Pengawal Hidroponik: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Sebuah organisasi yang bagus bernama Seeds of Change di sini di Anchorage, Alaska telah membantu anak muda untuk memulakan perdagangan produktif. Ia mengendalikan sistem pertumbuhan hidroponik menegak yang besar di gudang yang ditukar dan menawarkan pekerjaan untuk mempelajari perniagaan penjagaan tanaman. Mereka berminat dengan sistem IOT untuk membantu mengautomasikan kawalan air mereka. Ini dapat diarahkan terutamanya untuk mendokumentasikan usaha sukarelawan saya untuk membina sistem mikrokontroler yang berpatutan dan dapat dikembangkan untuk membantu usaha mereka.

Operasi penanaman hidroponik yang besar telah datang dan hilang sejak beberapa tahun kebelakangan. Penyatuan dalam perniagaan ini telah ditandai oleh kesukaran untuk menjadikannya menguntungkan. Anda mesti membuat automatik seperti gila oleh semua akaun untuk membuat beg selada yang mewah dijual untuk keuntungan. Unit menegak ini tidak menghasilkan apa-apa dengan kalori sebenar - anda pada dasarnya menanam air yang dibungkus dengan baik - jadi anda harus menjualnya dengan harga premium. Unit laras tahan air ini dibina untuk mengawal paras air di takungan utama dan sentiasa mengukur kedalaman, ph, suhu. Unit utama menggunakan ESP32 Featherwing dan melaporkan penemuannya melalui web ke aplikasi blynk di telefon anda untuk pemantauan dan e-mel atau amaran teks jika ada perkara yang mengejutkan anda.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan Anda

Reka bentuknya didasarkan pada kotak elektrik tahan air yang murah dari Lowes dan beberapa pemegang yang dicetak 3D. Bahagian-bahagian selebihnya semuanya murah kecuali unit pH dari DF Robot dan ETape dari Adafruit. DF Robot menjual sensor voltan analog versi 3 volt baru mereka dengan probe pH yang lebih murah dan anda mungkin perlu melabur dalam versi mahal yang satu ini untuk perendaman berterusan. Saya belum memasukkan penguji kekonduksian tetapi ini mungkin akan ditingkatkan setelah melihat bagaimana harga ini.

1. Dua kotak elektrik tahan air geng dari Lowes - dengan pelbagai kelengkapan untuk menahan tiub lurus dan bengkok- $ 10

2. 12 Sensor Tahap Cecair eTape Standard dengan Adafruit Casing Plastik - $ 59 anda boleh mendapatkannya tanpa perumahan plastik dengan harga $ 20 kurang …

3. Adafruit HUZZAH32 - Papan Bulu ESP32 - papan hebat. $ 20

4. Aiskaer 2 Pieces Tangki Akuarium yang dipasang di sisi Sisi dipasang Horizontal Liquid Float Switch Water Level $ 4

5. Adafruit Non-Latching Mini Relay FeatherWing

6. Lipo - bateri $ 5 (power back up)

7. Pelbagai warna LED pasangan

8. Sensor suhu digital kalis air DS18B20 + tambahan $ 10 Adafruit

9. Graviti: Analog pH Sensor / Meter Kit V2 DF Robot $ 39 - Probe pH industri akan berharga $ 49 lebih

10 Suis Hidup / Mati Logam Berkarat Tahan Air dengan Cincin LED Merah - 16mm Merah Hidup / Mati $ 5

11 Injap Solenoid Air Plastik - 12V - 3/4 (Jangan sampai 1/2 inci - ia tidak sesuai dengan apa-apa …)

12. Diymall Modul LED LCD IIC Serial Oled IICc Bersaiz 0.96 inci Inchall $ 5

Langkah 2: Wire It

Ikuti rajah Fritzing untuk pendawaian. Esp32 dipasang pada papan foto dengan skrin OLED di seberang di mana ia akan menghadap lubang kecil di bahagian belakang kotak geng. LED disambungkan ke dua output digital ESP. Yang satu menunjukkan sambungan WiFi dan yang lain mengumumkan jika Relay dihidupkan ke output air. Bateri Lipo dipasang pada input bateri di papan. Semua papan lain (pH, relay, Etape, tempa satu wayar, OLED) semuanya digerakkan dari 3 volt pada papan. Hidup / mati disambungkan ke tanah dengan pin aktif di papan utama - LED dihidupkan oleh sambungan NO ke kuasa. ETape pasti sesuatu yang perlu diperiksa dengan teliti - di papan saya kuasa dan tanah terbalik (MERAH / HITAM) dan ini seperti yang berlaku pada orang lain yang mengalami masalah ini (cari di laman web adafruits untuk masalah ini …) perintang yang termasuk di kepala harus diukur dengan teliti - tidak seperti yang diterbitkan. Papan DH Robot baru berfungsi dengan 3V sekarang dan begitu juga dengan ESP32. Tidak dapat membuat A0 berfungsi - tidak mengambil input sebelum sambungan Wifi jadi saya menggunakan input analog yang lain.

Langkah 3: Bina

Semuanya sesuai dengan kemas ke kotak utama. Dua tiang saluran elektrik sesuai keluar dari puting kalis air di bahagian bawah. Ini menyokong alat ukur. Mereka boleh dibuat sewenang-wenang lebih lama atau lebih pendek untuk menggantung kotak lebih tinggi atau lebih rendah ke permukaan air - satu-satunya had anda ialah panjang wayar penyambung anda yang harus masuk ke dalam kotak. Tiub ini mesti ditutup di bahagian bawah dengan silikon. Instrumen digantung dari penyambung bercetak 3D yang sesuai dengan kelengkungan badan etape dan saluran. Mereka mudah disesuaikan dengan kacang sayap. Pemegang khas untuk probe pH dan probe One-wire juga dicetak. Sokongan kotak untuk suis kawalan air - level juga dicetak 3D. Suis ini kalis air dan direka dengan baik dan murah. Mereka kelihatan seperti suis reed tertutup. Kotak itu diisi dengan silikon setelah mereka diikat dengan kacang yang disertakan di bahagian dalam. Jarak antara suis ini akan menentukan berapa banyak cecair yang dibenarkan sebelum ditutup. Semua wayar dipimpin melalui bukaan yang lebih rendah dan kemudian ditutup dengan silikon. Kawat probe pH dimasukkan melalui bukaan atas kerana kemungkinan akan sering ditukar. Suis hidup / mati dipanaskan panas ke kedudukannya. Rak untuk memasang esp32 dengan skrin dengan selamat dicetak 3D. Tingkap plastik bulat kecil dilekatkan pada penutup penutup belakang untuk melindungi skrin OLED dari air.

Langkah 4: Fail Cetakan 3D

Ini adalah fail STL untuk semua pemegang dan sokongan yang berkaitan. Semua ini dirancang agar sesuai dengan ciri sokongan. Kotak untuk solenoid mesti diubah suai selepas pencetakan untuk port kawalan kuasa / geganti dan lubang LED di bahagian depan.

Langkah 5: Kawalan Air

Solenoid 12 volt dimasukkan ke dalam perumahan bercetak 3D tersendiri yang juga termasuk port untuk kuasa yang terpisah dan garis kawalan dari papan geganti bulu di perumahan utama. Ini juga termasuk lampu merah kecil yang menyala ketika solenoid diaktifkan. Selang kebun biasa boleh dihubungkan dengan bukaan 3/4 inci - jangan dapatkan jenis 1/2 inci ini - anda akan sukar mencari penyambung….

Langkah 6: Programkannya

Kodnya agak mudah. Ia mengatasi beberapa subrutin yang berlainan dan melaporkannya melalui rangkaian Blynk. Sekiranya anda pernah bekerja dengan Blynk sebelum anda mengetahui latihannya. Anda mesti memasukkan semua perisian Blynk dan kunci penyambung untuk mikrokontroler dan stesen laporan anda. Anda juga harus memberikan bukti kelayakan untuk sambungan Wifi anda. Semuanya berfungsi dengan agak indah dan menyediakan cara yang sangat mudah untuk melaporkan data yang rumit tanpa melakukan banyak kerja. Anda mesti menyediakan satu siri pemasa yang dimediasi Blynk untuk setiap sensor yang diukur. Ini mesti dimulakan dan dijalankan dalam subrutin yang terpisah. Saya mempunyai yang berasingan untuk pH, suhu, ketinggian air dan masa injap solenoid tetap terbuka - ini untuk memeriksa sama ada air terlalu lama tanpa mengisi tangki - tidak baik. Subrutin ketinggian air hanya memerlukan banyak bacaan dari pembahagi voltan pada eTape (lihat nota sebelumnya - instrumen ini salah dari kilang….) Dan kemudian membetulkan bacaan dengan fungsi peta dan kekangan yang dilakukan dengan pengukuran di dalam air tangki pada had tinggi dan rendah pita. Subrutin pH lebih rumit. DH Robot memasukkan beberapa perisian untuk melakukan inisialisasi tetapi saya tidak dapat berfungsi sama sekali. Anda harus mengambil bacaan mentah dari port A2 dengan penyangga pada 4.0 dan 7.0 (termasuk dalam kit) dan memasukkannya ke dalam "nilai asid" dan "nilai neutral" di bahagian atas program. Ia kemudian akan mengenal pasti cerun dan pintasan y untuk mengira semua nilai pH seterusnya untuk anda. PH harus dikalibrasi semula dengan cara yang sama setiap 2 bulan untuk memeriksanya. Subrutin temp adalah program satu wayar standard anda. Satu-satunya aktiviti di bahagian gelung void adalah memeriksa status dua suis apungan untuk menentukan kapan menghidupkan air dan memulakan pemasa.

Langkah 7: Gunakannya

Pada percubaan awal mesin berfungsi dengan baik - mempunyai jarak yang mudah disesuaikan untuk instrumen dan penutup tahan air yang dibuat untuk pemasangan yang lebih mudah dalam persekitaran yang cepat berubah. Ini mesti dilihat jika jarak antara dua suis permukaan air terbukti mencukupi. Persekitaran Blynk membuat pelaporan dan kawalan dengan telefon bimbit mudah dilakukan. Pengendalian langsung ke atas relay output melalui telefon menjadikan penggantian sistem mungkin berlaku apabila situasi paras air yang menakutkan muncul. Kemudahan yang anda dapat dengan segera memberikan output yang disalurkan ke sebanyak mungkin peranti menjadikan perkongsian data dengan banyak orang lancar. Kepentingan masa depan adalah dengan mengautomasikan bekalan nutrien, ujian kekonduksian (masalah yang diketahui dengan pengukuran pH) dan jaringan jaringan dengan nod lain untuk mengukur lokasi terpencil di kompleks tumbuh.