Terraariumi niiskuse ja temperatuuri juhtimissüsteem: 11 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

SISSEJUHATUS

See juhend on mõeldud modulaarse niiskuse ja temperatuuri juhtimissüsteemi väljatöötamiseks Arduino Uno abil. See süsteem kasutab keskkonnaparameetrite jälgimiseks veekindlat niiskuse ja temperatuuri andurit ning 5 V releedega ühendatud Arduino Uno, et juhtida niisutajat ja jahutusventilaatorit. Reaalajas kella (RTC) kasutav sekundaarne süsteem tagab niiske õhu igapäevase värskendamise ning võimaldab programmeerida plaanilist niisutamist ja jahutamist. Niiskuse ja temperatuuri mõõtmised projitseeritakse LCD -ekraanile.

Selle seadme eesmärk on kontrollida troopiliste taimede keskkonnaparameetreid. Sel juhul eelistavad need taimed kõrgemat niiskust (tavaliselt üle 70%) ja on tundlikud kõrgemate temperatuuride (30–35 ° C) suhtes. Arvestades oma hoone HVAC -süsteemi temperatuuri mõõdukust, võin tagada, et temperatuur ei langeks alla määratud läve (20C). Sellisel juhul tekitab kasvuhooneefekt rohkem muret, nii et lisaks niisutamisele tuleb rakendada jahutamist.

ETTEVAATUST:

See konstruktsioon hõlmab töötamist elektriga. Elektrilöögi ja šoki vältimiseks võtke ettevaatusabinõusid. Olge juhtmetega eriti ettevaatlik, et vältida lühiste või halbade ühenduste loomist.

Kuigi see süsteem on loodud ühilduma 120 V seadmetega, ei ole see mõeldud kasutamiseks suure vooluga süsteemidega. Lihtsad muudatused võimaldavad sellist süsteemi, sealhulgas suurema võimsusega releed, jahutussüsteemi jne. Piirake kõigi ühendatud seadmete voolutarbimist maksimaalselt 10A -ni.

MUUTMINE:

Seda süsteemi saab muuta täiendavate juhtimisparameetrite, näiteks küttekeha lisamiseks. Lisaks saab seda kasutada ilma aktiivse juhtimissüsteemita, lisades regulaarselt niiske õhu. See tegur sõltub suuresti terraariumis kasvatatavate organismide tüüpidest.

HOIDLA:

Programmi, skeemid ja 3D -printimismudelid leiate ka GitHubist siit.

Tarvikud

KONTROLLER

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x 2 või 4 kanaliga 5V 10A relee (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x SHT 20 I2C veekindel temperatuuri ja niiskuse andur (RobotShop SEN0227)
  • 1x I2C 16x2 LCD -moodul (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • 1x andmekoguja kilp koos RTC või RTC mooduliga (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • 1x kruviklemmikilp Arduino Uno jaoks (valikuline, RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • 3x 120V kaheharuline pikendusjuhe (saab kasutada ka 3-osalist, veenduge, et nad saaksid hakkama 10A [1200W] või enamaga)
  • 1x projektikarp vähemalt 7 "x5" x3 "(RadioShack, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x PCB plaat või kinnitusplaat kasti jaoks
  • 1x USB a/b kaabel
  • 1x USB seinalaadija adapter (120V)

NIISUTAJA

• • 1x Homasy Cool Mist niisutaja (ASIN B07RZSBSHJ)
  • 1x 5/8 "x 6" PVG sapipumba väljalasketoru (või sarnane 3/4 "kuni 5/8" toru, LOWES #814327)
  • 1x 3/4 "naissoost haakeseadisega PVC-ühendus (LOWES #23850)
  • 2x 3/4 "isas-naisekruvi küünarnuki PVC-kinnitus (LOWES #126822)
  • 1x 3/4 "külgmise väljalaske küünarnuki PVC liitmik (LOWES #315496)
  • 1x 3/4 "pöörlev isaste ja naiste kastmisadapter (LOWES #194629)

JAHUTUSVENTILAATOR

• • 1x 12V arvuti ventilaator
  • 1x 12V 1A toiteadapter
  • 1x 12V mees+naine 2,1x5,5MM alalisvoolu pistikupesa adapteri pistik

VÄIKESED OSAD

• • 20x hüppajakaablid
  • 4x kaablitihendid (PH7)
  • 3x 22-10 AWG traatmutrid
  • 12x seiskamist, kruvid ja poldid
  • 6x M3-0,5 või UNC 4-40 kruvi ja polti
  • 4x kruvi (kinnitusplaadi kinnitamiseks projektikarbi külge)
  • 3x iminapa konksud

TÖÖRIISTAD

• • Traadi eemaldaja
  • Kruvikeerajad (erineva suurusega)
  • Puurida
  • Pöörlev tööriist (valikuline)
  • 3D -printer (valikuline)

PROGRAMM

Programmi leiate siit lehelt või GitHubist siit

Samm: ühendage Adruino vooluring

See samm on elektroonika seadistamine ja ühendamine. Sel juhul on kõik juhtmed vaja ühendada Arduino UNO, SHT 20 ja ainult Arduino ühendusosad releedega. *Pange tähele, 120 V pikendusjuhtmete ühendamine ei ole praegu vajalik.

Traat ARDUINO

1. Koguge komponendid, mis on loetletud jaotises Tarvikud, KONTROLLISÜSTEEMI all.

2. Ühendage Arduino Uno juhtmega, järgides kaasasolevat skeemi (joonis). Ärge ühendage releed veel.

   • Datalogger Board:

     Ühendage Arduino Uno peal

   • Kruviklemmi kilp:

     Ühendage Arduino Uno andmebaasitahvli analoogkülg analoogküljega

   • SHT 20:

     • Punane kuni 3.3V
     • Roheline kuni GND
     • Must kuni A5
     • Valge kuni A4

   • I2C 16x2 LCD -ekraan:

     • SCL kuni A5
     • SDA kuni A4
     • GND kuni GND
     • VCC kuni 5V

   • 4 -kanaliline relee (kasutasin IN3 ja IN4 4 -kanalilisest releest, see võib töötada ka relee IN1 ja IN2 puhul):

     • VCC kuni 5V
     • GND kuni GND
     • IN 3 kuni tihvt 7
     • IN 4 kuni tihvt 8
3. Kui kasutate kruviklemmikilpi, saate ekraani otseühenduseks kasutada 5V ja GND, nii et kahte sisendit ei läheks samasse sisendisse.
4. Ekraani või sondi SHT 20 saab ühendada teise SDA SCL sisendiga, mis on Arduinos AREF sisendi kohal. Pange tähele, et kõigil kilpidel pole seda.

Samm: programmeerige Arduino ja kontrollige

See samm on kontrollida, kas kõik komponendid töötavad ja kas programm töötab ettenähtud viisil.

PROGRAMM ARDUINO

1. Laadige arvuti abil alla Arduino IDE, mille leiate siit.
2. Ühendage Arduino arvutiga USB a/b -adapteri abil.
3. Laadige Arduino programm alla siit või siit lehelt.
4. Laadige tarkvara Arduinole üles (veenduge, et olete valinud õige COM -pordi, vastasel juhul ei laadita seda üles).

KONTROLLI ELEKTROONIKA

1. Kontrollige, kas programm töötab ja kõik komponendid on õigesti loetud.

   1. Niiskust saab kontrollida, pannes anduri niisutaja lähedale.

      • Kui õhuniiskus on alla 70%, peaks relee sisse lülituma, mida sageli näitab klõpsatus ja relee tuli (olenevalt mudelist).
      • Kui õhuniiskus on üle 85%, peaks see välja lülituma, mida näitab sageli teine klõps ja valgus kustub.

   2. Temperatuuri saab kontrollida, hoides sondi temperatuuri tõstmiseks õigesti käes.

      Samamoodi peaks temperatuur üle 30 ° C ventilaatori relee sisse lülitama

   3. Pange tähele, et sondil on keskkonnamuutustest teatamiseks viivitusaeg umbes 6 sekundit.

2. Veenduge, et ekraanil oleks mõistlik ümbritseva õhu temperatuur.

   Saate oma praegust niiskust ja temperatuuri hinnata teise anduri abil või kohaliku ilma põhjal

Samm: looge projektikast ja paigaldage elektroonika

Projektikarbi saab nüüd konstrueerida ja elektroonika monteerida, et see hiljem kasti paigutada.

PROJEKTIKAST

1. Projektikarbi jaoks tuleb puurida 4 auku:

   • 120V sisendjuhe.
   • Sisend SHT20 andurile.
   • Väljund niiskuse reguleerimiseks.
   • Väljund temperatuuri reguleerimiseks.

2. Auke saab paigutada ükskõik kuhu. Selles näidiskastis olid need paigutatud järgmiselt:

   • 120 V sisend - üleval paremal keskel.
   • SHT 20 sisend - vasak pool keskel.
   • Niiskuskontrolli väljund - otse ülaosas keskel.
   • Temperatuurireguleerimise väljund - otse keskosas põhja poole.

3. Märkige ja puurige augud 11,5 mm puuriga.

   Märkus: 7/16 "puurit saab kasutada ja seejärel lihvida/viilida, et seda piisavalt suurendada, et nääre sisse panna

4. Eemaldage iga tihendi kate ja tihend ning kinnitage ülejäänud kruvikorpus ja mutter korpuse külge, nagu joonisel näidatud.

PAIGALDUS

1. Kasutades kas plastitükki, kinnitusplaati või karbi jaoks sobitatud prototüüpplaati.
2. Puurige augud vastavalt karbi kinnitusavadele.
3. Paigutage oma elektroonika (Arduino Uno koos kilpide ja releega) nii, et need mahuksid tahvlile.
4. Märkige augud ja puurige sobiva suurusega puuriga.
5. Kasutades suvalisi päiseid, kinnitage Arduino ja releed tahvlile (joonis)

4. samm: projekti kasti elektroonika seadistamine

See etapp keskendub kõigi komponentide paigutamisele projekti kasti, et saaks teha lõpliku juhtmestiku.

LISA ARDUINO JA RELE

1. Ühendage SHT 20 andur ja ekraan ettevaatlikult lahti.
2. Asetage kinnituspaneel karpi (joonis). Ärge keerake seda veel sisse.

VALMISKAABLID

1. Lõika pikendusjuhtmed soovitud pikkusega.

   • Teil on 1 haru sisend, mis jääb kasti sisse. See on mõeldud Arduino ja muude seadmete lisamiseks, mida saab hiljem lisada (nt ventilaator, võimsusmuundur jne).
   • 2 neist piikide sisenditest kasutatakse iga niisutaja ja jahutusseadme toiteks. Saate neid teha mis tahes pikkusega, kuid valin need seadme lähedale, et vältida juhtmete rippumist kõikjal.
   • Ühest neist pikendusjuhtmetest salvestate seadme toiteks juhtmeotsa. Kui juhtmele on märgitud pingestatud juhe, kasutage neid (enamasti on neil triibud, ärge muretsege, kui teie juhtmel see on, see lihtsustab lihtsalt korraldamist).
2. Eemaldage toitejuhtme otsad ja kolm toitesisendit.
3. Keerake kooritud otsad ära, et vältida kulumist (joonis, joonis).
4. Asetage kork ja kummist tihend pistikule, 2 väljundit releele ja sond SHT 20.

LISA KAABLI

Karbile paigaldatud näärmetesse saab lisada kaableid (joonis). Ärge keerake neid veel sisse

Samm: relee juhtmestik

Selle osa jaoks lisasin põhjalikuma juhtmestiku, kuna see võib olla keeruline. See järgib sama juhtmestikku nagu skeemil 2 (joonis).

KAABLIREELE

1. Ühendage kaks lahtist juhet kahe relee ühisesse (C) sisendisse, kasutades kruvikeerajat, et traat kinnitada (joonis).

   • See on tavaliselt relee keskne sisend ja seda tähistatakse sageli C või vertikaalse joonena.
   • Võimalik, et juhtmeid tuleb korralikult kärpida, et need sobiksid.
   • Veenduge, et peaaegu poleks vaske, et see oleks tihedalt kinnitatud ja katkised juhtmed ei ripuks.
   • Juhtmete sisestamiseks peate võib -olla plaati veidi välja tõstma.

2. Ühendage juhtme pingestatud ots kahest toitesisendist relee normaalselt avatud (NO) osaga (joonis).

   See on sarnane ülaltoodud sammuga, kuid see väljund on tähistatud joonega, mis on nurga all (nagu lüliti, mis ei ole ühise juhtmega ühendatud)

3. Alustage kõigi pingestatud juhtmete ühendamisega. (See vastab kahest juhtmest suuremale ja seda tähistavad sageli juhtme või musta juhtme ribad.) Ühenduskaablid on järgmised:

   • Pingestatud juhe pistikust
   • Arduino toiteks kasutatav voolujuhe pistikusisendist
   • 2 eemaldatud juhet
4. Keerake juhtmed kokku ja keerake keeratava korgiga.

5. Ühendage kõik nulljuhtmed omavahel.

   • Pistikust neutraalne juhe
   • Väljundi neutraalne juhe, mida kasutatakse Arduino toiteks
   • Tagastage juhtmed mõlemast kahest väljundist
6. Keerake juhtmed kokku ja keerake keeratava korgiga kinni (joonis).

7. Veenduge, et kõik keeratavad korgid oleksid tihedalt kinni ega kukuks maha.

   • Kui keeratavad korgid ei sobi hästi, kasutage erineva suurusega korki.
   • Teise võimalusena saab juhtmeid ühendada 2 korraga ja nende liigutamiseks kasutada üleliigset traati

KINNITA SHT20

1. Keerake SHT20 kruviplaadi külge tagasi.

   Juhtmeid saab lükata ka hüppajajuhtmetesse ja/või ühendada hüppajajuhtmetega, kui kruviplaati ei kasutata

PINGELDA NÄÄRI

1. Pingutage juhtmete ümber kõik tihenduskorkid

   Nööre saab pisut tõmmata, et need lõdvaks saaksid, kuid veenduge alati, et need on veidi lõtvunud

6. samm: juhtpaneeli kaane seadistamine

See samm on ekraani paigaldamine karbi ülaosale ja 3D -prinditud komponentide lisamine, et see näeks puhas välja.

TEE AUK LCD -ekraanile

1. Leidke koht ekraani kaanele kinnitamiseks.

   See projekt pani selle vasakule 1 "ülalt ja vasakult küljelt

2. Leidke ekraan ja aukude asukoht.
3. Kasutage Dremeli või žiletitera abil ekraani paigaldamiseks ristkülikukujuline ala.
4. Puurige ekraani jaoks augud sobiva puurvarda abil.

LISA 3D -PRINTITUD KOMPONENTEID (valikuline)

1. Printige kaasasolevad 2 STL -faili:

   • Raam vedelkristallekraani jaoks, et varjata lõikamisvastasusi (16x2 LCD -ekraani raam (retro). Stl).
   • Logo, mis muudab selle ametlikuks (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Pärast printimist asetage 2 prinditud komponenti kaanele soovitud kohta.
3. Märkige ekraani jaoks puuraugud sobiva puurvarda abil.
4. Soovi korral värvige.

Ekraani kinnitamine

1. Väikeste kruvide ja poltide abil (M3 sobib selleks hästi) polt ekraanil kruvidega ees ja ekraan läbi taga. Kui kasutate raami, kinnitage see esiosa kaudu (joonis).
2. Kinnitage logo ja lisage kruvid (valikuline) (joonis).
3. Veenduge, et kõik kruvid ja poldid oleksid tihedalt kinni.

Samm: viimistlege juhtimissüsteemi kast

Need toimingud viivad lõpule projekti kasti seadistamise koos juhtimissüsteemiga.

LÜLITAMINE JA SULETUS

1. Kasutage karbi sisse pandud pikendusjuhtme sisendit, et lisada toitepistik Arduinole.

   Mulle meeldib USB -d kasutada, nii et saan selle lihtsalt avada ja juhtmest haarata, et seda uuesti programmeerida

2. Lülitage kast sisse, veendumaks, et kõik ühendused töötavad.
3. Keerake kinnitusplaat sobivate kruvidega sisse.
4. Proovikarbi komplekti kruvide abil keerake karbi ülaosa.

Juhtimissüsteem on nüüd valmis. Järgmised sammud on niisutaja ja jahutusventilaatori lisamine.

8. samm: niisutaja seadistamine

See on mõeldud põhilise niisutussüsteemi seadistamiseks, kasutades kaubanduslikku ultraheli niisutajat

NIISUTAJA

1. Ühendage need PVC osade abil joonisel näidatud seadmega
   • Kinnitage 3/4 "naissoost naissoost PVC-ühendusmuhv isas-nais-PVC kruvipõlve külge.
   • Kinnitage see kruvipõlv teise kruvipõlve külge, et teha täisnurk.
   • Lisage isas-naine kastmisadapter kruvipõlve kruvipesasse.
   • Kinnitage külgväljalaske PVC küünarnukk niisutusadapteri otsa.

2. Mõõtke ja lõigake toru soovitud pikkuseks

   • See pikkus peab olema terraariumi ülaosast niisutaja keskele.
   • Joonel peab olema väga vähe lõtku ja see peaks olema võimalikult vertikaalne. Igasugune silmus või vett koguvad alad ummistavad torusid ja takistavad väikeste veeosakeste voolamist.
   • Selle seadistuse korral olid torudel piirjooned kunagi jalad ja kolm jalga töötasid.
3. Ühendage torud PVC osaga

   Sel juhul kasutatakse 5/8 "sapijuha, mis sobib tihedalt 3/4" haakeseadisega

4. Eemaldage niisutaja väljundilt valge kate
5. Lükake toru väljundisse nii, et see sobiks hästi.
6. Asetage PVC toru pool terraariumi sisse nii, et see istuks piki serva. PCV osi saab enam -vähem sisse keerata, et võimaldada terraariumi serva laiust.

9. samm: jahutusventilaatori seadistamine

See lisab vajadusel jahutusventilaatori, et vähendada temperatuuri konvektiivse jahutuse kaudu

JAHUTUSVENTILAATOR

1. Ühendage arvuti ventilaatori väljundjuhtmed 12 V pistikupessa.

2. Asetage/painutage neid 2 iminapa abil nii, et need istuksid ventilaatori aukudesse (joonis).

   Ventilaator tuleks elanike jahutamiseks ümbritsevast õhust sisse tõmmata kergelt allapoole

Samm: selle ühendamine ja kontrollimine

See on viimane samm juhtimissüsteemi viimistlemiseks!

KINNITUS SHT 20

1. Kinnitage iminapa rõnga abil SHT 20 terraariumi ülaosa poole (joonis).

   Teoreetiliselt peaks õhus oleva vee gradient olema terraariumi ülaosa suhtes madalaim, kuna see seguneb toaõhuga. Sel juhul võib olla kindel, et ülejäänud terraarium on anduri mõõdetud niiskuse juures või veidi üle selle

PISTE KÕIK

1. Ühendage juhtimissüsteem pistikupessa ja veenduge, et see lülitub sisse ja loeb korralikult
2. Ühendage niisutaja niiskuse reguleerimise pistikupessa.
3. Ühendage ventilaator temperatuuri reguleerimise pistikupessa.

TEST

Kontrollige süsteemi, kohandades anduri ümbritsevat keskkonda, et veenduda, et releed lülituvad vajadusel sisse/välja. Lisateabe saamiseks vaadake 2. sammu

11. samm: lõppsõnad

LÕPPSÕNAD

Süsteem on loodud ja see peaks olema hea. Nagu varem öeldud, on süsteem modulaarne, kuna asju saab hõlpsasti reguleerida või muuta, et see vastaks kõikidele vajadustele. On väga oluline meeles pidada, et see süsteem pole tark: see ei tea, kas on tõrge, ja lülitab asjad ainult sisse või välja. Süsteemi tuleks pidevalt kontrollida, et veenduda, et niisutajas on piisavalt vett, kas toru pole ummistunud, kas niiskusandur töötab endiselt jne. Üldiselt peaks see süsteem töötama samal tasemel kui kaubanduslikud juhtimissüsteemid ja olema rohkem funktsionaalne, kohandatav ja kulutõhus. Nautige ehitamist.