 دلار کمتر دریافت کنید…

3. Adafruit HUZZAH32-ESP32 Feather Board-تخته عالی. 20 دلار

4. Aiskaer 2 Pieces Side Mounted Aquarium Tank Side Mounted Horizontal Liquid Float Switch سطح آب 4 دلار

5. Adafruit Non-Latching Mini Relay FeatherWing

6. لیپو-باتری 5 دلار (تغذیه پشتیبان)

7. رنگ های مختلف LED زوج

8. سنسور درجه حرارت دیجیتال ضد آب DS18B20 + 10 دلار اضافی Adafruit

9. گرانش: سنسور pH آنالوگ/کیت متر V2 DF Robot 39 دلار-پروب pH صنعتی 49 دلار بیشتر هزینه دارد

10 کلید روشن/خاموش فلز مقاوم در برابر آب با حلقه LED قرمز - روشن/خاموش 16 میلی متر قرمز 5 دلار

شیر برقی 11 پلاستیکی آب - 12 ولت - 3/4 اینچ (1/2 اینچ را نگیرید - به هیچ چیز نمی خورد …)

12. Diymall 0.96 اینچ زرد آبی I2c IIC سری LED ماژول LED 5 $

مرحله 2: سیم کشی کنید

برای سیم کشی فقط نمودار Fritzing را دنبال کنید. esp32 بر روی یک صفحه عکس با صفحه OLED در طرف مقابل نصب شده بود که در آن رو به سوراخ کوچک در پشت مرکزی جعبه جعبه قرار می گرفت. LED ها به دو خروجی دیجیتالی ESP متصل شده بودند. یکی نشان دهنده اتصال WiFi است و دیگری اعلام می کند که رله به خروجی آب روشن شده است. باتری لیپو به ورودی باتری روی برد متصل شده است. سایر بردها (pH ، رله ، Etape ، دمای یک سیم ، OLED) همه از 3 ولت روی برد تغذیه می کنند. روشن/خاموش توسط پین فعال کننده روی صفحه اصلی به زمین متصل می شود-چراغ LED بدون اتصال به برق تغذیه می شود. eTape قطعاً چیزی است که باید با دقت بررسی شود - در صفحه من قدرت و زمین معکوس شده است (RED/BLACK) و به نظر می رسد این مورد در مورد دیگران که این مشکل را داشته اند صادق است (برای این مشکل در وب سایت adafruits جستجو کنید …) همچنین مقاومت موجود در سر باید با دقت اندازه گیری شود-آنطور که منتشر شده است نیست. برد جدید DH Robot در حال حاضر با 3V کار می کند و بنابراین با ESP32 کار می کند. نمی توان A0 را کار کرد - قبل از اتصال Wifi ورودی نمی گیرد بنابراین از ورودی های آنالوگ دیگر استفاده کردم.

مرحله 3: آن را بسازید

همه چیز در جعبه اصلی بسیار منظم جا می گیرد. دو قطب مجرای الکتریکی به خوبی از نوک سینه های ضد آب در قسمت پایین قرار می گیرند. این ابزارها از ابزارهای اندازه گیری پشتیبانی می کنند. آنها می توانند به طور دلخواه طولانی تر یا کوتاه تر شوند تا جعبه را بالاتر یا پایین تر از سطح آب قرار دهند-تنها محدودیت شما طول سیم های اتصال شما است که باید به داخل جعبه بروند. این لوله ها باید در قسمت پایین با سیلیکون بسته شوند. ابزارها از اتصال دهنده های چاپ سه بعدی که مطابق با انحنای بدنه etape و مجرای هستند ، معلق هستند. آنها به راحتی با مهره بال قابل تنظیم هستند. دارنده های مخصوص کاوشگر pH و کاوشگر دمای یک سیم نیز چاپ شدند. پشتیبانی از جعبه برای سوئیچ های کنترل سطح - آب نیز چاپ سه بعدی بود. این سوئیچ ها ضد آب و با طراحی خوب و ارزان هستند. به نظر می رسد آنها سوئیچ های نی بسته هستند. جعبه را با سیلیکون پر کردند ، بعد از اینکه با مهره داخل آن محکم شد. فاصله بین این سوئیچ ها تعیین می کند که چقدر سیال قبل از خاموش شدن مجاز است. تمام سیمها از طریق یک دهانه تحتانی هدایت می شوند و سپس با سیلیکون مهر و موم می شوند. سیم پروب pH از طریق دهانه فوقانی تغذیه می شود زیرا به احتمال زیاد مکرر تغییر می کند. سوئیچ روشن/خاموش داغ در موقعیت خود چسبانده شد. یک قفسه برای نصب ایمن esp32 با صفحه نمایش 3D چاپ شد. یک پنجره کوچک پلاستیکی گرد روی دهانه قاب پشتی سیلیکون شده بود تا از صفحه نمایش OLED در برابر آب محافظت کند.

مرحله 4: فایل های چاپ سه بعدی

این فایل های STL برای همه دارندگان و پشتیبانی های مربوط است. همه اینها متناسب با ویژگی های پشتیبانی طراحی شده اند. جعبه شیر برقی باید بعد از چاپ برای پورت های کنترل قدرت/رله و سوراخ LED در جلو اصلاح شود.

مرحله 5: کنترل آب

شیر برقی 12 ولت در محفظه چاپ سه بعدی سفارشی خود قرار داده شد که شامل یک پورت برای قدرت جداگانه و یک خط کنترل از برد رله پر در محفظه اصلی بود. همچنین شامل یک لامپ قرمز کوچک بود که با فعال شدن شیر برقی روشن می شد. شلنگ معمولی باغ می تواند با دهانه های 3/4 اینچی متصل شود-انواع 1/2 اینچی آن را دریافت نکنید-پیدا کردن اتصالات برای شما مشکل خواهد بود….

مرحله 6: برنامه ریزی کنید

کد نسبتاً ساده است. این برنامه چند زیر برنامه مختلف را درگیر می کند و آنها را از طریق شبکه Blynk گزارش می دهد. اگر قبل از اینکه تمرین را بشناسید ، با بلینک کار کرده اید. شما باید تمام نرم افزار Blynk و کلید اتصال میکروکنترلر و ایستگاه گزارش خود را وارد کنید. همچنین باید اعتبار اتصال Wifi خود را ارائه دهید. همه اینها بسیار زیبا کار می کند و راهی آسان برای گزارش داده های پیچیده بدون انجام کارهای زیاد ارائه می دهد. شما باید برای هر سنسور اندازه گیری شده یک سری زمان سنج با واسطه Blynk تنظیم کنید. اینها باید شروع شوند و در یک برنامه فرعی جداگانه اجرا شوند. من جداگانه ای برای pH ، دما ، ارتفاع آب و زمان باز ماندن شیر برقی دارم-این برای بررسی این است که آیا آب بدون پر کردن مخزن بیش از حد طولانی است-خوب نیست. زیر روال ارتفاع آب فقط به طور متوسط چندین بار از تقسیم ولتاژ در eTape می خواند (به یادداشت قبلی مراجعه کنید-این دستگاه از کارخانه به اشتباه سیم کشی شده بود …) و سپس خواندن را با نقشه و محدود کردن عملکردهای اندازه گیری شده در آب تصحیح کنید. مخزن در محدوده بالا و پایین نوار. زیر روال pH پیچیده تر بود. DH Robot دارای نرم افزاری برای انجام مقداردهی اولیه بود اما من اصلاً نتوانستم آن را کار کنم. شما باید قرائت های خام را از درگاه A2 با بافرهای 4.0 و 7.0 (شامل کیت) انجام دهید و آنها را در "مقدار اسید" و "مقدار خنثی" در قسمت بالای برنامه قرار دهید. سپس شیب و قطع y را برای محاسبه همه مقادیر pH بعدی برای شما مشخص می کند. برای بررسی میزان pH ، باید هر 2 ماه یکبار مجدداً کالیبره شود. زیر روال temp برنامه استاندارد یک سیم شما است. تنها فعالیت در بخش حلقه خالی این است که وضعیت دو سوئیچ شناور را بررسی کنید تا مشخص شود چه زمانی آب را روشن کرده و تایمر را روشن کنید.

مرحله 7: از آن استفاده کنید

در آزمایشات اولیه ، دستگاه به خوبی کار می کرد-دارای برد قابل تنظیم برای ابزارها و محفظه ای مقاوم در برابر آب که راه اندازی راحت تری را در محیطی با تغییرات سریع ایجاد می کرد. اگر فاصله بین دو کلید سطح آب کافی باشد باید دید. محیط Blynk باعث شد گزارش و کنترل با تلفن همراه به راحتی انجام شود. کنترل مستقیم روی رله خروجی توسط تلفن باعث می شود در مواقعی که وضعیت ترسناک سطح آب بوجود می آید ، سیستم را لغو کند. سهولتی که می توانید فوراً خروجی هدایت شده را به دستگاه های مختلف ارائه دهید ، به اشتراک گذاری داده ها با چندین نفر را یکپارچه می کند. منافع آینده با خودکارسازی مواد مغذی ، آزمایش هدایت (مسائل شناخته شده در اندازه گیری pH) و شبکه مش با سایر گره ها برای اندازه گیری مکان های دور در مجتمع رشد خواهد بود.