Controler hidroponic: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

O organizație inteligentă numită Seeds of Change aici, în Anchorage, Alaska, a ajutat tinerii să înceapă în comerțul productiv. Operează un sistem mare de creștere hidroponică verticală într-un depozit convertit și oferă locuri de muncă pentru a învăța afacerea cu îngrijirea plantelor. Ei erau interesați de un sistem IOT care să ajute la automatizarea controlului apei. Această instrucțiune este în principal pentru a documenta eforturile mele voluntare de a construi un sistem de microcontrolere accesibil și extensibil pentru a ajuta în eforturile lor.

Operațiuni mari de creștere hidroponică au apărut și au trecut în ultimii ani. Consolidarea în această afacere a fost marcată de dificultatea de a o face profitabilă. Trebuie să vă automatizați ca nebunul din toate conturile pentru a face să se vândă saci fanteziste cu salată pentru profit. Aceste unități verticale nu produc nimic cu calorii reale - practic creșteți apă ambalată frumos - așa că trebuie să o vindeți la o primă. Această unitate reglabilă rezistentă la apă este construită pentru a controla nivelul apei din rezervorul principal și pentru a-i măsura în mod constant adâncimea, pH-ul, temperatura. Unitatea principală funcționează pe un ESP32 Featherwing și raportează constatările sale prin intermediul web către o aplicație blynk de pe telefonul dvs. pentru monitorizare și avertismente prin e-mail sau text, dacă lucrurile vă înșelă.

Pasul 1: Strângeți-vă materialele

Designul se bazează pe cutii electrice ieftine rezistente la apă de la Lowes și pe câteva suporturi care au fost imprimate 3D. Restul pieselor sunt relativ ieftine, cu excepția unității de pH de la DF Robot și ETape de la Adafruit. DF Robot își vinde noua versiune de 3 volți a senzorului lor analogic de pH cu o sondă de pH mai ieftină și probabil va trebui să investiți într-o versiune scumpă a acestuia pentru o imersiune constantă. Nu am inclus încă un tester de conductivitate, dar acest lucru va fi probabil într-un upgrade după ce am văzut cum este acesta.

1. Două cutii electrice rezistente la apă de la Lowes - cu diferite accesorii pentru a ține tuburile drepte și îndoite - 10 USD

2. Senzor de nivel lichid eTape standard de 12 cu carcasă din plastic Adafruit - 59 USD puteți obține acest lucru fără carcasa din plastic cu 20 USD mai puțin …

3. Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board - tablă grozavă. 20 $

4. Aiskaer 2 bucăți Acvariu rezervor montat lateral Comutator flotant orizontal lichid montat lateral Nivel apă 4 USD

5. Mini-releu fără zăvor Adafruit FeatherWing

6. Lipo - baterie 5 USD (backup de energie)

7. Cuplați diferitele culori ale LED-urilor

8. Impermeabil DS18B20 Senzor digital de temperatură + extra 10 dolari Adafruit

9. Gravitație: Kit senzor / contor analogic V2 DF Robot 39 USD - Sonda industrială de pH va costa 49 USD mai mult

10 comutator rezistent la apă pornit / oprit din metal cu inel cu LED roșu - 16 mm roșu pornit / oprit 5 USD

11 electrovalvă de apă din plastic - 12V - 3/4 (nu obțineți 1/2 inch - nu se potrivește cu nimic …)

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

Pasul 2: conectați-l

Doar urmați diagrama Fritzing pentru cablare. Esp32 a fost montat pe o placă foto cu ecranul OLED pe partea opusă, unde se va confrunta cu gaura mică din partea din spate centrală a cutiei de bandă. LED-urile au fost conectate la două ieșiri digitale ale ESP. Unul indică o conexiune WiFi, iar celălalt anunță dacă releul este pornit la ieșirea de apă. Bateria Lipo este atașată la intrarea bateriei de pe placă. Toate celelalte plăci (pH, releu, Etape, temperatura cu un fir, OLED) sunt toate alimentate de la cei 3 volți de pe placă. Pornirea / oprirea este conectată la masă prin pinul de activare de pe placa principală - LED-ul este alimentat de NO conexiune la alimentare. ETape este cu siguranță ceva de examinat cu atenție - la bordul meu puterea și solul au fost inversate (ROȘU / NEGRU) și acest lucru pare să fie cazul cu alții care au avut această problemă (căutați această problemă pe site-ul web adafruits …) de asemenea, rezistența inclusă în cap trebuie măsurată cu atenție - nu este așa cum a fost publicat. Noua placă de robot DH funcționează acum cu 3V și funcționează astfel cu ESP32. Nu am putut face A0 să funcționeze - nu acceptă intrări înainte de conexiunea Wifi, așa că am folosit alte intrări analogice.

Pasul 3: Construiește-l

Totul se potrivește destul de bine în cutia principală. Doi poli de conductă electrică se potrivesc frumos din mameloanele impermeabile din partea de jos. Acestea susțin instrumentele de măsurare. Acestea pot fi făcute în mod arbitrar mai lungi sau mai scurte pentru a suspenda cutia mai sus sau mai jos până la nivelul apei - singurele limite sunt lungimea firelor de conectare care trebuie să intre în cutie. Aceste tuburi trebuie etanșate pe fund cu siliciu. Instrumentele sunt suspendate de conectori imprimați 3D care corespund curburii corpului etape și a conductei. Sunt ușor de reglat cu piulițe cu aripi. Au fost, de asemenea, imprimate suporturi speciale pentru sonda pH și sonda temporară cu un fir. Suportul cutiei pentru comutatoarele de control nivel - apă a fost, de asemenea, imprimat 3D. Aceste întrerupătoare sunt impermeabile, bine proiectate și ieftine. Se pare că sunt întrerupătoare reed închise. Cutia a fost umplută cu siliciu după ce au fost fixate cu piulița inclusă în interior. Distanța dintre aceste comutatoare va determina cantitatea de fluid admisă înainte de oprire. Toate firele sunt conduse printr-o deschidere inferioară și apoi sigilate cu siliciu. Firul sondei de pH a fost introdus prin deschiderea superioară, deoarece cel mai probabil va fi schimbat frecvent. Comutatorul de pornire / oprire a fost lipit la cald în poziție. Un suport pentru montarea sigură a ESP32 cu ecran a fost imprimat 3D. O mică fereastră rotundă din plastic a fost siliconată peste deschiderea capacului din spate pentru a proteja ecranul OLED de apă.

Pasul 4: Fișiere de imprimare 3D

Acestea sunt fișierele STL pentru toți titularii și suporturile aferente. Toate acestea au fost concepute pentru a se potrivi cu funcțiile de asistență. Cutia pentru solenoid trebuie să fie modificată după imprimare pentru porturile de control al puterii / releului și orificiul LED din față.

Pasul 5: Controlul apei

Solenoidul de 12 volți a fost plasat în propria carcasă tipărită 3D personalizată, care a inclus, de asemenea, un port pentru alimentare separată și o linie de control de la placa releu de pene din carcasa principală. De asemenea, a inclus un led roșu mic care s-a aprins când solenoidul este activat. Furtunul obișnuit de grădină se poate conecta cu deschiderile de 3/4 inch - nu obțineți varietatea de 1/2 inch - veți avea dificultăți în găsirea conectorilor …

Pasul 6: Programați-l

Codul este destul de simplu. Se ceartă câteva subrutine diferite și le raportează prin rețeaua Blynk. Dacă ați lucrat cu Blynk înainte să cunoașteți exercițiul. Trebuie să includeți tot software-ul Blynk și cheia de conectare pentru microcontrolerul și stația de raportare. De asemenea, trebuie să furnizați acreditări conexiunii dvs. Wifi. Totul funcționează destul de frumos și oferă o modalitate foarte simplă de a raporta date complicate fără a face multă muncă. Trebuie să configurați o serie de temporizatoare mediate de Blynk pentru fiecare senzor măsurat. Acestea trebuie pornite și rulate într-un subrutin separat. Am unele separate pentru pH, temperatură, înălțimea apei și timpul în care electrovalva rămâne deschisă - aceasta este pentru a verifica dacă apa este prea lungă fără a umple rezervorul - nu este bine. Subrutina de înălțime a apei face doar o medie de citire multiplă de la divizorul de tensiune de pe eTape (vezi nota anterioară - acest instrument a fost conectat greșit din fabrică ….) și apoi corectează citirea cu funcțiile de hartă și constrângere efectuate cu măsurători într-o apă rezervor la limitele înalte și joase ale benzii. Subrutina pH-ului a fost mai complicată. DH Robot a inclus câteva programe software pentru inițializare, dar nu am reușit să funcționeze deloc. Va trebui să luați citiri brute din portul A2 cu tampoane la 4.0 și 7.0 (incluse în kit) și să le setați în „valoarea acidului” și „valoarea neutră” în secțiunea superioară a programului. Apoi va identifica panta și interceptarea y pentru a calcula toate valorile pH ulterioare pentru dvs. PH-ul va trebui recalibrat în același mod aproximativ la fiecare 2 luni pentru a-l verifica. Subrutina temporară este programul dvs. standard cu un singur fir. Singura activitate din secțiunea buclei de gol este de a verifica starea celor două comutatoare plutitoare pentru a determina când să porniți apa și să porniți un cronometru.

Pasul 7: Folosiți-l

La încercările inițiale, mașina a funcționat bine - având o gamă ușor de reglat pentru instrumente și o carcasă rezistentă la apă, făcută pentru o configurare mai ușoară într-un mediu în schimbare rapidă. Va trebui văzut dacă distanța dintre cele două comutatoare de nivel al apei se dovedește adecvată. Mediul Blynk a făcut cu ușurință raportarea și controlul cu telefonul mobil. Controlul direct al releului de ieșire prin telefon face posibilă depășirea sistemului atunci când apar situații înfricoșătoare ale nivelului apei. Ușurința cu care puteți furniza imediat ieșire canalizată către cât mai multe dispozitive face posibilă partajarea datelor cu mai multe persoane. Interesele viitoare vor fi automatizarea alimentării cu nutrienți, testarea conductivității (probleme cunoscute cu măsurarea pH-ului) și rețeaua de rețea cu alte noduri pentru a măsura locațiile îndepărtate din complexul de creștere.