کنترل کننده آکواریوم DIY: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

سلام! در این قسمت آموزشی می خواهم نحوه ساخت کنترل کننده آکواریوم را به شما نشان دهم. کنترلرهای زیادی در اینترنت موجود است ، اما هزینه آنها حداقل 100 دلار است. کنترلر من حدود 15 دلار هزینه داشت. نکته جالب دیگر در مورد ساخت کنترل کننده آکواریوم خود این است که می توانید آن را شخصی سازی کنید.

بسیار خوب ، اما چرا به آن احتیاج دارم؟

کنترل کننده آکواریوم کمک بزرگی برای هر صاحب آکواریوم است. این می تواند LED ها را کنترل کند (در یک زمان مشخص به آرامی روشن و خاموش شود) ، دمای آب را اندازه گیری کند (و اگر دمای هوا بسیار پایین یا زیاد است زنگ هشدار را روشن کنید) ، ماهی های خود را تغذیه کنید ، سطح آب را کنترل کنید ، pH را بررسی کنید آب و غیره می تواند همه چیز را که باید در آکواریوم خود کنترل کنید کنترل کند و هر پارامتر مربوط به شما ، ماهی و گیاهان را اندازه گیری کند.

خوب ، می دانید چرا به آن نیاز دارید ، حالا بیایید ببینیم چگونه آن را درست کنیم.

توجه: این دستورالعمل فقط در مورد ساخت کنترل کننده آکواریوم است ، نه ساختن خود آکواریوم. من فرض می کنم که شما در حال حاضر یک آکواریوم "کار" با ماهی و گیاه دارید یا می خواهید یک آکواریوم جدید بسازید.

مرحله 1: آنچه شما نیاز دارید

ابتدا به یک آکواریوم و یک کاپوت برای آن نیاز دارید (می توانید هود را خودتان تهیه کنید. اطلاعات بیشتر در مرحله 2).

قطعات الکترونیکی:

• آردوینو (من از نانو 3.0 استفاده کردم) - می توانید از هر آردوینو استفاده کنید اما باید حداقل 30 کیلوبایت حافظه داشته باشد
• نوارهای LED (بیشتر در مورد LED ها در مرحله 2)
• سنسور دما ضد آب (من از DS18B20 استفاده کردم) - من از 2 سنسور استفاده کردم ، اما یکی کافی است
• صفحه نمایش LCD (من از 1602 I2C استفاده کردم)
• ساعت واقعی (من از DS3231 استفاده کردم)
• سنسور لمسی دیجیتال 4 کاناله (من از این سنسور استفاده کردم)
• سنسور سطح آب (استفاده نمی شود)
• ترانزیستور برای کنترل LED ها (من از IRF840 استفاده کردم ، اما می توانید از هر ماسفت دیگر استفاده کنید)
• تنظیم کننده ولتاژ 5 ولت
• زنگ (اختیاری برای زنگ هشدار)
• مقاومتهای 10k ، 4.7k و 1k اهم
• منبع تغذیه DC سوکت زن 5.5*2.1 میلی متر
• منبع تغذیه DC 12V (بسته به میزان مصرف برق نوارهای LED منبع تغذیه را با قدرت کافی انتخاب کنید)

قسمت های دیگر:

• برد PCB جهانی
• برخی از سرصفحه های پین مردانه
• سیمهای زیادی (سیمهای زن به مرد ، زن به زن و سیمهای جامد)
• لحیم زیاد
• کراوات فشرده
• لوله های کوچک کننده حرارتی
• چسب های داغ
• اتصالات سیم

ابزارها:

• آهن لحیم کاری
• سیم چین
• سلاح گرم
• چسب حرارتی تفنگی
• قیچی
• چاپگر سه بعدی (برای چاپ پایه برای LCD)
• نوار اندازه گیری
• دستگاه حفاری (اختیاری)
• پیچ گوشتی

مهارت ها:

• برنامه نویسی آردوینو (این کلاس را بررسی کنید)
• لحیم کاری (این آموزش را بررسی کنید)
• چاپ سه بعدی و طراحی سه بعدی (این کلاس را بررسی کنید)

همانطور که قبلاً گفتم همه قطعات (به جز نوارهای LED) حدود 15 دلار برای من هزینه داشتند.

مرحله 2: نور

من متخصص نیستم ، بنابراین پیوندهایی وجود دارد که همه چیز را در مورد نور توضیح می دهد:

• همه چیز درباره منبع نور در آکواریوم
• در مورد طیف نوری
• استفاده از LED به عنوان منبع نور در آکواریوم
• راهنمای خریداران LED

خوب ، اگر مقالات بالا را بخوانید ، به اندازه کافی می دانید که نوع روشنایی آکواریوم خود را انتخاب کنید. در این دستورالعمل ، از LED ها استفاده می کنم ، زیرا کنترل آنها آسان است ، از دوام بیشتری نسبت به سایر انواع روشنایی برخوردار است و انرژی کمتری مصرف می کنند. حالا شما باید به برخی از سوالات پاسخ دهید.

ضد آب یا نه؟

به طور کلی ، بهتر است از LED های ضد آب استفاده کنید. رطوبت زیاد در آکواریوم حتی می تواند به LED های ضد آب آسیب برساند ، بنابراین اگر هود را برای LED ها بسازید و آنها را به خوبی جدا کنید تا آبی به LED ها نرسد ، سیستم روشنایی شما برای مدت طولانی کار می کند. من این کار را نکردم. من LED های ضد آب را انتخاب کردم ، آن را به هود چسباندم و بعد از یک ماه مجبور شدم یک صفحه را تعمیر کنم زیرا برخی از LED ها سوخته بودند ، همچنین نوارهای LED از کاپوت جدا شده و به آب افتاد. به امید خدا اتفاق بدی نیفتاد بنابراین اگر می خواهید LED ها و ماهی ها را ایمن نگه دارید ، باید یک هود تهیه کنید یا بخرید که ته آن شفاف است و آب از آن عبور نمی کند (مانند این).

RGB ، نوارهای رنگ متفاوت یا نوارهای یک رنگ؟

RGB فوق العاده است زیرا می توانید رنگ روشن را کنترل کنید ، اما کنترل آن گرانتر و سخت تر از LED های یک رنگ است. آیا واقعاً می خواهید رنگ را تغییر دهید؟ اگر می خواهید ، به عنوان مثال ، از نور ماه تقلید کنید ، نور RGB مورد نیاز است ، اما اگر نمی خواهید ، می توانید نوارهای رنگی مختلف یا یک نوار رنگی را انتخاب کنید. اگر یکی از نوارهای رنگی را انتخاب می کنید ، بهترین LED ها با دمای رنگ از 5500 K تا 6500 K هستند - این همان رنگ نوری است که خورشید از خود ساطع می کند. این شامل طیف نوری کامل از قرمز تا بنفش است ، بنابراین گیاهان شما نور مناسبی برای فتوسنتز خواهند داشت و ماهی ها عالی به نظر می رسند.

بسیاری از LED هایی که نور کمتری منتشر می کنند یا چند LED بسیار قوی؟

واقعا مهم نیست. به نظر من ، بسیاری از LED هایی که نور کمتری منتشر می کنند بهتر هستند زیرا به نظر می رسد یک منبع نور بزرگ وجود دارد. اما این فقط نظر من است.

مرحله 3: برد کنترل کننده آکواریوم

حالا بیایید تخته ای بسازیم که آکواریوم را کنترل کند.

قدرت LED ها

شما باید کانکتورهایی بسازید که به راحتی می توانید نوارهای LED را به آنها متصل کنید. برای انجام این کار ، مانند تصویر سوم به پین و اتصال 2 سیم نیاز دارید. قسمت بیشتری از پین را به هر کانکتور پیچ کنید. برای اتصال نوارهای LED به تعداد مورد نیاز اتصال دهید. من برای هر نوار 3 - 1 مورد نیاز داشتم.

لحیم کاری قطعات

محل اتصال قطعات را برنامه ریزی کنید (می توانید به تصویر 4 نگاه کنید). من از یک زنگ برای هشدار دادن هنگامی که درجه حرارت بسیار پایین می آید یا زیاد می شود استفاده می کنم ، اما شما مجبور نیستید از آن استفاده کنید. به یاد داشته باشید که مقاومت 10k اهم بین GND و پورت Arduino PWM است که MOSFET را کنترل می کند ، مقاومت 1k اهم بین پورت Arduino PWM که دروازه MOSFET و MOSFET را کنترل می کند و مقاومت 4.7k اهم بین پورت Arduino است که دما را از سنسورها می خواند. و +5 ولت سعی کنید پین ها را تا حد امکان به پورت های مناسب آردوینو نزدیک کنید.

اکنون می توانید قطعات را به برد PCB لحیم کنید. اگر تمام قطعات را به برد لحیم کردید ، می توانید آنها را سیم کشی کنید. به یاد داشته باشید ، - از LED ها تا منبع در MOSFET و از MOSFET به GND تخلیه کنید. و همچنین به یاد داشته باشید که LED ها را مستقیماً از منبع تغذیه DC به 12 ولت وصل کنید ، نه به تنظیم کننده ولتاژ. می توانید برچسب ها را به پین ها اضافه کنید تا بدانید کدام پین کدام است.

من از سنسور سطح آب استفاده نکردم ، اما در صورت تمایل می توانید از آن استفاده کنید.

برنامه آردوینو

برد را به منبع تغذیه وصل کنید. اگر دیود در آردوینو روشن شد به این معنی است که هیچ اتصال کوتاه وجود ندارد. اکنون می توانید برنامه را بارگذاری کنید. برای اجرای این برنامه به چند کتابخانه نیاز دارید:

• LiquidCrystal_I2C
• DS3231
• OneWire
• دما دالاس
• سیم (کتابخانه استاندارد)
• EEPROM (کتابخانه استاندارد)

اگر همه کتابخانه ها را بارگیری کرده اید ، می توانید برنامه را در Arduino بارگذاری کنید. کد را در پایین این سایت خواهید یافت (یا می توانید آن را از اینجا بارگیری کنید).

مرحله 4: نصب همه موارد

نوارهای LED

ابتدا باید بدانید که به چه تعداد و چقدر نوار نیاز دارید. اگر از هودهایی استفاده می کنید که برای LED ها طراحی نشده اند (همانطور که من می گویم) ، محل اتصال نوارها را بررسی کنید.

نوارها و سیمهای لحیم کاری را روی + و - روی نوار برش دهید. اگر LED ها هیچ پوششی ندارند ، باید سیم ها را جدا کنید. از لوله کوچک کننده و نوار عایق و چسب حرارتی زیاد استفاده کنید. حالا نوارهای LED را به کاپوت وصل کنید. می توانید از استون برای چربی زدایی سطح استفاده کنید ، همچنین از چسب داغ زیادی برای اتصال نوارها به کاپوت استفاده کنید تا از بین نروند. اگر نوارها وصل شده اند ، سیم ها را به محلی که برد کنترل در آن قرار دارد ، منتقل کنید.

تست

حالا نوبت آزمایش است. صفحه نمایش ، RTC ، سنسور لمسی دیجیتال 4 کاناله ، سنسورهای دما ، سنسور سطح آب (در صورت وجود) ، LED ها را وصل کرده و برق را وصل کنید.

اگر همه چیز روشن باشد و LCD زمان و دما را نمایش دهد همه چیز عالی کار می کند.

حالا من به شما می گویم که چگونه آن را کنترل کنید. عملکردهای هر دکمه: 1 (به تصویر پنجم نگاه کنید) - منو ، خوب ، قبول کنید. 2 - لغو ، برگشت ؛ 3 - پایین ، چپ ؛ 4 - بالا ، درست است.

برای تغییر زمان باید روی 1 ، سپس 2 بار 4 و 1 (برای ورود به ساعت) کلیک کنید. برای تنظیم زمان روی 1 کلیک کنید. با کلیک روی 3 و 4 ساعت را انتخاب کنید ، سپس روی 1 کلیک کنید تا ساعت پذیرفته شود ، سپس دقیقه را انتخاب کنید و 1 را کلیک کنید ، سپس ثانیه ها را انتخاب کنید. هنگامی که بعد از انتخاب ثانیه ها روی 1 کلیک می کنید ، تغییرات ذخیره می شوند. اگر اشتباهی مرتکب شده اید و می خواهید آن را لغو کنید روی 2 کلیک کنید.

سپس به تنظیم تاریخ بروید و تاریخ را همانطور که زمان را تنظیم کرده اید تنظیم کنید. در صورت روشن یا خاموش بودن زمان تابستان (پیش فرض خاموش) مجموعه بعدی را تنظیم کنید. در نهایت ، روز هفته را تعیین کنید.

حالا باید زمانی را تنظیم کنید که بخواهید چراغ روشن و خاموش شود. بنابراین روی 2 کلیک کنید تا به منوی اصلی برگردید. دوبار روی 3 کلیک کنید. برای رفتن به تنظیمات نور روی 1 کلیک کنید. اگر می خواهید چراغ ها را به طور کامل خاموش کنید به حالت بروید و از حالت خودکار روی خاموش تنظیم کنید. اما اکنون باید LED ها را آزمایش کنید ، بنابراین این کار را نکنید. برای روشن کردن زمانی که می خواهید چراغ ها را روشن کنید ، روی Dawn Start کلیک کنید. سپس مدت زمان سپیده دم (چه مدت LED ها باید روشن شوند) را تنظیم کنید. روی Dusk Start کلیک کنید تا زمانی که می خواهید چراغ ها را خاموش کنید تنظیم شود. و بعد از آن مدت زمان غروب (مدت زمان خاموش شدن LED ها) را تنظیم کنید. اگر زمان بین شروع Dawn و Dusk Start است ، LED ها باید به آرامی روشن شوند ، در غیر این صورت ، Dusk Start را تغییر دهید تا بعداً شروع شود. اگر LED ها روشن شوند همه چیز عالی است. در صورت قطع برق همه تنظیمات در EEPROM ذخیره می شود.

حالا می توانید LCD را روی هود آکواریوم نصب کنید.

دسته LCD

اول از همه ، قطعات STL را که در پایین سایت پیدا خواهید کرد بارگیری و چاپ کنید (می توانید آنها را از اینجا بارگیری کنید). شما به 6 خوشه الکترونیکی و 6 خوشه سوار نیاز دارید.

سنسور لمسی دیجیتال 4 کاناله را با استفاده از 2 خوشه الکترونیکی به جلد صفحه لمسی وصل کنید. سپس کاور صفحه لمسی را با سنسور لمسی دیجیتال 4 کانالی با استفاده از 2 خوشه سوار به LCD سوار کنید (تصویر 5).

سیم ها را به سنسور لمسی وصل کنید و پین ها را خم کنید تا مانع از بستن LCD نشوند. حالا LCD را با 4 خوشه الکترونیکی محکم کنید ، سیمها را به LCD وصل کنید (تصویر 8) و با استفاده از 4 سنبله سوکت ، کاور LCD را به LCD سوکت متصل کنید. Voilà ، شما دسته LCD را ساخته اید.

LCD را به هود وصل کنید و بقیه را سیم کشی کنید

با استفاده از زیپ ، سیم های LCD و سنسور لمسی را به هم وصل کنید. با استفاده از چسب حرارتی ، دسته LCD را به هود آکواریوم وصل کنید. برد کنترل را در جای خود قرار دهید و همه چیز را به آن وصل کنید. منبع تغذیه را وصل کرده و بررسی کنید که آیا همه چیز کار می کند یا خیر.

مرحله 5: پایان

این است. شما یک کنترل کننده آکواریوم کار دارید. منو را با دقت بررسی کنید. گزینه هایی وجود دارد که ممکن است برای شما مفید باشد. این فقط یک نمونه اولیه است. می توانید آن را گسترش دهید - سنسورهای بیشتری اضافه کنید ، چیزهای بیشتری برای کنترل داشته باشید. اما اگر می خواهید این موارد را اضافه کنید ، باید کارت خوان SD را به آردوینو اضافه کنید ، زیرا حافظه شما تمام می شود.

بنابراین آن را ارتقا دهید و عکس ها را به اشتراک بگذارید. امیدوارم این مورد را دوست داشته باشید.

ممنون که مطالب رو خوندید و به زودی میبینمتون

سیمونکس

مرحله 6: عیب یابی

خطا:

LiquidCrystal_I2C / I2CIO.cpp: 35: 26: خطای مهلک:../Wire/Wire.h: چنین فایل یا دایرکتوری ای وجود ندارد

راه حل:

در کتابخانه LiquidCrystal_I2C در فایل I2CIO.cpp خط 35 را از #شامل به #شامل کنید تغییر دهید

خطا:

هیچ متنی روی صفحه نمایش وجود ندارد یا نمادهای عجیبی وجود دارد.

راه حل:

سیمها به درستی وصل نشده اند سیم ها را کمی تکان دهید یا لحیم کنید.