Контролер за хидропоника: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Изящна организация, наречена Seeds of Change тук, в Анкъридж, Аляска, помага на младите хора да започнат в продуктивната търговия. Той оперира с голяма вертикална система за отглеждане на хидропоника в преобразуван склад и предлага работа, за да научи бизнеса с грижата за растенията. Те се интересуваха от IOT система, която да им помогне да автоматизират своя контрол на водата. Тази инструкция има за цел да документира моите доброволчески усилия за изграждане на достъпна и разширяема система за микроконтролер, която да подпомогне техните усилия.

Големите операции по нарастване на хидропоника идват и си отиват през последните няколко години. Консолидацията в този бизнес е белязана от трудностите да се направи печалба. Трябва да автоматизирате като луд по всички сметки, за да накарате модни торбички маруля да се продават с печалба. Тези вертикални единици не произвеждат нищо с истински калории-по същество отглеждате добре опакована вода-така че трябва да я продавате с премия. Този водоустойчив регулируем уред е създаден да контролира нивото на водата в основния резервоар и постоянно да измерва неговата дълбочина, ph, температура. Основното устройство работи с ESP32 Featherwing и докладва своите открития в мрежата на приложение на вашия телефон за наблюдение и изпращане на имейл или текстови предупреждения, ако нещата ви настръхнат.

Стъпка 1: Съберете вашите материали

Дизайнът се основава на евтини водоустойчиви електрически кутии от Lowes и няколко държача, които са 3D отпечатани. Останалите части са сравнително евтини, с изключение на pH единицата от DF Robot и ETape от Adafruit. DF Robot продава новата си 3 -волтова версия на своя аналогов рН сензор с по -евтина рН сонда и вероятно ще трябва да инвестирате в скъпа версия на тази за постоянно потапяне. Все още не съм включил тестер за проводимост, но това вероятно ще бъде в ъпгрейд, след като видях как се справя този.

1. Две банда водоустойчиви електрически кутии от Lowes-с различни фитинги за държане на прави и огънати тръби-$ 10

2. 12 стандартен сензор за ниво на течността на eTape с пластмасова обвивка Adafruit -$ 59 можете да получите това без пластмасовия корпус за $ 20 по -малко …

3. Adafruit HUZZAH32-ESP32 Feather Board-страхотна дъска. $ 20

4. Aiskaer 2 броя Странично монтиран аквариум резервоар Странично монтиран хоризонтален плаващ превключвател за течност Ниво на водата $ 4

5. Мини реле Adafruit с незалепващо покритие FeatherWing

6. Lipo-батерия $ 5 (резервно захранване)

7. Двойка LED различни цветове

8. Водоустойчив цифров температурен сензор DS18B20 + екстри $ 10 Adafruit

9. Гравитация: Аналогов рН сензор/измервателен комплект V2 DF робот $ 39-Индустриалната рН сонда ще струва $ 49 повече

10 Водоустойчив здрав метален превключвател за включване/изключване с червен светодиоден пръстен - 16 мм червено включване/изключване $ 5

11 пластмасов електромагнитен клапан за вода - 12V - 3/4 (Не вземайте 1/2 инча - не пасва на нищо …)

12. Diymall 0,96 инчов жълто син I2c IIC сериен оледиран LCD LED модул $ 5

Стъпка 2: Свържете го

Просто следвайте схемата на Fritzing за окабеляване. Esp32 беше монтиран на фото дъска с OLED екрана от другата страна, където щеше да гледа към малката дупка в централната задна част на кутията. Светодиодите бяха свързани към два цифрови изхода на ESP. Едната е показателна за WiFi връзка, а другата съобщава дали релето е включено към изхода за вода. Lipo батерията е прикрепена към входа на батерията на платката. Всички други платки (pH, реле, Etape, едножична температура, OLED) се захранват от 3 волта на платката. Включването/изключването е свързано към земята чрез разрешителния щифт на основната платка-светодиодът се захранва от НЯМА връзка към захранването. ETape определено е нещо, което трябва да се разгледа внимателно - на моята дъска силата и земята бяха обърнати (ЧЕРВЕНИ/ЧЕРНИ) и изглежда, че това е случаят с други, които са имали този проблем (направете търсене на уебсайта на adafruits за този проблем …) също така резисторът, включен в главата, трябва да се измери внимателно-той не е както е публикуван. Новата платка DH Robot работи с 3V сега и така работи с ESP32. Не можах да накарам A0 да работи - не приема входове преди Wifi връзка, затова използвах други аналогови входове.

Стъпка 3: Изградете го

Всичко се вписва доста добре в основната кутия. Два полюса на електрически проводник се вписват добре от водоустойчивите зърна в долната част. Те поддържат измервателните уреди. Те могат да бъдат направени произволно по-дълги или по-къси, за да окачат кутията по-високо или по-ниско до нивото на водата-вашите единствени граници са дължината на вашите свързващи проводници, които трябва да влязат в кутията. Тези тръби трябва да бъдат запечатани на дъното със силиций. Инструментите са окачени на 3D отпечатани съединители, които съответстват на кривината на тялото на етапа и тръбопровода. Те са лесно регулируеми с крилни гайки. Бяха отпечатани и специални държачи за рН сондата и едножичната временна сонда. Поддръжката на кутията за превключвателите за контрол на нивото на водата също беше отпечатана 3D. Тези ключове са водоустойчиви и добре проектирани и евтини. Изглежда, че са затворени тръстикови превключватели. Кутията беше пълна със силиций, след като бяха закрепени с включена гайка от вътрешната страна. Разстоянието между тези превключватели ще определи колко течност ще бъде пусната преди изключване. Всички проводници се извеждат през долния отвор и след това се запечатват със силиций. Жицата на сондата за рН се подава през горния отвор, тъй като най -вероятно ще се сменя често. Превключвателят за включване/изключване беше горещо залепен в позиция. Стойка за сигурно монтиране на esp32 с екран беше 3D отпечатана. Малък кръгъл пластмасов прозорец беше силиконов над отвора на задния капак, за да предпази OLED екрана от вода.

Стъпка 4: Файлове за 3D печат

Това са STL файловете за всички свързани притежатели и поддръжки. Всички те са проектирани да отговарят на функциите за поддръжка. Кутията за соленоида трябва да бъде променена след печат за портовете за управление на захранването/релето и LED отвора отпред.

Стъпка 5: Контрол на водата

12 -волтовият соленоид е поставен в собствен персонализиран 3D отпечатан корпус, който включва и порт за отделно захранване и линия за управление от релейната платка в основния корпус. Той също така включва малък червен светодиод, който се включва, когато соленоидът е активиран. Обикновеният градински маркуч може да се свърже с отворите 3/4 инча-не получавайте това разнообразие от 1/2 инча-трудно ще намерите съединители….

Стъпка 6: Програмирайте го

Кодът е доста ясен. Той спори няколко различни подпрограми и ги докладва през мрежата на Blynk. Ако сте работили с Blynk, преди да знаете тренировката. Трябва да включите целия софтуер Blynk и ключа за свързване за вашия конкретен микроконтролер и станция за докладване. Също така трябва да предоставите идентификационни данни на вашата Wifi връзка. Всичко работи доста красиво и предоставя наистина лесен начин за отчитане на сложни данни, без да вършите много работа. Трябва да настроите поредица от таймери, опосредствани от Blynk, за всеки измерен сензор. Те трябва да бъдат стартирани и изпълнени в отделна подпрограма. Имам отделни такива за рН, температура, височина на водата и времето, през което електромагнитният клапан остава отворен-това е за да проверя дали водата е включена твърде дълго, без да пълни резервоара-не е добре. Подпрограмата за височина на водата просто отнема средно многократно отчитане от делителя на напрежението на eTape (вижте предишната бележка-този инструмент е свързан неправилно от фабриката …) и след това коригирайте отчитането с карта и ограничете функциите, направени с измервания във вода резервоар при високите и долните граници на лентата. Подпрограмата за рН беше по -сложна. DH Robot включваше някакъв софтуер за извършване на инициализация, но изобщо не можах да го накарам да работи. Ще трябва да вземете необработени показания от A2 порта с буфери на 4.0 и 7.0 (включени в комплекта) и да ги зададете в "киселинната стойност" и "неутралната стойност" в горната част на програмата. След това той ще идентифицира наклона и пресечната точка y, за да изчисли всички последващи стойности на рН за вас. РН ще трябва да се калибрира по същия начин на всеки 2 месеца, за да се провери. Временната подпрограма е вашата стандартна едножична програма. Единствената дейност в раздела за празни цикли е да проверите състоянието на двата поплавъка, за да определите кога да включите водата и да стартирате таймер.

Стъпка 7: Използвайте го

При първоначалните опити машината работи добре-с лесно регулируем диапазон за инструментите и водоустойчив корпус, улеснен за по-лесна настройка в бързо променяща се среда. Ще трябва да се види дали разстоянието между двата превключвателя за нивото на водата се окаже адекватно. Средата Blynk направи отчет и контрол с мобилния телефон лесно. Директният контрол върху изходното реле по телефона прави възможни отмяна на системата при възникване на страшни ситуации с нивото на водата. Лекотата, с която можете незабавно да предоставите канализиран изход на възможно най -много устройства, прави споделянето на данни с множество хора безпроблемно. Бъдещите интереси ще бъдат с автоматизиране на доставките на хранителни вещества, изпитване на проводимостта (известни проблеми с измерването на рН) и мрежово свързване с други възли за измерване на отдалечени места в растежния комплекс.