Hydroponic Greenhouse Monitoring and Control System: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Sa itinuturo na ito, ipapakita ko sa iyo kung paano bumuo ng isang hydroponic greenhouse monitoring and control system. Ipapakita ko sa iyo ang mga sangkap na pinili, isang diagram ng mga kable kung paano itinayo ang circuit, at ang Arduino sketch na ginamit upang i-program ang Seeeduino Mega 2560. Mag-post din ako ng ilang mga video sa dulo upang makita mo ang resulta.

Mga input:

DHT11

Mga output:

• Bomba ng tubig
• Air Pump
• 2 Tagahanga
• LED Light Strip
• 4x20 LCD Screen

Pag-andar:

• Ang air at water pump ay nakakabit sa isang panlabas na pag-andar na gumagalaw na kinokontrol ng isang switch ng SPDT. Pinapayagan nito ang gumagamit na baguhin ang nutrient solution o tinker gamit ang sistema ng irigasyon nang hindi kinakailangang isara ang buong circuit. Ito ay mahalaga dahil kapag isinara mo ang buong circuit, ang pag-set ng tiyempo para sa ilaw.
• Ang mga ilaw ay kinokontrol ng mga simpleng pag-andar sa matematika na nagpapahintulot sa gumagamit na matukoy kung gaano katagal ang nais nilang i-on at i-off ang mga ilaw.
• Ang mga tagahanga ay kinokontrol ng temperatura. Na-program ko ang Relay upang ilipat ang mga tagahanga SA anumang oras na ang sensor ay nagbabasa sa itaas ng 26 Celsius. At upang ma-OFF anumang oras sa ibaba 26 Celsius.

Nararamdaman ko na dapat kong banggitin na ang proyektong ito ay isinasagawa pa rin. Sa pagtatapos ng tag-init, plano kong mag-install ng isang ph, electroconductivity, at DO sensor (dahil ang mga ito ay mahalaga para sa maayos na pagsubaybay sa isang hydroponic system). Kaya't kung gusto mo ang nakikita mo, balikan nang paunti-unti sa buong tag-init upang suriin ang aking pag-usad!

** Update (1/30/19) ** Ang code para sa proyektong ito ay magagamit na ngayon sa pamamagitan ng Greenhouse_Sketch.txt file. (Matatagpuan sa ilalim ng seksyon 4

Hakbang 1: Pagpili ng Component

Ipinapakita ang larawang ipinakita para sa Hakbang 1; Bahagi, Modelo, Kumpanya, Pag-andar, at Presyo.

Malamang mahahanap mo ang mga sangkap na ito para sa mas murang presyo sa pamamagitan ng Amazon o iba pang mga mapagkukunan. Inipon ko lang ang impormasyong ito mula sa pinagmulan ng bawat sangkap dahil nangangalap din ako ng mga sheet ng pagtutukoy sa parehong oras.

*** I-edit ***

Natanto ko lang na iniwan ko ang 2x na mga breadboard para sa aking listahan ng mga bahagi. Ang mga ito ay sa halip mura at maaaring mabili sa pamamagitan ng Amazon, o tungkol sa anumang mga bahagi ng tingi.

Hakbang 2: Mga kable sa Circuit

Sa mga larawang ipinakita para sa Hakbang 2, makikita mo ang diagram ng mga kable pati na rin ang pisikal na istraktura ng circuit. Medyo isang maliit na paghihinang ang ginawa sa hakbang na ito upang matiyak ang mga solidong koneksyon sa relay pati na rin ang makagambala na switch at ilaw.

Kung nagkakaroon ka ng mga isyu sa pagkuha ng isang sangkap upang mapalakas, alalahanin na ang isang DMM ang iyong PINAKA MAHAL na kaibigan sa hakbang na ito. Suriin ang boltahe sa kabuuan ng isang bahagi nang kahanay at suriin ang kasalukuyang sa pamamagitan ng isang bahagi sa serye. Nalaman ko na ang pagsuri sa mga bahagi ng DMM ay mas mabilis kaysa sa subukang i-trace ang aking mga kable upang maghanap para sa kadahilanang may isang bagay na hindi gumagana.

TANDAAN: Mapapansin mo na gumamit ako ng isang kalasag na MicroSD sa tuktok ng aking Seeeduino Mega 2560. Hindi ito kinakailangan para sa proyektong ito maliban kung nais mong mag-record ng data (na hindi ko pa nai-program para sa…).

Hakbang 3: Pagbubuo ng Hydroponic Greenhouse

Nasa iyo talaga ang laki ng iyong greenhouse. Ang pinakamagandang bagay tungkol sa proyektong ito ay ang lahat ng kailangan mo upang gawin ito sa isang mas malaking sukat ay mas mahaba ang mga wire! (At isang pump ng tubig na may higit sa 50 cm ng ulo)

Ang base frame ng greenhouse ay itinayo sa labas ng kahoy mula sa LOWE at gumamit ako ng kakayahang umangkop na PVC pipe at wire ng manok upang likhain ang mga frame ng frame. (Larawan 1)

Ginamit ang isang simpleng plastic sheet upang takpan ang hood at lumikha ng isang nakahiwalay na ecosystem para sa mga halaman. Dalawang tagahanga sa serye ang ginamit upang ilipat ang hangin sa buong greenhouse. Isa upang hilahin ang hangin at isa upang hilahin ang hangin. Ginawa ito upang palamig ang greenhouse nang mas mabilis hangga't maaari at upang gayahin ang simoy. Ang mga tagahanga ay na-program na off kapag ang DHT11 ay sumusukat sa temp o = hanggang 26 * C. Ipapakita ito sa bahagi ng sketch ng itinuturo. (Larawan 2)

Ang sistemang hydroponics ay binubuo ng isang 3 "O. D PVC pipe na may dalawang 2" butas na gupitin mula sa itaas para sa mga kaldero ng mesh. Ang mga ito ay may puwang na 3 "hiwalay upang mabigyan ang bawat halaman ng sapat na puwang para sa parehong pag-uugat at paglaki. Ginamit ang isang drip system upang maibigay ang solusyon sa pagkaing nakapagpalusog sa mga halaman at isang 1/4" na butas ang pinutol mula sa ilalim ng PVC upang payagan ang tubig upang bumalik sa reservoir sa ibaba. Ang mga bomba ng hangin at tubig ay pareho na nakakonekta sa isang nakakagambalang switch na kumokontrol sa kanila mula sa isang pangalawang walang bisa na tumatakbo na kahanay sa pangunahing void loop. Ginawa ito upang mapapatay ko ang mga bomba upang mabago ang solusyon sa pagkaing nakapagpalusog nang hindi nakakaapekto sa natitirang sistema. (Larawan 3, 4, at 5)

Ang isang LED light strip ay nakakabit sa loob ng tuktok ng hood at naka-wire sa relay sa pamamagitan ng RBG amplifier. Ang ilaw ay nasa isang timer na kinokontrol ng "Kung" at "iba pa kung" mga pahayag. Sa aking programa ay makikita mo na naka-program sila upang i-on at i-off bawat 15 segundo. Puro ito para sa layunin ng mga demonstrasyon at dapat mabago alinsunod sa isang normal na siklo ng ilaw para sa pinakamainam na lumalagong mga kondisyon. Gayundin, para sa aktwal na lumalagong mga kundisyon, inirerekumenda ko ang paggamit ng isang totoong lumalaking ilaw kaysa sa simpleng LED strip na ginamit ko sa aking proyekto sa klase. (Larawan 6)

Hakbang 4: Programming sa Arduino

Larawan 1: Pagse-set up ng Mga Aklatan at kahulugan

• unsigned mahabang timer_off_light = 15000

  dito namin natutukoy kung kailan i-off ang mga ilaw ng LED. Ang mga ilaw ay kasalukuyang naka-program upang buksan hanggang sa maabot ang oras na ito. Para sa aktwal na paggamit inirerekumenda kong suriin ang nais na ikot ng ilaw para sa halaman na nais mong lumago. Hal: kung nais mong ang iyong mga ilaw ay nakabukas sa loob ng 12 oras, baguhin ang oras na ito mula 15000 hanggang 43200000

Walang ibang mga pagbabago ang kinakailangan sa seksyong ito ng programa

Larawan 2: walang bisa ang pag-set up

Hindi kinakailangan ng mga pagbabago sa seksyong ito

Larawan 3: walang bisa loop

• kung hindi man (time_diff <30000)

  Dahil ang mga ilaw ay nai-program na nasa simula at isara ang 15 segundo sa programa. Kumikilos ang 30000 bilang isang limitasyon ng sinusukat na oras. Ang mga ilaw ay mananatili hanggang sa ang oras ay umabot sa 30000 at pagkatapos ay i-reset pabalik sa 0, sa gayon ang pag-on ng mga ilaw ay bumalik hanggang sa 15000 ay maabot muli. 30000 ay dapat palitan sa 86400000 upang kumatawan sa isang 24 na oras na cycle

• kung (t <26)

  dito nagsasabi ang programa sa mga tagahanga na manatiling OFF. Kung ang iyong mga halaman ay nangangailangan ng iba't ibang mga temperatura, baguhin ang 26 upang magkasya sa iyong mga pangangailangan

• kung hindi man (t> = 26)

  dito nagsasabi ang programa sa mga tagahanga na manatiling ON. Palitan ang 26 na ito sa parehong numero na binago mo sa nakaraang pahayag

Larawan 4: walang bisa ang StopPumps

ito ang pangalawang walang bisa na nabanggit sa simula ng pagtuturo na ito. Walang mga pagbabago na kinakailangan, sasabihin lamang nito sa mga konektadong mga pin kung ano ang gagawin kapag ang SPDT switch ay na-flip mula sa orihinal na posisyon nito.

Hakbang 5: Mga Video na Ipinapakita ang Pag-andar ng System

Video 1:

Ipinapakita ang air at water pump na kinokontrol ng switch. Maaari mo ring makita kung paano nagbabago ang mga ilaw ng LED sa relay habang itinapon ang switch.

Video 2:

Sa pamamagitan ng pagtingin sa Serial Monitor, makikita natin na nakabukas ang mga ilaw sa sandaling nasimulan ang programa. Habang tumatawid ang time_diff sa 15000 ms threshold ang mga ilaw ay naka-off. Gayundin, habang tumatawid ang time_diff sa 30000 ms threshold maaari naming matingnan ang pag-reset ng time_diff pabalik sa zero at ang mga ilaw ay muling magbukas.

Video 3:

Makikita natin sa video na ito na kinokontrol ng temperatura ang mga tagahanga.

Video 4:

Isang lakad lamang sa paligid ng greenhouse

Grand Prize sa Sensors Contest 2016