Sistem Pengairan WiFi yang Dikawal oleh Solar 'Smart': 6 Langkah (dengan Gambar)

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

Projek ini menggunakan solar DIY standard dan bahagian 12v dari ebay, bersama dengan peranti Shelly IoT dan beberapa pengaturcaraan asas di openHAB untuk membuat grid kuasa taman pintar dan sistem pengairan buatan sendiri, berkuasa penuh solar, buatan sendiri.

Sorotan Sistem:

• Sistem berkuasa solar sepenuhnya (siang dan malam)
• Sistem pengairan 3 zon (boleh lebih!)
• Dikendalikan sepenuhnya wifi, dengan penyatuan Google Home / Alexa menggunakan peranti Shelly RGBW2
• 'Smart' Irrigation, gunakan sistem penyiraman automatik set, dengan pautan ke API cuaca untuk memeriksa musim hujan baru-baru ini.

Mengapa reka bentuk ini?

1) Saya melihat sistem pengairan untuk kebun sayur saya dan mendapati ia sangat mahal, atau fungsinya agak terhad (hanya hidup / mati pada waktu yang ditetapkan untuk satu selang).

2) Kebun saya benar-benar panjang dan tidak ada kuasa luaran, jadi menyiapkan grid taman 12v bertenaga suria dari gudang saya kelihatan seperti idea yang menyeronokkan (dan selamat!) Untuk mendapatkan kuasa di ujung kebun)

3) Saya telah bermain-main dengan peranti Shelly dan OpenHAB dan fikir akan senang melihat apa yang dapat saya capai!

Bekalan

Sistem Suria:

• Panel Suria (120W)
• Bateri (bateri masa lapang 130aH)
• Pengawal cas solar (30A)
• Penstabil 12v
• Pengkabelan

Sistem Pengairan 'Pintar':

• Bekalan air / Bekalan air
• Pam air DC 12v
• Injap solenoid 12v (3x = 1 setiap zon pengairan)
• Perumahan kalis air
• Hos pengairan, penyambung dan hos
• Kabel 5-Teras
• Shelly RGBW2

(+ item standard seperti alat, penyambung kabel, selang dan lain-lain mengikut keperluan!)

Adalah mungkin untuk menyelesaikan banyak fungsi dalam projek menggunakan aplikasi Shelly, tetapi untuk logik automasi yang lebih maju pada pengairan, saya telah menggunakan OpenHAB.

Langkah 1: Persediaan Sistem Suria

Langkah ini hanyalah penjelasan ringkas mengenai persediaan saya, terdapat banyak panduan yang baik tentang cara terbaik membuat sistem solar DIY dan objektif utama Instructable ini adalah sistem taman dan sistem pengairan 'Smart'! (Langkah ini juga opsional, anda dapat menghidupkan seluruh sistem melalui transformer 12V berkuasa utama jika anda mempunyai akses mudah ke sumber kuasa dan tidak mahu menggunakan solar.)

Saya menggunakan panel solar 120W (eBay atau Amazon), bateri masa lapang 130aH (boleh menggunakan kapasiti yang lebih kecil, tetapi mengesyorkan menggunakan bateri santai berbanding bateri kereta biasa kerana penggunaan sistem solar seperti ini) dan cas solar 30A Unit Kawalan. Anda boleh menggunakan unit Amp yang lebih kecil, tetapi perbezaan kosnya sangat minimum dan apabila menarik daya pada 12V, Amps akan segera naik!

Sistem suria itu sendiri akan menghasilkan pelbagai voltan (dokumentasi dengan model saya mengatakan 10.7V hingga 14.4V bergantung pada tahap pengisian bateri dan input solar). Peranti Shelly yang digunakan dalam projek ini cukup sensitif terhadap voltan dan memerlukan bekalan 12V yang stabil. Untuk mencapai ini, anda memerlukan penstabil voltan, mudah didapati di eBay. Saya mendapat input 8V-40V ke output 12V yang mampu membawa 10A. 10A adalah penstabil terbesar yang dapat saya temui dalam julat voltan ini, jadi hanya dapat menarik 10A pada satu masa melalui sambungan ini. Selalunya mungkin untuk menyambungkan penstabil kedua kemudian untuk menyediakan bekalan kuasa 10A yang lain.

Saya melakukan persediaan ujian cepat di meja kebun saya untuk memastikan semuanya berfungsi dengan baik sebelum memasang. Saya memeriksa output voltan pengawal suria dan memang ~ 13.4V. Setelah penstabil voltan disambungkan, saya memeriksa semula dan ia 12.2V - sesuai untuk Shelly RGBW2 dan saya menyambungkannya.

Shelly dihidupkan dengan segera dan saya dapat mengkonfigurasinya ke WiFi saya dan menguji tindak balasnya - peranti IoT Solar Powered pertama saya!

Setelah semuanya diuji dan berfungsi, saya membongkar persediaan dan memindahkan komponen ke gudang kebun saya untuk pemasangan sepenuhnya.

Saya membina bingkai asas untuk menahan panel solar pada sudut 40 darjah (paling efisien adalah menghadap ke selatan pada ketinggian 40 darjah di lokasi saya - periksa dalam talian, terdapat banyak kalkulator untuk mendapatkan sudut terbaik untuk lokasi anda!)

Langkah 2: Pengairan Pintar - Perumahan Injap Pengairan

Langkah pertama untuk mewujudkan sistem pengairan pintar automatik adalah dengan membuat sistem kawalan injap.

Injap yang saya gunakan untuk projek ini adalah asas, biasanya ditutup, 12V DC, 1/2 "Injap solenoid. Ini mudah didapati dari eBay dengan harga yang murah. Dimensi yang berbeza juga tersedia. Saya menggunakan 1/2" kerana terdapat banyak standard yang berbeza komponen sistem pengairan yang boleh digunakan dengan injap / tiub ukuran ini. Injap dilengkapi dengan benang skru 1/2 "standard di setiap sisi, jadi anda memerlukan kelengkapan yang sesuai dengan jenis selang / tabung pengairan yang ingin anda gunakan.

Oleh kerana komponen elektrik injap tidak kalis air, anda memerlukan perumahan kalis air. Saya dapati kotak persimpangan 12 masuk Schnider Electric (195x165x90mm) adalah ukuran yang sempurna untuk memuatkan 3 injap yang ingin saya gunakan, ditambah skru 1/2 pada penyesuai untuk hos pengairan 12mm yang saya ada.

Saya mengalirkan air secara mendatar melintasi kotak, dengan kabel kuasa / kawalan masuk melalui bahagian bawah kotak persimpangan melalui bukti cuaca gembira.

Langkah 3: Pengairan Pintar - Menghubungkan Injap ke Shelly RGBW2 Controller

Setiap injap mempunyai 2 terminal sekop. Pada injap yang saya gunakan tidak ada perbezaan kekutuban, jadi saya dapat menyambung positif atau negatif ke salah satu terminal. Tiada kuasa, injap ditutup. Hidupkan, injap terbuka.

(Perhatikan, untuk membina / menguji bahagian sistem ini, saya menggunakan transformer DC 12V standard (pemacu LED lama) sehingga saya tidak perlu terus keluar ke kebun dan menyambung ke bekalan kuasa solar untuk menguji ia).

Hentikan 3 kabel dari kabel 5-teras yang masuk ke dalam kotak dengan penyambung sekop bersaiz yang sesuai. (Dalam foto contoh, coklat, hitam dan kelabu digunakan untuk ini). Satu kabel (biru dalam foto) akan digunakan sebagai + ve biasa, jadi putuskan satu kabel ke penyambung berbilang kabel yang sesuai (saya menggunakan terminal 5 Wago 221).

Shelly RGBW2 mesti ditetapkan ke mod 'Putih' (di bawah tetapan di skrin kawalan Shelly). Ini secara berkesan bermaksud bahawa Shelly beroperasi sebagai 4 relay 12V DC (dimmable) yang berasingan.

Sumber kuasa dan Shelly harus berada di tempat yang jauh dari air di tempat yang selamat (kering) dan sambungan dibuat ke perumahan injap menggunakan kabel 5 teras (panjang saya kira-kira 5m, dari bangsal ke tambalan sayur). The Shelly ada di dalam kotak persimpangan kecil yang tahan cuaca di dalam kandang saya.

Sambungkan kuasa seperti gambar rajah yang dilampirkan dan ia kelihatan seperti dalam foto. Perhatikan, kabel dan ruang ganti di Wago 5 terminal adalah untuk menghubungkan pam.

Langkah 4: Pengairan Pintar: Menyambungkan Pam

Langkah seterusnya adalah menyambungkan pam. Untuk persediaan saya, saya menyambungkan pam melalui perumahan injap kerana saya menggunakan kabel 5-teras utama untuk mengeluarkan kuasa dari bangsal, tetapi anda boleh dengan mudah menyambungkan pam secara berasingan jika lebih mudah.

Saya menggunakan pam 12V aliran tertinggi yang saya dapati di ebay (1000L / h), tetapi terdapat banyak pilihan yang ada. (Saya mempunyai beberapa pam yang dihubungkan ke Shelly RGBW2 sekarang dan mendapati bahawa beberapa pam hanya berfungsi ON / OFF pada 100%, sementara yang lain anda dapat mengawal laju aliran menggunakan fungsi redup Shelly. Ini tidak penting untuk sistem pengairan seperti yang anda mahukan ' aliran maksimum, tetapi mungkin penting untuk ciri air dll).

Perhatikan, tidak seperti injap solenoid, pam ADA sensitif terhadap polaritas, jadi anda perlu memastikan anda menyambungkan bekalan + ve dan -ve dengan cara yang betul.

Setelah ini selesai, pam perlu disambungkan ke input setiap injap dan setiap injap memberikan saluran keluar dari kotak (supaya anda tidak membanjiri kotak semasa menguji!).

Anda boleh menguji injap tanpa air dengan menghidupkan / mematikannya di antara muka Shelly RGBW2. Anda harus melihat penggunaan kuasa naik ~ 10W ketika mereka terbuka (pastikan 'redup' diatur ke 100% sebelum menghidupkan saluran, mereka sepertinya tidak menyukai apa-apa kecuali 100%!). Sekiranya anda telah memasang Shelly RGBW2 seperti yang ditunjukkan dalam rajah pendawaian, saluran 1-3 harus mengawal injap dan menyalurkan 4 pam.

Gambar menunjukkan saya menguji sistem menggunakan baldi di tempat mandi saya untuk mengedarkan air di sekitarnya (pam adalah benda merah di dalam baldi).

Gambar akhir menunjukkan bagaimana saya telah menghubungkan persediaan ini ke lubang air saya untuk bekalan air.

Langkah 5: Pengairan Pintar: Menghubungkan Shelly RGBW2

Semua kabel dari sistem perlu masuk ke kawasan kering (dengan sambungan wifi!) Di mana Shelly RGBW2 dapat ditempatkan.

Kabel harus disambungkan ke Shelly seperti dalam rajah pendawaian. Saya memilih untuk menggunakan IP statik pada semua peranti Shelly saya kerana pada umumnya menjadikan sambungan lebih stabil.

Langkah 6: Pengairan Pintar: Sistem Kawalan

Setelah sistem ini disiapkan, terdapat pelbagai cara yang boleh anda pilih untuk mengawal sistem anda dan pelbagai tahap bagaimana 'Smart' yang anda mahukan!

Asas: Cara paling asas untuk mengawal sistem anda adalah melalui Aplikasi Shelly dan penyatuan asli dengan Google Home atau Alexa. Dalam aplikasi ini, anda dapat mengatur jadual standard untuk setiap saluran (Pam, Zon 1, Zon 2 dll) dan juga menghubungkannya ke kawalan suara jika anda mahu.

Pendahuluan: Aplikasi Shelly juga membolehkan anda membuat 'Scenes', anda dapat mengatur pelbagai 'adegan' yang berjalan melalui corak penyiraman yang berlainan pada waktu yang berlainan dalam sehari dan lain-lain. Terdapat banyak pilihan dalam aplikasi ini … menjadi kreatif!

Betul Bijak

Saya memutuskan saya mahu melangkah lebih jauh. Saya sudah menggunakan OpenHAB untuk mengawal kebanyakan peranti IoT di rumah saya, jadi saya menyediakan kawalan sistem Pengairan saya sendiri menggunakan OpenHAB. Saya telah melampirkan fail.items.rules dan.sitemap asas pada Instructable ini untuk membantu sekiranya anda ingin menyiapkan sesuatu yang serupa.

Keseluruhan ciri:

• Kawalan automatik dan manual penuh dari halaman papan pemuka.
• Integrasi rumah Google - "Hai Google, Mulakan Pengairan". - Lihat video.
• Integrasi cuaca - Saya menyambung ke OpenWeatherMap API untuk memeriksa jumlah hujan selama 24 jam terakhir dan jika hujan lebih dari 10mm, kitaran pengairan tidak dijalankan secara automatik
• Pengairan boleh berlaku pada waktu yang ditetapkan setiap hari, atau berubah dengan matahari terbenam / matahari terbit dll.
• Sistem mengira berapa banyak air yang akan digunakan untuk setiap kitaran pengairan (penting jika anda menggunakan puntung air yang mengumpulkan air hujan seperti saya!
• Tekan pemberitahuan ke telefon anda untuk memberi tahu anda ketika pengairan automatik akan dijalankan.