Hydroponics Controller: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang isang magandang samahan na tinawag na Binhi ng Pagbabago dito sa Anchorage, Alaska ay tumutulong sa mga kabataan na magsimula sa produktibong komersyo. Nagpapatakbo ito ng isang malaking patayong hydroponics grow system sa isang na-convert na warehouse at nag-aalok ng trabaho upang malaman ang negosyo ng pag-aalaga ng halaman. Interesado sila sa isang sistema ng IOT upang makatulong na awtomatiko ang kanilang kontrol sa tubig. Ang itinuturo na ito ay pangunahin upang idokumento ang aking mga pagsisikap na magboluntaryo na bumuo ng isang abot-kayang at napapalawak na sistema ng microcontroller upang makatulong sa kanilang mga pagsisikap.

Malaking operasyon ng Hydroponic grow ay dumating at nawala sa huling maraming taon. Ang pagsasama-sama sa negosyong ito ay minarkahan ng kahirapan na gawin itong kumita. Kailangan mong awtomatiko tulad ng mabaliw sa pamamagitan ng lahat ng mga account upang makagawa ng mga nagbebenta ng mga bag ng litsugas para sa isang kita. Ang mga patayong yunit na ito ay hindi gumagawa ng anumang bagay sa anumang totoong mga caloriya - talagang lumalaki ka ng maayos na nakabalot na tubig - kaya't ibebenta mo ito sa isang premium. Ang yunit na madaling iakma sa tubig na ito ay nabubuo upang makontrol ang antas ng tubig sa pangunahing reservoir at patuloy na masukat ang lalim, ph, temperatura nito. Ang pangunahing yunit ay tumatakbo sa isang ESP32 Featherwing at iniuulat ang mga natuklasan nito sa pamamagitan ng web sa isang blynk app sa iyong telepono para sa pagsubaybay at email o mga babalang teksto kung malabo sa iyo ang mga bagay.

Hakbang 1: Ipunin ang Iyong Mga Materyal

Ang disenyo ay batay sa murang mga de-kuryenteng kahon na lumalaban sa tubig mula sa Lowes at ilang mga may hawak na naka-print na 3D. Ang natitirang bahagi ng lahat ay medyo mura maliban sa yunit ng pH mula sa DF Robot at ang ETape mula sa Adafruit. Nagbebenta ang DF Robot ng kanilang bagong bersyon ng 3 volt ng kanilang analog pH sensor na may isang mas murang probe ng pH at malamang na mamuhunan ka sa isang mamahaling bersyon ng isang ito para sa patuloy na paglulubog. Hindi pa ako nagsasama ng isang tester ng conductivity ngunit maaaring ito ay maaaring maging isang pag-upgrade pagkatapos makita kung paano ang pamasahe ng isang ito.

1. Dalawang gang na lumalaban sa tubig na mga kahon ng kuryente mula sa Lowes - na may iba't ibang mga kabit upang hawakan ang tuwid at baluktot na mga tubo- $ 10

2. 12 Karaniwang eTape Liquid Level Sensor na may Plastic Casing Adafruit - $ 59 makukuha mo ito nang walang plastik na pabahay sa halagang $ 20 …

3. Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board - mahusay na board. $ 20

4. Aiskaer 2 Mga piraso sa gilid na naka-mount sa Aquarium Tank Side na naka-mount Pahalang na Liquid Float Switch Water Level $ 4

5. Adafruit Non-Latching Mini Relay FeatherWing

6. Lipo - baterya na $ 5 (pag-back up ng kuryente)

7. iba't ibang mga kulay ng pares LED

8. Hindi tinatagusan ng tubig DS18B20 Digital temperatura sensor + extra $ 10 Adafruit

9. Gravity: Analog pH Sensor / Meter Kit V2 DF Robot $ 39 - Ang pang-industriya na probe ng PH ay nagkakahalaga ng $ 49 pa

10 Hindi Natatagusan ng Tubig na Rugged Metal On / Off Switch na may Red LED Ring - 16mm Red On / Off $ 5

11 Plastic Water Solenoid Valve - 12V - 3/4 (Huwag makuha ang 1/2 pulgada - hindi ito magkasya sa anumang bagay …)

12. Diymall 0.96 Inch Yellow Blue I2c IIC Serial Oled LCD LED Module $ 5

Hakbang 2: Wire It

Sundin lamang ang diagram ng Fritzing para sa mga kable. Ang esp32 ay naka-mount sa isang photo board na may OLED screen sa kabaligtaran kung saan haharapin nito ang maliit na butas sa gitnang likod ng gang-box. Ang mga LED ay nakakonekta sa dalawang digital na output ng ESP. Ang isa ay nagpapahiwatig ng isang koneksyon sa WiFi at ang iba pa ay nagpapahayag kung ang Relay ay nakabukas sa output ng tubig. Ang baterya ng Lipo ay nakakabit sa input ng baterya sa pisara. Ang lahat ng iba pang mga board (PH, relay, Etape, one-wire temp, OLED) ay pinalakas mula sa 3 volts sa board. Ang on / off ay konektado sa lupa sa pamamagitan ng paganahin ang pin sa pangunahing board - ang LED ay pinalakas ng WALANG koneksyon sa kapangyarihan. Ang eTape ay tiyak na isang bagay upang suriin nang maingat - sa aking board ang kapangyarihan at lupa ay nabaligtad (PULA / BLACK) at tila ito ang kaso sa iba pa na may ganitong problema (maghanap sa web site ng adafruits para sa problemang ito …) gayundin ang risistor na kasama sa ulo ay dapat sukatin nang maingat - hindi ito nai-publish. Ang bagong board ng DH Robot ay gumagana sa 3V ngayon at sa gayon gumagana sa ESP32. Hindi makuha ang A0 upang gumana - hindi kumukuha ng mga input bago ang koneksyon sa Wifi kaya gumamit ako ng iba pang mga analog input.

Hakbang 3: Buuin Ito

Ang lahat ay umaangkop sa halip na maayos sa pangunahing kahon. Ang dalawang poste ng electrical conduit ay umaangkop nang maayos sa labas ng hindi tinatagusan ng tubig na mga utong sa ilalim. Sinusuportahan nito ang mga instrumento sa pagsukat. Maaari silang gawin nang arbitraryong mas mahaba o mas maikli upang masuspinde ang kahon na mas mataas o mas mababa sa antas ng tubig - ang iyong mga limitasyon lamang ay ang haba ng iyong mga kumokonekta na mga wire na kailangang pumasok sa kahon. Ang mga tubo na ito ay dapat na selyadong sa ilalim ng silikon. Ang mga instrumento ay nasuspinde mula sa mga naka-print na konektor na 3D na tumutugma sa kurbada ng etape na katawan at ng paagusan. Madali silang naaayos sa mga wing nut. Ang mga espesyal na may hawak para sa probe ng pH at ang One-wire temp probe ay naka-print din. Ang suporta sa kahon para sa antas - ang mga switch ng kontrol sa tubig ay naka-print din sa 3D. Ang mga switch na ito ay hindi tinatagusan ng tubig at mahusay na dinisenyo at murang. Lumilitaw na nakapaloob ang mga ito ng switch ng tambo. Ang kahon ay puno ng silikon matapos silang ma-secure na may kasama na nut sa loob. Ang distansya sa pagitan ng mga switch na ito ay matutukoy kung magkano ang pinapayagan na likido bago magsara. Ang lahat ng mga wire ay humahantong sa isang mas mababang pagbubukas at pagkatapos ay tinatakan ng silikon. Ang ph probe wire ay pinakain sa pamamagitan ng itaas na pagbubukas dahil malamang na mabago ito nang madalas. Ang on / off switch ay mainit na nakadikit sa posisyon. Ang isang rak upang ligtas na mai-mount ang esp32 na may screen ay naka-print na 3D. Ang isang maliit na bilog na plastik na bintana ay silikon sa ibabaw ng pagbubukas ng takip sa likod upang maprotektahan ang OLED screen mula sa tubig.

Hakbang 4: Mga 3D Print File

Ito ang mga STL file para sa lahat ng mga nauugnay na may-ari at suporta. Ang lahat ng ito ay dinisenyo upang magkasya sa mga tampok sa suporta. Ang kahon para sa solenoid ay kailangang baguhin ang pag-print sa post para sa mga port ng kuryente / relay control at ang LED hole sa harap.

Hakbang 5: Pagkontrol sa Tubig

Ang 12 volt solenoid ay inilagay sa sarili nitong pasadyang 3D na nakalimbag na pabahay na nagsama rin ng isang port para sa magkakahiwalay na lakas at isang linya ng kontrol mula sa feather relay board sa pangunahing pabahay. Kasama rin dito ang isang maliit na pulang led na naka-on kapag na-activate ang solenoid. Ang regular na hose ng hardin ay maaaring kumonekta sa 3/4 pulgada na mga bakanteng - huwag makuha ang pagkakaiba-iba ng 1/2 pulgada nito - mahihirapan kang maghanap ng mga konektor ….

Hakbang 6: Program Ito

Ang code ay medyo prangka. Pinapalitan nito ang isang pares ng iba't ibang mga subroutine at iniuulat ang mga ito sa Blynk network. Kung nakipagtulungan ka kay Blynk bago mo malaman ang drill. Kailangan mong isama ang lahat ng Blynk software at ang connect key para sa iyong partikular na microcontroller at istasyon ng ulat. Kailangan mo ring magbigay ng mga kredensyal sa iyong koneksyon sa Wifi. Gumagana ang lahat ng ito nang maganda at nagbibigay ng isang talagang madaling paraan upang mag-ulat ng kumplikadong data nang hindi gumagawa ng maraming trabaho. Kailangan mong mag-set up ng isang serye ng mga timer ng Blynk para sa bawat sinusukat na sensor. Ang mga ito ay dapat na magsimula at patakbuhin sa isang hiwalay na subroutine. Mayroon akong magkakahiwalay na mga para sa PH, temp, taas ng tubig at oras na ang solenoid balbula ay mananatiling bukas - ito ay upang suriin kung ang tubig ay masyadong mahaba nang hindi pinupunan ang tangke - hindi maganda. Ang subroutine ng taas ng tubig ay tumatagal lamang ng isang average ng maramihang mga pagbabasa mula sa divider ng boltahe sa eTape (tingnan ang nakaraang tala - ang instrumento na ito ay na-wire nang mali mula sa pabrika …. tanke sa mataas at mababang limitasyon ng tape. Ang ph subroutine ay mas kumplikado. Kasama sa DH Robot ang ilang software para sa paggawa ng pagsisimula ngunit hindi ko ito nagawang gumana. Kakailanganin mong kumuha ng mga hilaw na pagbabasa mula sa A2 port na may mga buffer sa 4.0 at 7.0 (kasama sa kit) at itatakda ito sa "acid acid" at "neutral na halaga" sa itaas na seksyon ng programa. Makikilala nito ang slope at ang y intercept upang makalkula ang lahat ng kasunod na mga halaga ng PH para sa iyo. Ang pH ay kailangang muling mai-calibrate sa parehong paraan tungkol sa bawat 2 buwan upang suriin ito. Ang temp subroutine ay ang iyong karaniwang one-wire program. Ang tanging aktibidad sa seksyon ng void loop ay upang suriin ang katayuan ng dalawang switch ng float upang matukoy kung kailan i-on ang tubig at simulan ang isang timer.

Hakbang 7: Gamitin Ito

Sa mga paunang pagsubok gumana nang maayos ang makina - pagkakaroon ng madaling iakma ang saklaw para sa mga instrumento at isang enclosure na lumalaban sa tubig na ginawa para sa mas madaling pag-set up sa isang mabilis na pagbabago ng kapaligiran. Makikita ito kung ang distansya sa pagitan ng dalawang switch sa antas ng tubig ay nagpapatunay na sapat. Ginawang madali ng kapaligiran ng Blynk ang pag-uulat at kontrol sa cell phone. Direktang kontrol sa output relay sa pamamagitan ng telepono na ginagawang posible ang mga override ng system kapag lumitaw ang nakakatakot na mga sitwasyon sa antas ng tubig. Ang kadalian na maaari mong agad na magbigay ng naka-channel na output sa maraming mga aparato hangga't maaari ay ginagawang seamless ang pagbabahagi ng data sa maraming tao. Ang mga interes sa hinaharap ay makikipag-automate ng suplay ng pagkaing nakapagpalusog, pagsubok sa conductivity (mga kilalang isyu sa pagsukat ng pH) at mesh networking sa iba pang mga node upang masukat ang mga malalayong lokasyon sa lumago na kumplikado.