Awtomatikong LED Lighting para sa Nakatanim na Aquarium Gamit ang RTC: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Ilang taon na ang nakakalipas nagpasya akong mag-set up ng isang nakatanim na aquarium. Nabighani ako sa ganda ng mga aquarium na iyon. Ginawa ko ang lahat na dapat kong gawin habang inaayos ang aquarium ngunit pinabayaan ang isang pinakamahalagang bagay. Ang bagay na iyon ay ilaw. Ang lahat ay tumingin ng maayos sa loob ng ilang araw ngunit pagkatapos ay nagsimulang lumaki ang algae saanman sa tank at ang mga halaman ay hindi maganda. Mahirap na trabaho upang maibalik sa normal ang lahat.

Ngayon makalipas ang maraming taon, nais kong i-set up muli ang aquarium na nagbibigay ng kahalagahan sa pag-iilaw. Gumawa ako ng ilang pagsasaliksik sa internet at nalaman na ang mga halaman ay nangangailangan ng tuluy-tuloy na pagkakalantad sa ilaw sa loob ng 10-12 na oras araw-araw. Nalaman ko rin na ang mga halaman ay higit na tumutugon sa pula at asul na spectrum ng ilaw.

Ang trick ay upang gayahin ang kalikasan nang malapit hangga't maaari sa loob ng aquarium. Maaari kong manu-manong lumipat sa ON o OFF ang mga ilaw ngunit kung bakit hindi i-automate ito. Binabawasan nito ang pagkakamali ng tao. Kaya, napagpasyahan kong gumawa ng isang LED lighting system na awtomatikong ON at OFF na awtomatikong gumagamit ng Arduino. Ginagawa nitong pare-pareho ang panahon ng pag-iilaw na kung saan ay kailangan ng mga halaman.

Ang aking tanke ay magkakaroon ng takip sa ibabaw nito. Kaya't nagpasya akong i-mount ang board ng controller sa labas ng tangke dahil ang kahalumigmigan ay ang pinakamalaking kaaway ng electronics.

Magsimula na tayo!

Hakbang 1: RTC - Real Time Clock

Ang plano ay i-ON at i-OFF ang mga LED sa isang tukoy na oras ng araw. Hindi agad bubuksan ang mga LED sa ganap na ningning ngunit sa halip, aabot ito mula sa zero na ilaw hanggang sa ganap na ningning sa isang oras. Ito ay upang gayahin ang pagsikat ng araw. Parehong nalalapat habang pinapatay ang mga LED.

Ang trabaho ng pagbibigay ng eksaktong oras ay ginagawa ng Real Time Clock o RTC. Ang bentahe ng paggamit ng isang RTC na higit sa millis () ay ang tumpak na oras na maaaring makuha nang direkta. Gayundin, ang module ng RTC ay may sariling pag-back up ng baterya. Kaya't kahit na ang Arduino ay pinapagana ng OFF o na-reset ang oras ay hindi mawawala. Ginagawa nitong perpekto para sa aming application.

Ang module na gagamitin ko ay DS3231 IIC Real Time Clock. Gumagamit ito ng interface ng I2C upang makipag-usap sa Arduino. Nakuha ko ang akin dito.

Salamat sa Rinky-Dinky Electronics para sa pagsusumikap. I-download ang library para sa DS3231 dito

Hakbang 2: Mga LED at Driver

Para sa isang nakatanim na aquarium, ang panuntunan sa hinlalaki ay 2 Watts bawat Galon. Ang minahan ay isang 20-galon tank at gagamit ako ng dalawang 10 Watt LEDs. Alam kong kalahati iyon ng inirekumendang Watts ngunit ang aking tangke ay nakaupo sa tabi lamang ng aking bintana na may maraming ilaw na dumaan dito. Susubukan ko ang pag-set up ng ilang linggo, subaybayan ang paglaki ng halaman at magdagdag ng higit pang mga LED kung kinakailangan.

Gumagamit ako ng mga LED na binili ko mula sa Ebay na may temperatura ng kulay na 6500K na mainam para sa paglago ng halaman. Ayon sa listahan, ang boltahe sa unahan ay dapat na 9-11V at maximum na pasulong sa paligid ng 900mA. Inorder ko ang mga LED driver nang naaayon.

Bakit gumagamit ng mga driver?

Hindi tayo nabubuhay sa isang perpektong mundo. Samakatuwid, ang output ay palaging mas mababa kaysa sa input. Kaya nasaan ang nawawalang kapangyarihan? Ito ay ginawang init. Parehas ang kaso sa mga LED. Ang isang semiconductor ay may Negative Temperature Coefficient (NTC) na nangangahulugang habang pinapataas ng temperatura ang pagbaba ng resistensya. Ang isang LED ay isang semiconductor din. Habang tumataas ang temperatura nito, ang pagtutol nito ay nagsisimulang bumababa dahil sa kung saan tumataas ang kasalukuyang dumadaloy. Dagdagan pa nito ang pag-init. Nagpapatuloy ito hanggang sa nasira ang LED. Samakatuwid, kailangan naming limitahan ang kasalukuyang upang hindi ito tumaas sa itaas ng isang itinakdang limitasyon. Ang trabahong ito ay ginagawa ng mga driver ng LED

Sa pagsubok, nalaman ko na sa 11V ang LED ay gumuhit ng halos 350mA lamang. Kakaiba iyan!

Pagse-set up ng LED Driver

Ang isang drayber ay karaniwang isang aparato na nagbibigay ng isang pare-pareho na boltahe ng output na may kasalukuyang kakayahan sa paglilimita. Mayroong iba't ibang mga driver ng LED na magagamit sa merkado na naglalabas ng isang pare-pareho na kasalukuyang. Kung bumili ka ng pareho sa binili ko, maglalaman ito ng 3 kaldero para sa mga pagsasaayos. Nag-aalala lamang kami sa kanilang dalawa. Ang una ay para sa pagsasaayos ng boltahe at ang huli ay ginagamit upang maitakda ang kasalukuyang limitasyon. Sundin ang mga hakbang upang mai-set up ito:

1. Ikonekta ang 12V DC supply sa mga pin na minarkahang IN + at IN-. Mangyaring suriin ang polarity.
2. Ikonekta ang isang multimeter sa mga pin na minarkahang OUT + at OUT- at itakda ang multimeter upang mabasa ang boltahe.
3. I-on ang boltahe na ayusin ang palayok hanggang mabasa ng multimeter ang na-rate na pasulong na boltahe ng LED. Sa aking kaso, ito ay 9-11V. Pinili ko ang 10.7V. (Medyo mas mababa ay hindi makapinsala).
4. Ngayon ilagay ang multimeter sa kasalukuyang mode ng pagbasa. Ang kasalukuyang ay magsisimulang dumaloy dito. I-on ang kasalukuyang palayok upang ayusin hanggang sa ang kasalukuyang rate ng LED ay nagsisimulang dumaloy.
5. Ayan yun! Maaari mo nang ikonekta ang iyong LED dito.

Hakbang 3: Paggawa ng LED Panel

Tulad ng nabanggit kanina, nagpasya akong gumamit ng dalawang 10 Watt LEDs at apat na RGB LED strips na aking inilatag. Gagamitin ko ang strip para sa pula at asul na mga kulay. Gumamit ako ng isang frame ng aluminyo (na kadalasang ginagamit upang gumawa ng mga frame ng window at pinto) na halos haba ng aking aquarium. Nagpunta ako kasama ang isang frame ng aluminyo habang nagsisilbi itong isang heatsink para sa mga LED. Ang mga heatsink ay mahalaga para sa mga mataas na LED na lakas habang nagwawaldas sila ng maraming init. Ang habang-buhay na LED ay mababawasan sa kawalan nito. Dahil ito ay guwang sa pagitan, ang lahat ng mga kable ay maaaring manatiling nakatago at ligtas sa loob nito.

Pinahaba ko ang lahat ng mga koneksyon sa LED sa 6 na konektor ng terminal tulad ng ipinakita sa larawan. Nagiging madali upang ikonekta ang panel sa controller na gagawin namin sa susunod.

Hakbang 4: Paggawa ng Controller

Ang pangunahing layunin ay upang I-ON at i-OFF ang mga LED ayon sa oras na itinakda ng gumagamit. Ang utak ng tagakontrol ay isang Arduino Nano. Bakit mo na lang kontrolin ang ilaw? Tulad ng ilang mga relay na inilalagay sa paligid, gagamitin ko sila upang i-ON o I-OFF ang ilan sa mga kagamitan tulad ng filter, air pump, heater, atbp din kung kinakailangan. Nagdagdag ako ng 12V DC computer fan upang magbigay ng bentilasyon.

Ibinibigay ang isang switch upang pumili sa pagitan ng manwal at Awtomatikong mode. Kung sakaling kailanganin nating ma-access ang tangke ng isda pagkatapos na ma-OFF ang mga LED sa gabi, ang switch ay maaaring ilipat sa Manu-manong posisyon at pagkatapos ay ang kontrol ng mga LED ay maaaring makontrol gamit ang isang Palayok.

Gumamit ako ng isang ULN2803 Darlington Transistor Array IC upang makontrol ang mga relay at fan. Ang IC na ito ay karaniwang kilala bilang isang Relay Driver.

Ang eskematiko para sa pagbuo ay na-attach dito. Ang isang pasadyang PCB ay gagawing maayos at propesyonal ito.

Pinili kong gamitin ang switchboard box bilang isang enclosure para sa controller dahil mayroon itong pre-drilled hole para sa pag-mount at isang plate ng takip. Nagdikit ako sa isang kulay ng nuwes sa bawat puwang sa pamamagitan ng paggamit ng ilang epoxy na pandikit. Ganun din ang ginawa ko sa kabaligtaran. Tinitiyak nito na ang PCB ay gaganapin nang ligtas ng mga turnilyo. Gumawa ako ng maliliit na bukana sa ilalim ng kahon tulad ng ipinakita sa larawan para sa power cable at mga wire na papunta sa LED panel.

Hakbang 5: Oras para sa Ilang Code

Matapos gawin ang board ng controller, oras na upang maisagawa ito! I-download ang sketch na nakakabit dito at buksan ito sa Arduino IDE. Tiyaking na-download at na-install mo ang silid-aklatan para sa DS3231 na nakakabit dito.

Pagse-set up ng RTC

1. Ipasok ang isang bateryang 2032-type na coin cell.
2. Buksan ang DS3231_Serial_Easy mula sa mga halimbawang tulad ng ipinakita.
3. Alisan ng puna ang 3 mga linya at ipasok ang oras at petsa tulad ng ipinakita sa larawan.
4. I-upload ang sketch sa Arduino at buksan ang serial monitor. Itakda ang rate ng baud sa 115200. Dapat mong makita ang oras na patuloy na nagre-refresh bawat 1 sec.
5. Ngayon, i-unplug ang Arduino at i-plug ito muli pagkalipas ng ilang segundo. Tingnan ang serial monitor. Dapat itong ipakita ang real-time.

Tapos na! Naitakda na ang RTC. Ang hakbang na ito ay kailangang gawin nang isang beses lamang upang maitakda ang petsa at oras.

Bago ka mag-upload

• Itakda ang oras ng pagsisimula para sa mga LED.
• Itakda ang oras ng paghinto para sa mga LED.
• Itakda ang oras ng pagsisimula para sa fan.
• Itakda ang oras ng paghinto para sa fan.

Tandaan: Ang oras ay nasa format na 24 na oras. Itakda ang oras nang naaayon

Tulad ng nabanggit nang mas maaga, ang mga LEDs ay hindi magiging ON ganap na ningning. Halimbawa, Kung itinakda mo ang oras ng pagsisimula ng LED bilang 10:00 AM pagkatapos ang mga LED ay dahan-dahang ON at maabot ang buong ningning nito hanggang 11:00 AM at mananatiling pare-pareho hanggang sa maabot ang oras ng paghinto. Ito ay upang gayahin ang pagsikat at paglubog ng araw. Ang mga pula at Blue na LED ay pare-pareho. Nanatili silang ganap na ON sa buong panahon.

Iyon lang ang itatakda mo. I-upload ang code sa Arduino. Ngayon, hindi na kailangang tandaan upang buksan at patayin na ang iyong mga ilaw ng aquarium!

Hindi ako makakakuha ng ilang mga kuha nito mula sa aktwal na tangke ng isda kung saan mai-mount ito dahil hindi ko pa ito na-set up. Ina-update ko ang itinuturo sa sandaling ma-set up ko na ang lahat!

Sana nasiyahan ka sa pagbuo. Gawin ito sa iyong sarili at magsaya! Palaging may ilang puwang para sa pagpapabuti at maraming matututunan. Bumuo ng iyong sariling mga ideya.

Magsisimula ulit ako sa mga nakatanim na aquarium pagkalipas ng maraming taon. Hindi ako dalubhasa sa larangang ito. Huwag mag-atubiling magbigay ng puna sa anumang mga mungkahi tungkol sa pagbuo. Salamat sa pagdikit hanggang sa katapusan.