Ang Solar Powered 'Smart' WiFi Controlled Irrigation System: 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Ginagamit ng proyektong ito ang karaniwang DIY solar at 12v na mga bahagi mula sa ebay, kasama ang mga aparato ng Shelly IoT at ilang pangunahing programa sa openHAB upang lumikha ng isang homemade, buong solar Powered, smart power power grid at pag-set up ng irigasyon.

Mga Highlight ng System:

• Ganap na solar power system (araw at gabi)
• 3 zone irrigation system (maaaring higit pa!)
• Ganap na kinokontrol ang wifi, kasama ang pagsasama ng Google Home / Alexa gamit ang mga Shelly RGBW2 na aparato
• Ang 'Smart' Irrigation, gamitin ang itinakda na awtomatikong sistema ng pagtutubig, na may mga link sa API ng panahon upang suriin ang kamakailang pagbagsak ng ulan.

Bakit ang disenyo na ito?

1) Tumitingin ako sa mga sistema ng patubig para sa aking hardin ng gulay at nalaman na ang mga ito ay napakamahal, o medyo limitado sa pagpapaandar (nasa / off lamang sa isang takdang oras para sa isang solong medyas).

2) Ang aking hardin ay talagang mahaba at walang panlabas na lakas, kaya't ang pagse-set up ng isang solar Power 12v na grid ng hardin mula sa aking malaglag ay tila isang kasiya-siya (at ligtas!) Na ideya upang makakuha ng kapangyarihan sa buong dulong bahagi ng hardin)

3) Naglalaro ako tungkol sa mga aparatong Shelly at OpenHAB at naisip kong magiging masaya na makita kung ano ang makakamit ko!

Mga gamit

Solar System:

• Solar Panel (120W)
• Baterya (130aH leisure baterya)
• Solar charge controller (30A)
• 12v pampatatag
• Paglalagay ng kable

'Matalinong' Irigasyon System:

• Waterbutt / supply ng Tubig
• 12v DC water pump
• 12v Solenoid valves (3x = 1 bawat irigasyon zone)
• Hindi tinatagusan ng tubig na pabahay
• Hose ng irigasyon, konektor at medyas
• 5-Core cable
• Shelly RGBW2

(+ karaniwang mga item tulad ng mga tool, cable konektor, hose atbp kung kinakailangan!)

Posibleng makumpleto ang maraming mga pag-andar sa proyekto gamit ang Shelly app, ngunit para sa mas advanced na lohika sa awtomatiko sa patubig na ginagamit ko ang OpenHAB.

Hakbang 1: Pag-setup ng Solar System

Ang hakbang na ito ay isang mabilis na paliwanag lamang ng aking pag-set up, maraming magagandang gabay sa kung paano pinakamahusay na mag-set up ng isang solar solar system at ang pangunahing layunin ng Instructable na ito ay ang 'Smart' na grid ng hardin at sistema ng irigasyon! (Ang hakbang na ito ay opsyonal din, maaari mong mapagana ang buong sistema sa pamamagitan ng isang mains na pinapatakbo ng 12V transpormer kung mayroon kang madaling pag-access sa isang mapagkukunan ng kuryente at ayaw mong gumamit ng solar.)

Gumamit ako ng isang 120W solar panel (eBay o Amazon), isang 130aH na baterya sa paglilibang (maaaring gumamit ng mas maliit na kapasidad, ngunit inirerekumenda ang paggamit ng isang baterya sa paglilibang sa isang normal na baterya ng kotse dahil sa paggamit ng ikot ng isang solar system tulad nito) at isang 30A solar charge control unit. Maaari kang pumunta para sa isang mas maliit na yunit ng Amp, ngunit ang pagkakaiba sa gastos ay napakaliit at kapag gumuhit ng lakas sa 12V, ang Amps ay maaaring umakyat kaagad!

Ang solar system mismo ay maglalabas ng isang hanay ng mga voltages (dokumentasyon sa aking modelo ay nagsasabing 10.7V hanggang 14.4V depende sa antas ng singil ng baterya at pag-input ng solar). Ang mga aparato ng Shelly na ginamit sa proyektong ito ay makatwirang sensitibo sa boltahe at kailangan ng isang matatag na 12V na supply. Upang makamit ito kakailanganin mo ang isang boltahe pampatatag, madaling magagamit sa eBay. Nakuha ko ang isang 8V-40V input sa 12V output na may kakayahang magdala ng 10A. Ang 10A ay ang pinakamalaking pampatatag na maaari kong makita sa saklaw ng boltahe na ito, kaya makakaguhit lamang ng 10A sa isang solong oras sa pamamagitan ng koneksyon na ito. Palaging posible na kumonekta sa isang pangalawang stabilizer sa paglaon upang magbigay ng isa pang 10A supply ng kuryente.

Gumawa ako ng isang mabilis na pag-set up ng pagsubok sa aking talahanayan sa hardin upang matiyak na ang lahat ay gumagana OK bago i-install. Sinuri ko ang output ng boltahe ng solar controller at ito talaga ~ 13.4V. Kapag ang boltahe pampatatag ay konektado ko rechecked at ito ay 12.2V - angkop para sa Shelly RGBW2 at ikinonekta ko ito.

Agad na pinalakas ng Shelly at na-configure ko ito sa aking WiFi at sinubukan ang tugon nito - ang aking unang aparato ng Solar Powered IoT!

Kapag nasubukan na ang lahat at gumana, kinuha ko ang pag-set up at inilipat ang mga sangkap sa aking hardin malaglag para sa buong pag-install.

Nagtayo ako ng isang pangunahing frame upang hawakan ang solar panel sa anggulo ng 40 degree (ang pinaka mahusay ay nakaharap sa timog sa 40 degree na taas sa aking lokasyon - suriin sa online, maraming mga calculator upang makuha ang pinakamahusay na anggulo para sa iyong locaiton!)

Hakbang 2: Smart Irrigation - Pabahay ng Balbula ng Irigasyon

Ang unang hakbang para sa paglikha ng awtomatikong matalinong sistema ng irigasyon ay ang paglikha ng isang sistema ng kontrol sa balbula.

Ang mga balbula na ginamit ko para sa proyektong ito ay pangunahing, karaniwang sarado, 12V DC, 1/2 "Mga solenoid valve. Madali itong makuha mula sa eBay na medyo mura. Iba't ibang mga sukat ay magagamit din. Gumamit ako ng 1/2" dahil maraming iba't ibang pamantayan mga sangkap ng system ng irigasyon na maaaring magamit sa laki ng balbula / tubing na ito. Ang mga balbula ay mayroong karaniwang 1/2 "tornilyo na thread sa bawat panig, kaya kakailanganin mo ng mga naaangkop na mga kabit upang umangkop sa uri ng hose / irrigation tubing na nais mong gamitin.

Dahil ang mga de-koryenteng bahagi ng mga balbula ay hindi hindi tinatagusan ng tubig, kailangan mo ng isang patunay na tubig na tirahan. Nalaman ko na ang Schnider Electric 12-entry junction box (195x165x90mm) ay ang perpektong sukat upang magkasya sa 3 mga balbula na nais kong gamitin, kasama ang 1/2 na tornilyo sa mga adapter para sa 12mm na patubig na hose na mayroon ako.

Pinapatakbo ko ang tubig na dumadaloy nang pahalang sa buong kahon, na may kuryente / control cable na pumapasok sa ilalim ng kahon ng kantong sa pamamagitan ng isang patunay ng panahon.

Hakbang 3: Smart Irrigation - Pagkonekta ng mga Valve sa Shelly RGBW2 Controller

Ang bawat balbula ay may 2 mga terminal ng pala. Sa mga valve na ginagamit ko ay walang pagkakaiba sa polarity, kaya't makakonekta ako ng positibo o negatibo sa alinmang terminal. Walang kuryente, sarado ang balbula. Ang lakas, ang balbula ay bukas.

(Tandaan, para sa pagbuo / pagsubok ng bahaging ito ng system, gumamit ako ng isang karaniwang 12V DC transpormer (lumang LED driver) upang hindi ko matuloy na lumabas sa hardin at kumonekta sa solar power supply upang subukan ito).

Tapusin ang 3 ng mga cable mula sa 5-core cable na papasok sa kahon na may naaangkop na laki ng mga konektor ng spade. (Sa halimbawang larawan, brown, black at grey ang ginagamit para dito). Ang isang cable (asul sa larawan) ay gagamitin bilang karaniwang + ve, kaya wakasan ang isang cable sa isang angkop na multi-cable konektor (Gumamit ako ng 5 terminal na Wago 221).

Ang Shelly RGBW2 ay dapat itakda sa 'Puti' mode (sa ilalim ng mga setting sa screen ng kontrol ng Shelly). Ito ay mabisang nangangahulugan na ang Shelly ay tumatakbo bilang 4 na magkakahiwalay na 12V DC (dimmable) na mga relay.

Ang pinagmulan ng kuryente at si Shelly ay dapat na nasa isang lugar na malayo sa tubig sa isang ligtas (tuyo) na lokasyon at ang koneksyon na ginawa sa pabahay ng balbula gamit ang 5 core cable (ang minahan ay tungkol sa 5m ang haba, mula sa malaglag sa patch ng halaman). Ang Shelly ay nasa loob ng isang maliit na box na hindi tinatablan ng panahon sa loob ng aking malaglag.

Ikonekta ang lakas ayon sa nakakabit na diagram at dapat itong magmukhang katulad ng larawan. Tandaan, ang ekstrang cable at puwang sa 5-terminal Wago ay para sa pagkonekta ng bomba.

Hakbang 4: Smart Irrigation: Pagkonekta sa Pump

Ang susunod na hakbang ay upang ikonekta ang bomba. Para sa aking pag-set up, nakakonekta ko ang bomba sa pamamagitan ng pabahay ng balbula habang ginamit ko ang pangunahing 5-core cable upang makuha ang kuryente mula sa malaglag, ngunit madali mong makakonekta ang bomba nang magkahiwalay kung iyon ay mas maginhawa.

Ginamit ko ang pinakamataas na daloy ng 12V pump na maaari kong makita sa ebay (1000L / h), ngunit maraming magagamit na mga pagpipilian. (Mayroon akong maraming mga bomba na nakakonekta sa Shelly RGBW2 ngayon at nalaman na ang ilang mga bomba ay gumagana lamang ON / OFF sa 100%, samantalang ang iba ay maaari mong kontrolin ang flowrate gamit ang function na Shelly dimmer. Hindi ito mahalaga para sa sistema ng irigasyon ayon sa nais mo lamang ' daloy ng max, ngunit maaaring mahalaga ito para sa isang tampok sa tubig atbp).

Tandaan, hindi katulad ng mga solenoid valve, ang mga bomba AY sensitibo sa polarity, kaya kailangan mong tiyakin na ikonekta mo ang + ve at -ve na magtustos ng wastong paraan.

Kapag nakumpleto na ito, ang bomba ay kailangang konektado sa mga input ng bawat balbula at ang bawat balbula ay nagbibigay ng isang outlet mula sa kahon (kaya't hindi mo binabaha ang kahon kapag sumusubok!).

Maaari mong subukan ang mga balbula nang walang anumang tubig sa pamamagitan ng pag-ON / OFF sa mga ito sa interface ng Shelly RGBW2. Dapat mong makita ang pagkonsumo ng kuryente hanggang sa ~ 10W kapag bukas ang mga ito (tiyakin na ang 'dimmer' ay nakatakda sa 100% bago i-on ang channel, tila hindi nila ginugusto ang anupaman sa 100%!). Kung na-wire mo ang Shelly RGBW2 tulad ng ipinakita sa diagram ng mga kable, dapat kontrolin ng mga channel 1-3 ang mga balbula at i-channel ang 4 na bomba.

Ipinapakita sa akin ng imahe ang pagsubok sa system gamit ang isang timba sa aking paliguan upang paikutin ang tubig sa paligid (ang bomba ay ang pulang bagay sa timba).

Ipinapakita ng pangwakas na imahe kung paano ko konektado ang pag-set up na ito sa aking puwit para sa suplay ng tubig.

Hakbang 5: Smart Irrigation: Pagkonekta sa Shelly RGBW2

Ang lahat ng mga cable mula sa system ay kailangang dumating sa isang tuyong lugar (na may pagkakakonekta sa wifi!) Kung saan maaaring ilagay ang Shelly RGBW2.

Ang mga kable ay dapat na konektado hanggang sa Shelly ayon sa diagram ng mga kable. Nag-opt ako na gumamit ng isang static IP sa lahat ng aking mga aparato na Shelly dahil sa pangkalahatan ay ginagawang mas matatag ang pagkonekta.

Hakbang 6: Smart Irrigation: Control System

Ngayon na ang system ay naka-set up, mayroong iba't ibang mga paraan na maaari mong piliin upang makontrol ang iyong system at iba't ibang mga antas ng kung paano mo ito nais na 'Matalino'!

Pangunahin: Ang pinaka-pangunahing paraan upang makontrol ang iyong system ay sa pamamagitan ng Shelly App at katutubong pagsasama sa Google Home o Alexa. Sa app maaari kang mag-setup ng mga karaniwang iskedyul para sa bawat isa sa mga channel (Pump, Zone 1, Zone 2 atbp) at ikonekta din ang mga ito sa kontrol ng boses kung nais mo.

Advance: Pinapayagan ka rin ng Shelly App na lumikha ng 'Mga Eksena', maaari kang mag-set up ng iba't ibang mga 'eksena' na tumatakbo sa iba't ibang mga pattern ng pagtutubig sa iba't ibang oras ng araw atbp Maraming mga pagpipilian sa loob ng app … maging malikhain!

Talagang matalino

Napagpasyahan kong nais kong lumayo pa. Gumagamit na ako ng OpenHAB upang makontrol ang karamihan sa mga aparatong IoT sa aking bahay, kaya't nag-set up ako ng aking sariling kontrol sa sistema ng Irrigation gamit ang OpenHAB. Inilakip ko ang pangunahing.items.rules at.sitemap na mga file sa Tagubilin na ito upang makatulong kung nais mong mag-setup ng katulad na bagay.

Pangkalahatang mga tampok:

• Ganap na awtomatikong at manu-manong kontrol mula sa pahina ng dashboard.
• Pagsasama sa bahay ng Google - "Hoy Google, Start Irrigation". - Tingnan ang video.
• Pagsasama ng panahon - Kumonekta ako sa OpenWeatherMap API upang suriin ang kabuuang pag-ulan sa huling 24 na oras at kung umulan ng higit sa 10mm, ang ikot ng irigasyon ay hindi awtomatikong tatakbo
• Ang irigasyon ay maaaring mangyari sa isang takdang oras bawat araw, o variable na may paglubog ng araw / pagsikat ng araw atbp.
• Kinakalkula ng system kung magkano ang tubig na gagamitin para sa bawat siklo ng patubig (mahalaga kung gumagamit ka ng mga water-butts na nagkokolekta ng tubig-ulan tulad ko!
• Itulak ang abiso sa iyong telepono upang alertuhan ka kapag tatakbo na ang awtomatikong irigasyon.