Sistem Kawalan Kelembapan dan Suhu untuk Terrarium: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

PENGENALAN:

Instruksional ini adalah untuk pengembangan sistem kawalan kelembapan dan suhu modular menggunakan Arduino Uno. Sistem ini menggunakan probe kelembapan dan suhu kalis air untuk memantau parameter persekitaran dan Arduino Uno yang disambungkan ke relay 5V untuk mengawal pengaktifan pelembap dan kipas penyejuk. Sistem sekunder menggunakan jam masa nyata (RTC) memastikan kesegaran udara lembap setiap hari dan memungkinkan untuk pengaturcaraan pelembapan dan penyejukan berjadual. Pengukuran kelembapan dan suhu diproyeksikan ke skrin LCD.

Aplikasi peranti ini adalah untuk mengawal parameter persekitaran untuk tanaman tropika. Dalam kes ini, tanaman ini lebih suka kelembapan yang lebih tinggi (biasanya melebihi 70%) dan sensitif terhadap suhu yang lebih tinggi (30-35C). Memandangkan penyederhanaan suhu dari sistem HVAC bangunan saya, saya dapat memastikan bahawa suhu tidak akan turun di bawah ambang yang ditentukan (20C). Dalam kes ini, kesan rumah hijau lebih membimbangkan sehingga penyejukan perlu dilaksanakan selain pelembapan.

PERHATIAN:

Pembinaan ini melibatkan kerja dengan elektrik. Ambil langkah berjaga-jaga khas untuk mengelakkan kejutan elektrik dan kejutan. Berhati-hati dengan pendawaian untuk mengelakkan membuat seluar pendek atau sambungan yang lemah.

Walaupun sistem ini dirancang agar serasi dengan peranti 120V, tidak dimaksudkan untuk digunakan dengan sistem arus tinggi. Pengubahsuaian yang sederhana akan memungkinkan sistem sedemikian termasuk relay yang dimaksudkan untuk watt yang lebih tinggi, sistem penyejukan, dan lain-lain. Hadkan tarikan arus keseluruhan hingga 10A maksimum yang digabungkan untuk semua peranti yang disambungkan.

MENGUBAH:

Sistem ini dapat diubahsuai untuk menambahkan parameter kawalan tambahan seperti pemanas. Selain itu, ia boleh dijalankan tanpa sistem kawalan aktif dengan hanya menggunakan udara lembap secara berjadual. Faktor ini sangat bergantung pada jenis organisma yang akan ditanam di terarium.

REPOSITORI:

Program, gambar rajah, dan model cetak 3D juga boleh didapati di GitHub Here.

Bekalan

PENGAWAL

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • Relay 1x 2 atau 4 Saluran 5V 10A (RobotShop RB-Elf-156)
  • Probe Suhu dan Kelembapan Kalis Air 1x SHT 20 I2C (RobotShop SEN0227)
  • 1x I2C 16x2 LCD Module (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • 1x Data Logger Shield dengan RTC atau RTC Module (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • Perisai Terminal Skru 1x untuk Arduino Uno (pilihan, RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • Kabel Sambungan 2-Prong 3x 120V (3-Prong juga boleh digunakan, pastikan ia dapat mengendalikan 10A [1200W] atau lebih)
  • Kotak Projek 1x sekurang-kurangnya 7 "x5" x3 "(RadioShack, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x Papan PCB atau Papan Pemasangan untuk Kotak
  • 1x Kabel a / b USB

  • Adaptor Pengecas Dinding USB 1x (120V)

MANUSIA

• • 1x Homasy Cool Mist Humidifier (ASIN B07RZSBSHJ)
  • Tiub Pelepasan Pam Bile PVG 1x 5/8 "x 6 '(atau tiub serupa 3/4" hingga 5/8 ", RENDAH # 814327)
  • Pemasangan PVC Gandingan Wanita-Wanita 1x 3/4 (RENDAH # 23850)
  • Pemasangan PVC Siku Skru Lelaki-ke-Wanita 2x 3/4 (RENDAH # 126822)
  • Pemasangan PVC Elbow Outlet Sisi 1x 3/4 (RENDAH # 315496)
  • 1x 3/4 "Penyesuai Pengairan Lelaki-ke-Wanita Berputar (RENDAH # 194629)

KIPAS PENYEJUK

• • Kipas Komputer 1x 12V
  • Penyesuai Kuasa 1x 12V 1A
  • 1x 12V Lelaki + Perempuan 2.1x5.5MM DC Power Jack Plug Adapter Connector

BAHAGIAN KECIL

• • Kabel Jumper 20x
  • Kelenjar Kabel 4x (PH7)
  • Kacang Kawat AWG 3x 22-10
  • 12x Standoff dan Skru dan Baut
  • Skru dan bolt 6x M3-0.5 atau UNC 4-40
  • Skru 4x (untuk memasang papan pelekap ke kotak projek)
  • Cangkuk Sedutan 3x

ALAT

• • Stripper Wayar
  • Pemacu Skru (pelbagai saiz)
  • Gerudi
  • Alat Putar (pilihan)
  • Pencetak 3D (pilihan)

PROGRAM

Program ini boleh didapati di halaman ini atau di GitHub Di Sini

Langkah 1: Kabel Litar Adruino

Langkah ini adalah untuk mengatur dan menyambungkan elektronik. Dalam kes ini, semua keperluan untuk disambungkan adalah Arduino UNO, SHT 20, dan hanya bahagian sambungan Arduino ke relay. * Perhatikan, penyambungan kabel sambungan 120V tidak perlu dilakukan sekarang.

KEDAI ARDUINO

1. Kumpulkan komponen yang disenaraikan dalam Bekalan di bawah SISTEM KAWALAN.

2. Kabel Arduino Uno mengikuti skema yang disertakan (gambar). Jangan sambungkan geganti sebentar lagi.

   • Lembaga Datalogger:

     Sambung di atas Arduino Uno

   • Perisai Terminal Skru:

     Sambungkan sisi Analog ke sisi Analog Datalogger Board di Arduino Uno

   • SHT 20:

     • Merah hingga 3.3V
     • Hijau hingga GND
     • Hitam hingga A5
     • Putih hingga A4

   • Skrin LCD I2C 16x2:

     • SCL hingga A5
     • SDA hingga A4
     • GND ke GND
     • VCC hingga 5V

   • Relay 4 Saluran (Saya menggunakan IN3 dan IN4 dari Relay 4 Saluran, ini juga boleh berfungsi untuk relai IN1 dan IN2):

     • VCC hingga 5V
     • GND ke GND
     • DALAM 3 hingga pin 7
     • DALAM 4 hingga pin 8
3. Sekiranya anda menggunakan pelindung terminal skru, anda boleh menggunakan 5V dan GND untuk sambungan terus ke skrin sehingga anda tidak mempunyai 2 pin masuk ke input yang sama.
4. Skrin atau probe SHT 20 dapat dihubungkan ke input SDA SCL lain yang terdapat di Arduinos di atas input AREF. Perhatikan bahawa tidak semua perisai mempunyai ini.

Langkah 2: Program Arduino dan Periksa

Langkah ini adalah untuk memeriksa bahawa semua komponen berfungsi dan program akan berjalan seperti yang diharapkan.

PROGRAM ARDUINO

1. Dengan menggunakan komputer, muat turun Arduino IDE yang terdapat di sini.
2. Sambungkan Arduino ke komputer menggunakan penyesuai USB a / b.
3. Muat turun program Arduino dari sini atau di halaman ini.
4. Muat naik perisian ke Arduino (pastikan anda memilih port COM yang betul atau tidak akan dimuat naik).

SEMAK ELEKTRONIK

1. Periksa bahawa program berjalan dan semua komponen dibaca dengan betul.

   1. Kelembapan dapat diperiksa dengan meletakkan sensor di dekat pelembap udara dihidupkan.

      • Pada kelembapan di bawah 70%, relay harus dihidupkan, sering ditunjukkan oleh bunyi klik dan cahaya pada relay (bergantung pada model).
      • Pada kelembapan melebihi 85% ia mesti dimatikan, sering ditunjukkan dengan klik lain dan lampu mati.

   2. Suhu dapat diperiksa dengan memegang probe tepat di tangan anda untuk menaikkan suhu.

      Begitu juga, pada suhu di atas 30C, geganti untuk kipas harus dihidupkan

   3. Perhatikan, probe mempunyai masa jeda sekitar 6 saat untuk melaporkan perubahan persekitaran.

2. Pastikan paparan membaca kelembapan suhu dengan bilangan persekitaran yang munasabah.

   Anda boleh mengira kelembapan dan suhu semasa anda menggunakan sensor lain atau berdasarkan cuaca tempatan

Langkah 3: Buat Kotak Projek dan Pasang Elektronik

Kotak projek kini boleh dibina dan elektronik dipasang untuk diletakkan di dalam kotak kemudian.

KOTAK PROJEK

1. Untuk kotak projek, 4 lubang perlu digerudi:

   • Kabel input 120V.
   • Input untuk sensor SHT20.
   • Keluaran untuk kawalan kelembapan.
   • Keluaran untuk kawalan suhu.

2. Lubang boleh diletakkan di mana sahaja. Dalam kotak contoh ini, mereka diletakkan seperti berikut:

   • Input 120V - atas di sebelah kanan di tengah.
   • Input SHT 20 - sebelah kiri di tengah.
   • Output kawalan kelembapan - tepat menuju bahagian atas di tengah.
   • Output kawalan suhu - tepat ke arah bawah di tengah.

3. Tandakan dan gerudi lubang dengan gerudi 11.5mm.

   Catatan: Mata gerudi 7/16 "boleh digunakan dan kemudian diampelas / difailkan untuk membesarkannya cukup untuk dimasukkan ke dalam kelenjar

4. Tanggalkan penutup dan penutup dari setiap kelenjar dan pasangkan baki skru dan kacang ke badan seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

GUNAKAN

1. Menggunakan sekeping plastik, papan pelekap, atau papan prototaip yang dipotong agar sesuai di dalam kotak.
2. Lubang gerudi agar sesuai dengan lubang pelekap di dalam kotak.
3. Letakkan elektronik anda (Arduino Uno with Shields and Relay) supaya ia sesuai di papan.
4. Tandakan lubang dan gerudi dengan ukuran bit gerudi yang sesuai.
5. Dengan menggunakan header pilihan anda, pasangkan Arduino dan Relay ke papan (gambar)

Langkah 4: Persediaan Elektronik Kotak Projek

Langkah ini menumpukan pada meletakkan semua komponen dalam kotak projek supaya pendawaian akhir dapat dilakukan.

TAMBAHKAN ARDUINO DAN RELAY

1. Putuskan dengan teliti sensor SHT 20 dan skrin.
2. Masukkan panel pelekap ke dalam kotak (gambar). Jangan masukkannya lagi.

KABEL PREP

1. Potong tali sambungan anda dengan panjang yang dikehendaki.

   • Anda akan mempunyai 1 input cabutan yang akan berada di dalam kotak. Ini untuk menghidupkan Arduino dan peranti lain yang boleh ditambah kemudian (iaitu kipas, penukar kuasa, dan lain-lain).
   • 2 input prong ini akan digunakan untuk memberi kuasa kepada setiap alat pelembap dan alat penyejuk. Anda boleh menjadikannya seberapa lama yang anda pilih, tetapi saya memilih untuk menjauhkannya ke peranti untuk mengelakkan tali tergantung di mana-mana.
   • Dari 1 kabel sambungan ini, anda akan menyimpan hujung kord untuk menghidupkan peranti. Sekiranya wayar langsung ditunjukkan pada kord, gunakan kabel tersebut (selalunya mereka mempunyai jalur, jangan risau jika kord anda memilikinya, maka lebih mudah untuk menyusunnya).
2. Tanggalkan hujung kabel kuasa dan ketiga input kuasa.
3. Putar hujung yang dilucutkan untuk mengelakkan keretakan (gambar, gambar).
4. Letakkan penutup dan gasket getah pada palam, 2 output untuk relay, dan probe SHT 20.

TAMBAHKAN KABEL

Kabel boleh dimasukkan ke dalam kelenjar yang dipasang di kotak (gambar). Jangan masukkannya lagi

Langkah 5: Pendawaian Relay

Untuk bahagian ini, saya menyertakan pendawaian yang lebih teliti kerana boleh menjadi sukar. Ini akan mengikuti pendawaian yang sama seperti skema yang dilihat pada Langkah 2 (gambar).

RELAYANG WIRING

1. Sambungkan dua wayar yang longgar ke dalam masing-masing input (C) biasa dari kedua relai menggunakan pemutar skru untuk mengunci wayar (gambar).

   • Ini biasanya merupakan input tengah geganti dan sering ditetapkan sebagai garis C atau garis menegak.
   • Kawat mungkin perlu dipangkas untuk memastikannya sesuai.
   • Pastikan hampir tidak ada tembaga yang terkena, pasnya sesuai, dan tidak ada kabel yang tergantung.
   • Anda mungkin perlu mengangkat papan sedikit keluar untuk memasukkan wayar.

2. Sambungkan hujung wayar langsung dari 2 input kuasa ke bahagian relay (gambar) yang biasanya terbuka (gambar).

   Ini serupa dengan langkah di atas, tetapi output ini ditentukan oleh garis yang bersudut (seperti suis yang tidak disambungkan ke wayar biasa)

3. Mulakan dengan menyambungkan semua wayar langsung. (Ini sesuai dengan yang lebih besar dari dua wayar dan sering ditunjukkan oleh beberapa jalur pada wayar atau wayar hitam.) Kabel untuk menyambung bersama adalah:

   • Kawat langsung dari palam
   • Kawat langsung dari input palam yang akan digunakan untuk menghidupkan Arduino
   • 2 wayar dilucutkan
4. Putar wayar bersama-sama dan tutup dengan penutup skru.

5. Sambungkan semua wayar neutral bersama-sama.

   • Kawat neutral dari palam
   • Kawat neutral dari output yang akan digunakan untuk menghidupkan Arduino
   • Kembalikan wayar dari setiap 2 output kuasa
6. Putar wayar bersama-sama dan tutup dengan penutup skru (gambar).

7. Pastikan semua penutup skru terpasang dan tidak jatuh.

   • Sekiranya penutup skru tidak sesuai, gunakan penutup ukuran yang berbeza.
   • Sebagai alternatif, wayar boleh disambungkan 2 pada satu masa dan lebihan wayar digunakan untuk melompat bersama-sama

LAMPIRAN SHT20

1. Masukkan semula SHT20 ke papan skru.

   Kawat juga boleh didorong ke kabel jumper dan / atau disambungkan ke kabel jumper jika papan skru tidak digunakan

MENGEJUTKAN SENJATA

1. Kencangkan setiap penutup kelenjar di sekitar wayar

   Kabel boleh ditarik sedikit untuk menghilangkan beberapa kendur, tetapi selalu memastikannya ada sedikit kendur

Langkah 6: Konfigurasi Tudung Kotak Kawalan

Langkah ini adalah memasang layar di bahagian atas kotak dan menambahkan komponen bercetak 3D agar kelihatan bersih.

MEMBUAT LUBANG UNTUK LCD

1. Cari tempat untuk memasang skrin pada penutup.

   Projek ini meletakkannya di kiri 1 "dari bahagian atas dan kiri

2. Jejaki skrin dan lokasi untuk lubang.
3. Dengan menggunakan pisau cukur atau pisau cukur, potong kawasan segi empat tepat untuk meletakkan skrin.
4. Bor lubang untuk skrin menggunakan bit gerudi yang sesuai.

TAMBAHKAN KOMPONEN CETAKAN 3D (pilihan)

1. Cetak 2 fail STL yang disertakan:

   • Kerangka untuk LCD menyembunyikan sebarang ketidakkonsistenan pemotongan (Bingkai Skrin LCD 16x2 (retro).stl).
   • Logo untuk menjadikannya kelihatan rasmi (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Selepas mencetak, letakkan 2 komponen yang dicetak pada penutup di mana sahaja yang dikehendaki.
3. Tandakan lubang gerudi untuk skrin menggunakan bit gerudi yang sesuai.
4. Cat jika mahu.

LAMPIRAN SKRIN

1. Menggunakan skru kecil dan baut (M3 berfungsi dengan baik untuk ini) baut pada skrin dengan skru di bahagian depan dan skrin melalui belakang. Sekiranya menggunakan bingkai, pasangkan ini melalui bahagian depan (gambar).
2. Pasang logo dan tambahkan skru (pilihan) (gambar).
3. Pastikan semua skru dan baut terpasang dengan betul.

Langkah 7: Selesaikan Kotak Sistem Kawalan

Langkah-langkah ini selesai menyiapkan kotak projek dengan sistem kawalan di dalamnya.

KUASA DAN PENUTUP

1. Gunakan input kabel sambungan yang diletakkan di dalam kotak untuk menambahkan penyambung kuasa anda ke Arduino.

   Saya suka menggunakan USB sehingga saya dapat membukanya dengan mudah dan mengambil kord untuk memprogramkannya semula

2. Hidupkan kotak untuk memastikan semua sambungan berfungsi.
3. Skru di papan pelekap dengan skru yang sesuai.
4. Skru bahagian atas kotak menggunakan skru dari kotak kotak projek.

Sistem kawalan kini lengkap. Langkah seterusnya adalah penambahan pelembap dan kipas penyejuk.

Langkah 8: Penyediaan Humidifier

Ini untuk penyediaan sistem pelembapan asas menggunakan pelembap ultrasonik komersial

MANUSIA

1. Dengan menggunakan bahagian PVC, sambungkannya ke dalam alat yang dilihat pada gambar

   • Pasang gandingan PVC wanita-ke-wanita 3/4 "ke siku skru PVC lelaki-ke-wanita.
   • Pasang siku skru itu ke siku skru yang lain untuk membuat sudut yang betul.
   • Tambahkan penyesuai pengairan lelaki-ke-wanita ke hujung skru siku skru.
   • Pasang siku PVC saluran keluar ke hujung penyesuai pengairan.

2. Ukur dan potong tiub ke panjang yang dikehendaki

   • Panjang ini mestilah dari atas terarium hingga ke tengah pelembap.
   • Perlu ada sedikit kendur dalam garis dan harus menegak mungkin. Segala gelung atau kawasan yang mengumpulkan air akan menyumbat tiub dan mengelakkan zarah-zarah air kecil mengalir.
   • Dalam kes penyediaan ini, tiub mempunyai persamaan pada kaki dan tiga kaki berfungsi.

3. Sambungkan tiub ke bahagian PVC

   Dalam hal ini, saluran empedu 5/8 "digunakan yang sesuai dengan gandingan 3/4"

4. Tanggalkan penutup putih dari keluaran pelembap
5. Tolak tiub ke dalam output sehingga sesuai.
6. Letakkan bahagian tiub PVC di dalam terarium sehingga terletak di sepanjang pelek. Bahagian PCV boleh disekat lebih kurang untuk membolehkan lebar terarium ditampung.

Langkah 9: Penyediaan Kipas Penyejuk

Ini menambahkan kipas penyejuk untuk mengurangkan suhu melalui penyejukan konvektif jika perlu

KIPAS PENYEJUK

1. Sambungkan wayar output dari kipas komputer ke penyesuai palam lelaki 12V.

2. Dengan menggunakan 2 cangkir isap, letakkan / bengkokkannya sedemikian rupa sehingga duduk di lubang kipas (gambar).

   Kipas harus bersudut sedikit ke bawah untuk menarik udara dari persekitaran untuk menyejukkan penghuninya

Langkah 10: Memasukkannya dan Memeriksa

Ini adalah langkah terakhir untuk menyelesaikan sistem kawalan!

BANYAK SHT 20

1. Dengan menggunakan gelung penyedut, pasangkan SHT 20 ke arah atas terarium (gambar).

   Secara teori, kecerunan air di udara harus paling rendah menuju puncak terarium kerana di sinilah ia bercampur dengan udara bilik. Dalam kes ini, seseorang dapat memastikan sisa terarium berada di atau sedikit di atas kelembapan yang diukur oleh sensor

PEMASANGAN SEGALANYA

1. Pasangkan sistem kawalan ke saluran keluar dan pastikan ia berfungsi dan dibaca dengan betul
2. Pasangkan pelembap ke saluran kawalan kelembapan.
3. Pasangkan kipas ke saluran kawalan suhu.

UJIAN

Uji sistem dengan menyesuaikan lingkungan di sekitar sensor untuk memastikan bahawa relay hidup / mati ketika diperlukan. Lihat Langkah 2 untuk maklumat lebih lanjut

Langkah 11: Perkataan Akhir

PERKATAAN AKHIR

Sistem ini sudah siap dan mesti berjalan lancar. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, sistem ini bersifat modular sehingga hal-hal dapat dengan mudah disesuaikan atau diubahsuai untuk menampung keperluan apa pun yang diperlukan. Sangat penting untuk diingat bahawa sistem ini tidak pintar: Tidak akan tahu jika ada kegagalan dan hanya akan menghidupkan atau mematikan sesuatu. Sistem ini harus diperiksa secara berterusan untuk memastikan terdapat cukup air di pelembap, bahawa saluran tidak tersumbat, bahawa sensor kelembapan masih berfungsi, dll. Secara keseluruhan, sistem ini harus beroperasi pada tahap yang sama dengan sistem kawalan komersial dan lebih berfungsi, boleh disesuaikan dan menjimatkan kos. Selamat membina.