Humidity at Temperature Control System para sa Terrarium: 11 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

PANIMULA:

Ang itinuturo na ito ay para sa pagbuo ng isang modular halumigmig at temperatura control system gamit ang isang Arduino Uno. Gumagamit ang sistemang ito ng isang hindi tinatagusan ng tubig na kahalumigmigan at pagsisiyasat sa temperatura upang subaybayan ang mga parameter ng kapaligiran at isang Arduino Uno na konektado sa 5V relay upang makontrol ang pag-aktibo ng isang humidifier at isang fan ng paglamig. Ang isang pangalawang sistema na gumagamit ng isang real-time-relo (RTC) ay nagsisiguro ng isang pang-araw-araw na pag-refresh ng mahalumigmig na hangin at pinapayagan ang pag-program ng nakaiskedyul na halumigmig at paglamig. Ang mga sukat ng halumigmig at temperatura ay inaasahang sa LCD screen.

Ang aplikasyon ng aparatong ito ay upang makontrol ang mga parameter ng kapaligiran para sa mga tropikal na halaman. Sa kasong ito, ginugusto ng mga halaman na ito ang mas mataas na kahalumigmigan (karaniwang higit sa 70%) at sensitibo sa mas mataas na temperatura (30-35C). Dahil sa pagmo-moderate ng temperatura mula sa sistema ng HVAC ng aking gusali, masisiguro kong hindi bababa ang temperatura sa ibaba ng isang tinukoy na threshold (20C). Sa kasong ito, ang epekto ng greenhouse ay higit na isang alalahanin kung kaya't ang paglamig ay kailangang ipatupad bilang karagdagan sa halumigmig.

Pag-iingat:

Ang pagbuo na ito ay nagsasangkot ng pagtatrabaho sa kuryente. Gumawa ng mga espesyal na pag-iingat upang maiwasan ang electrocution at pagkabigla. Mag-ingat ng labis na mga kable upang maiwasan ang paglikha ng anumang mga shorts o hindi magandang koneksyon.

Habang ang sistemang ito ay idinisenyo upang maging katugma sa mga 120V na aparato, hindi ito inilaan para magamit sa mataas na kasalukuyang mga system. Papayagan ng mga simpleng pagbabago para sa naturang system kabilang ang mga relay na inilaan para sa mas mataas na wattage, isang sistema ng paglamig, atbp. Limitahan ang kabuuang kasalukuyang gumuhit sa 10A maximum na pinagsama para sa lahat ng mga aparatong nakakonekta.

Pagbabago:

Maaaring baguhin ang sistemang ito upang magdagdag ng karagdagang mga parameter ng kontrol tulad ng isang pampainit. Bilang karagdagan, maaari itong patakbuhin nang walang isang aktibong sistema ng kontrol sa pamamagitan lamang ng paglalapat ng mahalumigmig na hangin sa isang naka-iskedyul na batayan. Ang kadahilanan na ito ay lubos na nakasalalay sa mga uri ng mga organismo na lalago sa terrarium.

REPOSITORY:

Ang programa, mga diagram, at mga naka-print na modelo ng 3D ay maaari ding matagpuan sa GitHub Dito.

Mga gamit

KONTROLLER

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x 2 o 4 Channel 5V 10A Relay (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x SHT 20 I2C Waterproof Temperature and Humidity Probe (RobotShop SEN0227)
  • 1x I2C 16x2 LCD Module (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • 1x Data Logger Shield na may RTC o RTC Module (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • 1x Screw Terminal Shield para sa Arduino Uno (opsyonal, RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • 3x 120V 2-Prong Extension Cord (maaaring magamit din ang 3-Prong, tiyaking makakaya nila ang 10A [1200W] o higit pa)
  • 1x Project Box kahit 7 "x5" x3 "(RadioShack, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x PCB Board o Mounting Board para sa Box
  • 1x USB a / b Cable

  • 1x USB Wall Charger Adapter (120V)

HUMIDIFIER

• • 1x Homasy Cool Mist Humidifier (ASIN B07RZSBSHJ)
  • 1x 5/8 "x 6 'PVG Bile Pump Discharge tube (o katulad na 3/4" hanggang 5/8 "tubing, LOWES # 814327)
  • 1x 3/4 "Babae-Babae Coupling PVC Fitting (LOWES # 23850)
  • 2x 3/4 "Male-to-Babae Screw Elbow PVC Fitting (LOWES # 126822)
  • 1x 3/4 "Side Outlet Elbow PVC Fitting (LOWES # 315496)
  • 1x 3/4 "Umiikot na Lalaki-sa-Babae na Irigasyon Adapter (LOWES # 194629)

COOLING FAN

• • 1x 12V Computer Fan
  • 1x 12V 1A Power Adapter
  • 1x 12V Lalaki + Babae 2.1x5.5MM DC Power Jack Plug Adapter Connector

MALIIT NA BAHAGI

• • 20x Jumper Cables
  • 4x Cable Glands (PH7)
  • 3x 22-10 AWG Wuts Nuts
  • 12x Standoffs at Screws at Bolts
  • 6x M3-0.5 o UNC 4-40 screws at bolts
  • 4x Screws (upang ilakip ang mounting board sa proyekto box)
  • 3x Suction Cup Hooks

TOOLS

• • Wire Stripper
  • Mga Screw Driver (iba't ibang laki)
  • Drill
  • Rotary Tool (opsyonal)
  • 3D Printer (opsyonal)

PROGRAM

Ang programa ay matatagpuan sa pahinang ito o sa GitHub Dito

Hakbang 1: Wire ang Adruino Circuit

Ang hakbang na ito ay para sa pag-set up at koneksyon ng electronics. Sa kasong ito, ang lahat ng mga kinakailangang ma-wire ay ang Arduino UNO, SHT 20, at ang mga bahagi lamang ng koneksyon ng Arduino sa mga relay. * Tandaan, ang pagkonekta ng mga 120V extension cord ay hindi kailangang gawin ngayon.

WIRE ARDUINO

1. Ipunin ang mga sangkap na nakalista sa Mga Supply sa ilalim ng CONTROL SYSTEM.

2. Wire ang Arduino Uno na sumusunod sa eskematiko na kasama (figure). Huwag munang i-hook ang relay.

   • Lupon ng Datalogger:

     Kumonekta sa tuktok ng Arduino Uno

   • Screw Terminal Shield:

     Ikonekta ang panig ng Analog sa panig ng Analog ng Datalogger Board sa Arduino Uno

   • SHT 20:

     • Pula hanggang 3.3V
     • Green sa GND
     • Itim hanggang A5
     • Maputi hanggang A4

   • I2C 16x2 LCD Screen:

     • SCL hanggang A5
     • SDA hanggang A4
     • GND sa GND
     • VCC hanggang 5V

   • 4 Channel Relay (Gumamit ako ng IN3 at IN4 mula sa isang 4 Channel Relay, maaari itong gumana para sa IN1 at IN2 sa isang relay din):

     • VCC hanggang 5V
     • GND sa GND
     • SA 3 upang i-pin 7
     • SA 4 hanggang i-pin 8
3. Kung gumagamit ka ng kalasag ng terminal ng tornilyo, maaari mong gamitin ang 5V at GND para sa direktang koneksyon sa screen upang wala kang 2 mga pin na papunta sa parehong input.
4. Ang screen o ang SHT 20 probe ay maaaring konektado sa iba pang input ng SDA SCL na matatagpuan sa Arduinos sa itaas ng input ng AREF. Tandaan na hindi lahat ng mga kalasag ay magkakaroon nito sa kanila.

Hakbang 2: Program Arduino at Suriin

Ang hakbang na ito ay upang suriin na gumagana ang lahat ng mga sangkap at tatakbo ang programa ayon sa nilalayon.

PROGRAM ARDUINO

1. Gamit ang isang computer, i-download ang Arduino IDE na matatagpuan dito.
2. Ikonekta ang Arduino sa isang computer gamit ang USB a / b adapter.
3. I-download ang programang Arduino mula dito o sa pahinang ito.
4. I-upload ang software sa Arduino (tiyaking mayroon kang tamang COM port na napili o hindi ito mai-upload).

Suriin ang mga Elektroniko

1. Suriin na tumatakbo ang programa at basahin nang maayos ang lahat ng mga sangkap.

   1. Maaaring suriin ang kahalumigmigan sa pamamagitan ng paglalagay ng sensor malapit sa nakabasa na humidifier.

      • Sa isang kahalumigmigan sa ibaba 70%, ang relay ay dapat na i-on, madalas na ipinahiwatig ng isang tunog ng pag-click at isang ilaw sa relay (umaasa sa modelo).
      • Sa halumigmig sa itaas ng 85% dapat itong patayin, madalas na ipinahiwatig ng isa pang pag-click at isang ilaw na patayin.

   2. Maaaring suriin ang temperatura sa pamamagitan ng tamang paghawak sa probe sa iyong mga kamay upang itaas ang temperatura.

      Katulad nito, sa isang temperatura sa itaas ng 30C, ang relay para sa fan ay dapat na i-on

   3. Tandaan, ang probe ay may lag time na halos 6 segundo upang mag-ulat ng pagbabago sa kapaligiran.

2. Tiyaking binabasa ng display ang halumigmig ng temperatura na may makatuwirang numero sa paligid.

   Maaari mong tantyahin ang iyong kasalukuyang kahalumigmigan at temperatura gamit ang ibang sensor o batay sa lokal na panahon

Hakbang 3: Lumikha ng Project Box at Mount Electronics

Maaari nang maitayo ang kahon ng proyekto at ang mga electronics na naka-mount upang mailagay sa loob ng kahon sa paglaon.

PROJECT BOX

1. Para sa kahon ng proyekto, 4 na butas ang kailangang drill:

   • 120V input cord.
   • Mag-input para sa SHT20 sensor.
   • Output para sa control ng halumigmig.
   • Output para sa control ng temperatura.

2. Ang mga butas ay maaaring mailagay kahit saan. Sa halimbawang kahon na ito inilagay ang mga sumusunod:

   • 120V input - itaas sa kanan sa gitna.
   • SHT 20 input - kaliwang bahagi sa gitna.
   • Output ng kontrol sa kahalumigmigan - pakanan patungo sa tuktok sa gitna.
   • Ang output control ng temperatura - pakanan patungo sa ilalim sa gitna.

3. Markahan at mag-drill ng mga butas na may 11.5mm drill bit.

   Tandaan: Ang isang 7/16 "drill bit ay maaaring magamit at pagkatapos ay i-sanded / isampa upang palakihin ito ng sapat upang mailagay sa glandula

4. Alisin ang takip at selyo mula sa bawat glandula at ilakip ang natitirang tornilyo na katawan at kulay ng nuwes sa katawan tulad ng nakikita sa pigura.

PAG-MOUNTING

1. Gumagamit ng alinman sa isang piraso ng plastik, mounting board, o isang prototyping board na pinutol upang magkasya sa kahon.
2. Mag-drill ng mga butas upang maitugma ang mga tumataas na butas sa kahon.
3. Iposisyon ang iyong electronics (Arduino Uno with Shields and Relay) na naaangkop sa pisara.
4. Markahan ang mga butas at mag-drill na may naaangkop na laki ng drill bit.
5. Paggamit ng anumang mga header na iyong pinili, ikabit ang Arduino at Relay sa pisara (figure)

Hakbang 4: Ang Project Box Electronics Set-Up

Ang hakbang na ito ay nakatuon sa paglalagay ng lahat ng mga bahagi sa kahon ng proyekto upang magawa ang panghuling mga kable.

Idagdag ANG ARDUINO AT RELAY

1. Maingat na idiskonekta ang sensor ng SHT 20 at ang screen.
2. Ilagay ang mounting panel sa kahon (figure). Huwag mo na itong lokohin.

PREP CABLES

1. Gupitin ang iyong mga extension cord sa nais nilang haba.

   • Magkakaroon ka ng 1 prong input na mananatili sa loob ng kahon. Ito ay para sa pagpapaandar ng Arduino at iba pang mga aparato na maaaring idagdag sa paglaon (hal. Fan, power converter, atbp).
   • Ang 2 ng mga prong input na ito ay gagamitin upang mapagana ang bawat isa sa humidifier at ang aparato na paglamig. Maaari mong gawin ang mga ito sa anumang haba na iyong pinili, ngunit pipiliin kong panatilihin silang malapit sa aparato upang maiwasan ang mga lubid na nakalawit saanman.
   • Mula sa 1 ng mga extension cord na ito, mai-save mo ang cord end upang mapagana ang aparato. Kung ang live na kawad ay ipinahiwatig sa kurdon na gamitin ang mga iyon (kadalasan mayroon silang mga guhitan, huwag mag-alala kung mayroon ito ng iyong kurdon, ginagawang mas madali itong ayusin).
2. Hukasan ang mga dulo ng kurdon ng kuryente at ang tatlong mga pag-input ng kuryente.
3. I-twist ang mga natapos na dulo upang maiwasan ang fraying (figure, figure).
4. Ilagay ang takip at goma na gasket sa plug, ang 2 output para sa relay, at ang SHT 20 na pagsisiyasat.

Magdagdag ng mga CABLES

Ang mga cable ay maaaring idagdag sa mga glandula na naka-set up sa kahon (figure). Huwag pa silang i-tornilyo

Hakbang 5: Mga Relay na Kable

Para sa bahaging ito, nagsama ako ng mas masusing mga kable dahil maaari itong maging nakakalito. Susundan ito ng parehong mga kable tulad ng eskematiko na nakikita sa Hakbang 2 (pigura).

WIRING RELAY

1. Ikonekta ang dalawang maluwag na mga wire sa bawat isa sa mga karaniwang (C) input ng dalawang relay gamit ang isang distornilyador upang mai-clamp pababa sa kawad (figure).

   • Karaniwan itong gitnang input ng relay at madalas na itinalaga bilang isang C o isang patayong linya.
   • Maaaring kailanganing i-trim ang mga wire upang matiyak na umaangkop nang maayos.
   • Siguraduhin na halos walang tanso na nakalantad, ang sukat ay masikip, at walang mga kawad na wire na nakabitin.
   • Maaaring kailanganin mong iangat ang board nang bahagya upang maipasok ang mga wire.

2. Ikonekta ang live na dulo ng kawad mula sa 2 mga pag-input ng kuryente sa karaniwang bukas (HINDI) na bahagi ng relay (figure).

   Ito ay katulad ng hakbang sa itaas, ngunit ang output na ito ay itinalaga ng isang linya na may anggulo (tulad ng isang switch na hindi konektado sa karaniwang kawad)

3. Magsimula sa pagkonekta ng lahat ng mga live na wire nang magkasama. (Ito ay tumutugma sa mas malaki sa dalawang mga wire at madalas na ipinahiwatig ng ilang mga piraso sa kawad o itim na kawad.) Ang mga kable na magkakaugnay ay:

   • Live na kawad mula sa plug
   • Live na wire mula sa plug input na gagamitin upang mapatakbo ang Arduino
   • 2 hinubad na mga wire
4. I-twist ang mga wire nang magkasama at takpan ng isang cap ng tornilyo.

5. Ikonekta magkasama ang lahat ng mga neutral na wires.

   • Neutral na kawad mula sa plug
   • Neutral na kawad mula sa output na gagamitin upang mapatakbo ang Arduino
   • Ibalik ang mga wire mula sa bawat isa sa 2 output ng kuryente
6. I-twist ang mga wire nang magkasama at cape na may isang takip ng tornilyo (figure).

7. Tiyaking ang lahat ng mga takip ng tornilyo ay masikip at hindi mahuhulog.

   • Kung ang mga takip ng tornilyo ay hindi umaangkop nang maayos, gumamit ng ibang takip ng sukat.
   • Bilang kahalili, ang mga wire ay maaaring konektado 2 nang paisa-isa at ang labis na kawad ay magagamit upang tumalon silang magkasama

ATTACH SHT20

1. Pagsagip sa SHT20 sa screw board.

   Ang mga wires ay maaari ding itulak sa mga jumper wires at / o konektado sa mga jumper wires kung hindi ginagamit ang isang screw board

HIGIT ANG GLANDS

1. Higpitan ang bawat glandula sa paligid ng mga wire

   Ang mga lubid ay maaaring mahawakan nang kaunti upang maalis ang ilang pagdaloy, ngunit palaging tiyakin na ang ilan ay natitira

Hakbang 6: Konfigurasi ng Lid ng Box na Control

Ang hakbang na ito ay upang mai-mount ang screen sa tuktok ng kahon at idagdag sa mga naka-print na bahagi ng 3D upang gawin itong malinis.

GUMAWA NG LABAN SA LCD

1. Maghanap ng isang lugar upang mai-mount ang screen sa talukap ng mata.

   Inilagay ng proyektong ito sa kaliwang 1 "mula sa itaas at kaliwang bahagi

2. Subaybayan ang screen at lokasyon para sa mga butas.
3. Gamit ang alinman sa isang Dremel o isang labaha, i-cut ang hugis-parihaba na lugar upang ilagay ang screen.
4. Mag-drill ng mga butas para sa screen gamit ang naaangkop na drill bit.

Magdagdag ng 3D PRINTED KOMPONENS (opsyonal)

1. I-print ang 2 STL file na kasama:

   • Isang frame para sa LCD upang maitago ang anumang mga hindi pagkakapare-pareho ng paggupit (16x2 LCD Screen Frame (retro).stl).
   • Isang logo upang magmukha itong opisyal (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Pagkatapos ng pag-print, ilagay ang 2 naka-print na mga sangkap sa takip saanman ninanais.
3. Markahan ang mga butas ng drill para sa screen gamit ang naaangkop na drill bit.
4. Kulayan kung ninanais.

KAPAL SA SCREEN

1. Ang paggamit ng maliliit na turnilyo at bolt (gumagana nang maayos ang M3 para dito) bolt sa screen na may mga turnilyo sa harap at i-screen sa likuran. Kung gumagamit ng frame, ilakip ito sa harap (figure).
2. Ikabit ang logo at magdagdag ng mga turnilyo (opsyonal) (figure).
3. Siguraduhin na ang lahat ng mga turnilyo at bolt ay masikip.

Hakbang 7: Tapusin ang Control System Box

Ang mga hakbang na ito ay tapusin ang pag-set up ng kahon ng proyekto na may control system sa loob.

POWERING AND CLOSING

1. Gamitin ang input ng extension cord na inilagay sa loob ng kahon upang idagdag ang iyong konektor ng kuryente sa Arduino.

   Gusto kong gamitin ang USB upang madali ko lang itong buksan at kunin ang kurdon upang i-reprogram ito

2. Patayin ang kahon upang matiyak na gumagana ang lahat ng mga koneksyon.
3. Screw sa mounting board gamit ang mga naaangkop na turnilyo.
4. I-tornilyo ang tuktok sa kahon gamit ang mga turnilyo mula sa project box kit.

Kumpleto na ang control system. Ang mga susunod na hakbang ay ang pagdaragdag ng isang moisturifier at isang paglamig fan.

Hakbang 8: Pag-set up ng Humidifier

Ito ay para sa pag-set up ng isang pangunahing sistema ng humidification gamit ang isang komersyal na ultrasonic humidifier

HUMIDIFIER

1. Gamit ang mga bahagi ng PVC, ikonekta ang mga ito sa contraption na nakikita sa pigura
   • Ikabit ang 3/4 "babaeng-sa-babaeng pagkabit ng PVC sa siko ng lalaking-sa-babaeng PVC na siko.
   • Ikabit ang siko ng tornilyo na iyon sa isa pang siko ng tornilyo upang makagawa ng tamang anggulo.
   • Idagdag ang adapter ng patubig na pang-lalaki sa babae sa turnilyo ng turnilyo ng siko ng tornilyo.
   • Ikabit ang gilid na outlet ng siko ng PVC sa dulo ng adapter ng patubig.
2. Sukatin at gupitin ang tubing sa nais na haba
   • Ang haba na ito ay kailangang mula sa tuktok ng terrarium hanggang sa gitna ng moisturifier.
   • Kailangang maging napakaliit sa linya at dapat itong maging patayo hangga't maaari. Ang anumang looping o mga lugar na nangongolekta ng tubig ay magbabara sa tubing at maiiwasang dumaloy ang maliliit na mga particle ng tubig.
   • Sa kaso ng pag-set up na ito, ang tubing ay may mga paglarawan sa paa at tatlong paa ang nagtrabaho.

3. Ikonekta ang tubing sa bahagi ng PVC

   Sa kasong ito, ginagamit ang isang 5/8 "bile duct na akma nang mabilis sa pagkabit ng 3/4"

4. Alisin ang puting takip mula sa output ng humidifier
5. Itulak ang tubing sa loob ng output upang magawa itong masikip.
6. Ilagay ang bahagi ng tubo ng PVC sa loob ng terrarium upang maupo ito sa tabi ng gilid. Ang mga bahagi ng PCV ay maaaring i-screwed sa higit pa o mas kaunti upang payagan ang lapad ng gilid ng terrarium na mapaunlakan.

Hakbang 9: Pag-cool ng Fan Set-Up

Nagdaragdag ito ng isang fan ng paglamig upang mabawasan ang temperatura sa pamamagitan ng convective na paglamig kung kinakailangan

COOLING FAN

1. Ikonekta ang mga output wire mula sa computer fan sa isang 12V male plug adapter.

2. Gamit ang 2 Suction cup, iposisyon / yumuko ang mga ito sa paraang makaupo sa mga butas ng fan (figure).

   Ang tagahanga ay dapat na angulo pababa nang bahagya upang hilahin ang hangin mula sa paligid upang palamig ang mga naninirahan

Hakbang 10: I-plug ito at Suriin

Ito ang huling hakbang upang wakasan ang control system!

MOUNT SHT 20

1. Gamit ang isang suction cup hoop, ikabit ang SHT 20 patungo sa tuktok ng terrarium (figure).

   Sa teorya, ang gradient ng tubig sa hangin ay dapat na pinakamababa patungo sa tuktok ng terrarium dahil doon naghahalo ang hangin sa silid. Sa kasong ito, makasisiguro ang natitirang terrarium ay nasa o bahagyang mas mataas sa halumigmig na sinusukat ng sensor

PLUG-IN LAHAT

1. I-plug-in ang control system sa isang outlet at tiyaking magpapagana ito at magbasa nang maayos
2. I-plug-in ang humidifier sa outlet ng control ng halumigmig.
3. Plug-in ang fan sa outlet ng kontrol sa temperatura.

PAGSUSULIT

Subukan ang system sa pamamagitan ng pagsasaayos ng kapaligiran sa paligid ng sensor upang matiyak na ang mga relay ay nakabukas / naka-off kung kinakailangan. Tingnan ang Hakbang 2 para sa karagdagang impormasyon

Hakbang 11: Pangwakas na Mga Salita

PANGHULING SALITA

Ang system ay naka-set up at dapat ay mahusay na upang pumunta. Tulad ng nakasaad nang mas maaga ang sistema ay modular sa bagay na maaaring madaling maiakma o mabago upang mapaunlakan ang anumang kinakailangang mga kinakailangan. Napakahalagang alalahanin na ang sistemang ito ay hindi matalino: Hindi malalaman kung mayroong isang pagkabigo at isasara o patayin lamang ang mga bagay. Ang sistema ay dapat na patuloy na suriin upang matiyak na may sapat na tubig sa humidifier, na ang linya ay hindi barado, na ang sensor ng kahalumigmigan ay gumagana pa rin, atbp Sa pangkalahatan, ang sistemang ito ay dapat na gumana sa parehong antas ng mga komersyal na control system at higit pa gumagana, madaling ibagay, at epektibo sa gastos. Magsaya sa pagbuo.