Päikeseenergial töötav "nutikas" WiFi -juhitav niisutussüsteem: 6 sammu (piltidega)

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

See projekt kasutab ebay standardseid DIY päikeseenergia- ja 12 -voldiseid osi koos Shelly IoT -seadmetega ja mõnda põhiprogrammeerimist OpenHAB -is, et luua omatehtud, täielikult päikeseenergial töötav arukas aiavõrk ja niisutussüsteem.

Süsteemi tipphetked:

• Täielikult päikeseenergial töötav süsteem (päeval ja öösel)
• 3 tsooni kastmissüsteem (võib olla rohkem!)
• Täielikult WiFi -ga juhitav, Google Home/Alexa integreerimisega, kasutades Shelly RGBW2 seadmeid
• Nutikas kastmine, kasutage hiljutise vihmasaju kontrollimiseks automaatset kastmissüsteemi koos linkidega ilmastiku API -le.

Miks see disain?

1) Vaatasin oma köögiviljaaia kastmissüsteeme ja leidsin, et need olid kas väga kallid või üsna piiratud funktsiooniga (ühe vooliku jaoks sisse/välja lülitatud).

2) Minu aed on tõesti pikk ja välist toiteallikat pole, nii et päikesepaneeliga 12 -voldise aiavõrgu seadistamine minu kuurist tundus lõbus (ja turvaline!) Idee saada jõudu kogu aia kaugemas otsas)

3) Olen mänginud Shelly seadmete ja OpenHABiga ning arvasin, et oleks lõbus näha, mida ma saavutada saan!

Tarvikud

Päikesesüsteem:

• Päikesepaneel (120W)
• Aku (130aH vabaaja aku)
• Päikeseenergia laengu kontroller (30A)
• 12v stabilisaator
• Kaabeldus

"Nutikas" niisutussüsteem:

• Veetoru / veevarustus
• 12v DC veepump
• 12v solenoidventiilid (3x = 1 niisutustsooni kohta)
• Veekindel korpus
• Kastmisvoolik, pistikud ja voolik
• 5-tuumaline kaabel
• Shelly RGBW2

(+standardsed esemed nagu tööriistad, kaabliühendused, voolikud jne vastavalt vajadusele!)

Paljusid projekti funktsioone on võimalik rakenduse Shelly abil täita, kuid niisutamise täpsema automatiseerimisloogika jaoks olen kasutanud OpenHAB -i.

Samm: päikesesüsteemi seadistamine

See samm on lihtsalt minu seadistuse kiire selgitus, seal on palju häid juhendeid selle kohta, kuidas DIY päikesesüsteemi kõige paremini seadistada, ja selle juhendi peamine eesmärk on "nutikas" aiavõrk ja niisutussüsteem! (See samm on samuti valikuline. Kui teil on toiteallikale lihtne juurdepääs ja te ei soovi päikeseenergiat kasutada, saate kogu süsteemi toita 12 V trafo kaudu.

Kasutasin 120W päikesepaneeli (eBay või Amazon), 130aH vabaajapatarei (võib kasutada väiksemat võimsust, kuid soovitame kasutada vaba aja akut tavalise autoaku üle, kuna selline päikesesüsteem kasutab tsüklit) ja 30A päikeseenergia juhtplokk. Võite valida väiksema võimendusseadme, kuid kulude erinevus on väga minimaalne ja 12 V võimsuse võtmisel võivad Ampsid peagi ronida!

Päikesesüsteem ise väljastab erinevaid pingeid (minu mudeli dokumentatsioon ütleb olenevalt aku laetuse tasemest ja päikesesisendist 10,7–14,4 V). Selles projektis kasutatavad Shelly seadmed on suhteliselt pingetundlikud ja vajavad pidevat 12 V toiteallikat. Selle saavutamiseks vajate pinge stabilisaatorit, mis on eBayst kergesti kättesaadav. Ma sain 8V-40V sisendi 12V väljundisse, mis on võimeline kandma 10A. 10A oli suurim stabilisaator, mida ma selles pingevahemikus leidsin, nii et selle ühenduse kaudu saab 10A tõmmata ainult ühel korral. Alati on võimalik hiljem ühendada teine stabilisaator, et saada veel 10A toiteallikas.

Tegin oma aialaual kiirtesti seadistuse, et veenduda, et kõik töötab enne installimist. Kontrollisin päikesekontrolleri pingeväljundit ja see oli tõepoolest ~ 13,4V. Kui pingestabilisaator oli ühendatud, kontrollisin uuesti ja see oli 12,2 V - sobib Shelly RGBW2 jaoks ja ma ühendasin selle.

Shelly lülitati kohe sisse ja ma sain selle oma WiFi jaoks konfigureerida ning testida selle vastust - minu esimene päikeseenergial töötav IoT -seade!

Kui see kõik oli testitud ja töökorras, võtsin seadistuse osadeks ja kolisin komponendid oma aiakuuri täieliku paigaldamise jaoks.

Ehitasin põhiraami, mis hoiab päikesepaneeli 40 kraadise nurga all (kõige tõhusam on minu asukohas 40 kraadi kõrgusel lõuna poole - kontrollige veebis, teie asukoha jaoks parima nurga saamiseks on palju kalkulaatoreid!)

2. samm: nutikas niisutamine - niisutusventiili korpus

Automatiseeritud nutika niisutussüsteemi loomise esimene samm on klapi juhtimissüsteemi loomine.

Ventiilid, mida ma selle projekti jaoks kasutasin, on põhilised, tavaliselt suletud, 12 V alalisvoolu, 1/2 "solenoidventiilid. Neid saab eBayst suhteliselt odavalt hankida. Saadaval on ka erinevad mõõtmed. Kasutasin 1/2", kuna standardeid on palju niisutussüsteemi komponente, mida saab kasutada sellise suurusega ventiili/toruga. Ventiilidel on mõlemal küljel tavaline 1/2 "kruvikeere, seega vajate sobivaid liitmikke, mis sobivad kasutatava vooliku/niisutusvooliku tüübiga.

Kuna ventiilide elektrilised komponendid ei ole veekindlad, vajate veekindlat korpust. Leidsin, et Schnider Electrici 12-sisenev jaotuskarp (195x165x90mm) oli ideaalse suurusega, et see sobiks 3 ventiiliga, mida soovisin kasutada, pluss 1/2 kruviga adapterid 12mm kastmisvooliku jaoks.

Ma jooksen veevoolu horisontaalselt üle kasti, toite-/juhtkaabel siseneb jaotuskarbi põhja kaudu läbi ilmastikukindla rõõmu.

3. samm: nutikas niisutamine - ventiilide ühendamine Shelly RGBW2 kontrolleriga

Igal ventiilil on 2 labidaterminali. Kasutatavatel ventiilidel pole polaarsuse erinevust, seega saan kummagi klemmiga ühendada positiivse või negatiivse. Toide puudub, klapp on suletud. Lülitage toide sisse, klapp on avatud.

(Pange tähele, et selle süsteemi osa ehitamiseks/testimiseks kasutasin tavalist 12 V alalisvoolutrafot (vana LED -draiverit), nii et ma ei pidanud testimiseks pidevalt aeda minema ja päikeseenergiaga ühendama see).

Lõpetage 3 kaablit karbis olevast 5-soonelisest kaablist sobiva suurusega labidaühendustega. (Näitefotol kasutatakse selleks pruuni, musta ja halli värvi). Ühte kaablit (fotol sinine) kasutatakse tavalise +veena, seega ühendage üks kaabel sobivasse mitme kaabli pistikusse (mina kasutasin 5-klemmilist Wago 221).

Shelly RGBW2 peab olema seadistatud režiimile „valge” (Shelly juhtimisekraani seadete alt). See tähendab tegelikult seda, et Shelly töötab 4 eraldi 12 V alalisvoolu (hämardatava) releena.

Toiteallikas ja Shelly peaksid olema kuskil eemal veest, turvalises (kuivas) kohas ja ühendus klapikorpusega, kasutades 5 -soonelist kaablit (minu oma on umbes 5 m pikk, kuurist köögiviljapaigani). Shelly asub minu kuuri sees väikese ilmastikukindla jaotuskarbi sees.

Ühendage toide vastavalt lisatud skeemile ja see peaks välja nägema umbes nagu fotol. Pange tähele, varukaabel ja 5-klemmilise Wago ruum on mõeldud pumba ühendamiseks.

4. samm: nutikas niisutamine: pumba ühendamine

Järgmine samm on pumba ühendamine. Seadistamiseks ühendasin pumba klapi korpuse kaudu, kuna kasutasin peamist 5-soonelist kaablit, et toide kuurist välja saada, kuid kui see on mugavam, saate pumba hõlpsalt ühendada.

Kasutasin suurima vooluga 12V pumpa, mida ebayst leida sain (1000L/h), kuid saadaval on palju võimalusi. (Mul on praegu Shelly RGBW2 -ga ühendatud mitu pumpa ja leidsin, et mõned pumbad töötavad ainult 100%SISSE/VÄLJAS, samas kui teisi saate vooluhulka reguleerida Shelly dimmeri funktsiooni abil. See pole niisutussüsteemi jaoks oluline, kui soovite. maksimaalne vool, kuid see võib olla oluline veefunktsiooni jaoks jne).

Pange tähele, et erinevalt solenoidventiilidest on pumbad polaarsustundlikud, seega peate veenduma, et ühendate toite +ve ja -ve õigesti.

Kui see on lõpule viidud, tuleb pump ühendada iga klapi sisenditega ja iga klapp annab karbist väljalaskeava (nii et te ei kata kasti testimisel üle!).

Saate klappe ilma veeta testida, lülitades need Shelly RGBW2 liideses sisse/välja. Kui olete avatud, peaksite nägema energiatarbimist kuni ~ 10W (enne kanali sisselülitamist veenduge, et "dimmer" on seatud 100% -le, neile ei meeldi midagi muud kui 100%!). Kui olete ühendanud Shelly RGBW2 juhtmestikuga, nagu on näidatud ühendusskeemil, peaksid kanalid 1-3 juhtima ventiile ja kanal 4 pumpa.

Pildil on näha, kuidas ma katsetan süsteemi, kasutades vannis olevat ämbrit, et vesi ringleks (pump on ämbris punane asi).

Lõplik pilt näitab, kuidas olen selle seadistuse veevarustuseks oma veepõhjaga ühendanud.

Samm: nutikas niisutamine: ühendage Shelly RGBW2

Kõik süsteemi kaablid peavad asuma kuivas kohas (WiFi -ühendusega!), Kus saab paigutada Shelly RGBW2.

Kaablid tuleb ühendada Shellyga vastavalt ühendusskeemile. Ma valin staatilise IP kasutamise kõigis oma Shelly seadmetes, kuna see muudab ühenduse üldiselt stabiilsemaks.

6. samm: nutikas niisutamine: juhtimissüsteem

Nüüd, kui süsteem on häälestatud, saate oma süsteemi juhtida mitmel viisil ja erinevatel tasemetel, kui soovite seda targaks muuta!

Põhiline: kõige elementaarsem viis oma süsteemi juhtimiseks on rakenduse Shelly kaudu ja loomuliku integreerimisega Google Home'i või Alexaga. Rakenduses saate seadistada iga kanali jaoks standardseid ajakavasid (pump, tsoon 1, tsoon 2 jne) ja soovi korral ühendada need ka hääljuhtimisega.

Ettetellimine: rakendus Shelly võimaldab teil luua ka stseene, saate luua erinevaid stseene, mis kulgevad erinevatel kellaaegadel läbi erinevate jootmismustrite jne. Rakenduses on palju võimalusi … olge loov!

Tõesti tark

Otsustasin, et tahan astuda sammu edasi. Ma kasutan juba OpenHAB -i enamiku oma maja IoT -seadmete juhtimiseks, nii et seadistan oma kastmissüsteemi juhtimise OpenHAB -i abil. Olen sellele juhendile lisanud põhilised.items.rules ja.sitemap failid, et aidata teil midagi sarnast seadistada.

Üldised omadused:

• Täisautomaatne ja käsitsi juhtimine armatuurlaua lehelt.
• Google'i kodu integreerimine - "Hei Google, käivita niisutamine". - Vaata videot.
• Ilmastiku integreerimine - ühendasin OpenWeatherMap API -ga, et kontrollida viimase 24 tunni sademete koguhulka ja kui on sadanud rohkem kui 10 mm, ei käivitata niisutamistsüklit automaatselt
• Niisutamine võib toimuda iga päev kindlal ajal või muutuvalt koos päikeseloojangu/päikesetõusuga jne.
• Süsteem arvutab välja, kui palju vett iga niisutustsükli jaoks kasutatakse (oluline, kui kasutate veepõhja, mis kogub vihmavett nagu mina!
• Lükka telefonile märguanne, et teavitada, kui automaatne niisutamine hakkab toimima.