Sistema di monitoraggio e controllo della serra idroponica: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

In questo tutorial, ti mostrerò come costruire un sistema di monitoraggio e controllo della serra idroponica. Vi mostrerò i componenti scelti, uno schema elettrico di come è stato costruito il circuito, e lo sketch Arduino utilizzato per programmare il Seeeduino Mega 2560. Alla fine posterò anche qualche video così potrete vedere il risultato finale

Ingressi:

DHT11

Uscite:

• Pompa dell'acqua
• Pompa d'aria
• 2 fan
• Striscia luminosa a LED
• Schermo LCD 4x20

Funzione:

• La pompa dell'aria e dell'acqua sono collegate a una funzione di interruzione esterna controllata da un interruttore SPDT. Ciò consente all'utente di cambiare la soluzione nutritiva o di armeggiare con il sistema di irrigazione senza dover spegnere l'intero circuito. Questo è importante perché quando si spegne l'intero circuito, i tempi per la luce si azzerano.
• Le luci sono controllate da semplici funzioni matematiche che consentono all'utente di determinare per quanto tempo desiderano che le luci restino accese e spente.
• I ventilatori sono controllati dalla temperatura. Ho programmato il relè per accendere le ventole ogni volta che il sensore legge sopra i 26 gradi Celsius. E per essere OFF in qualsiasi momento al di sotto di 26 gradi Celsius.

Sento di dover ricordare che questo progetto è ancora un work in progress. Entro la fine dell'estate, ho intenzione di installare un sensore di pH, elettroconduttività e DO (in quanto sono essenziali per il corretto monitoraggio di un sistema idroponico). Quindi, se ti piace quello che vedi, ricontrolla sporadicamente durante l'estate per controllare i miei progressi!

**Aggiornamento (30/01/19)** Il codice per questo progetto è ora disponibile tramite il file Greenhouse_Sketch.txt. (situato in fondo alla sezione 4

Passaggio 1: selezione dei componenti

La foto visualizzata per il passaggio 1 mostra; Componente, modello, azienda, funzione e prezzo.

Molto probabilmente puoi trovare questi componenti a prezzi più convenienti tramite Amazon o altre fonti. Ho appena raccolto queste informazioni dalla fonte di ciascun componente poiché allo stesso tempo stavo raccogliendo anche i fogli delle specifiche.

***Modificare***

Ho appena realizzato di aver omesso 2 breadboard per l'elenco delle parti. Questi sono piuttosto economici e possono essere acquistati tramite Amazon o presso qualsiasi rivenditore di componenti.

Passaggio 2: cablaggio del circuito

Nelle foto visualizzate per il passaggio 2, troverai lo schema elettrico e la struttura fisica del circuito. In questo passaggio è stata eseguita una serie di saldature per garantire connessioni solide al relè, nonché all'interruttore di interruzione e alle luci.

Se hai problemi con l'accensione di un componente, ricorda che un DMM è il tuo MIGLIORE amico in questo passaggio. Controllare la tensione attraverso un componente in parallelo e controllare la corrente attraverso un componente in serie. Ho scoperto che il controllo dei componenti con DMM era molto più veloce del tentativo di ripercorrere il mio cablaggio per cercare il motivo per cui qualcosa non funzionava.

NOTA: Noterai che ho usato uno scudo MicroSD sopra il mio Seeeduino Mega 2560. Questo non è necessario per questo progetto a meno che tu non voglia registrare dati (che non ho programmato per … ancora).

Passaggio 3: costruzione della serra idroponica

La dimensione della tua serra dipende davvero da te. La cosa migliore di questo progetto è che tutto ciò che serve per realizzarlo su larga scala sono fili più lunghi! (E una pompa dell'acqua con più di 50 cm di prevalenza)

Il telaio di base della serra è stato costruito in legno di LOWE e ho usato tubi flessibili in PVC e rete metallica per creare la cappa del telaio. (Foto 1)

Un semplice telo di plastica è stato utilizzato per coprire il cofano e creare un ecosistema isolato per le piante. Due ventilatori in serie sono stati utilizzati per spostare l'aria attraverso la serra. Uno per aspirare l'aria e uno per estrarre l'aria. Questo è stato fatto per raffreddare la serra il più velocemente possibile e per simulare una brezza. I ventilatori sono programmati per essere spenti quando il DHT11 misura la temperatura o = a 26 *C. Questo verrà visualizzato nella parte dello schizzo dell'istruzione. (Foto 2)

Il sistema idroponico è costituito da un tubo in PVC di diametro esterno da 3" con due fori da 2" ritagliati nella parte superiore per i vasi in rete. Sono distanziati di 3" l'uno dall'altro per dare a ogni pianta spazio sufficiente sia per il radicamento che per la crescita. È stato utilizzato un sistema di gocciolamento per fornire la soluzione nutritiva alle piante e un foro da 1/4" è stato praticato sul fondo del PVC per consentire il acqua per tornare al serbatoio sottostante. Le pompe dell'aria e dell'acqua sono entrambe collegate a un interruttore di interruzione che le controlla da un secondo vuoto che funziona in parallelo al circuito di vuoto principale. Questo è stato fatto in modo da poter spegnere le pompe per cambiare la soluzione nutritiva senza influenzare il resto del sistema. (Foto 3, 4 e 5)

Una striscia luminosa a LED è stata attaccata alla parte superiore interna del cofano e collegata al relè attraverso l'amplificatore RBG. La luce è accesa su un timer controllato dalle istruzioni "If" e "else if". Nella mia programmazione troverai che sono programmati per accendersi e spegnersi ogni 15 secondi. Questo è puramente a scopo dimostrativo e dovrebbe essere cambiato secondo un normale ciclo di luce per condizioni di crescita ottimali. Inoltre, per le reali condizioni di crescita, consiglio di utilizzare una vera luce di crescita piuttosto che la semplice striscia LED che ho usato nel mio progetto di classe. (Foto 6)

Passaggio 4: programmazione in Arduino

Foto 1: Allestimento Biblioteche e definizioni

• unsigned long timer_off_lights=15000

  qui è dove determiniamo quando spegnere le luci a LED. Le luci sono attualmente programmate per essere accese fino al raggiungimento di tale orario. Per l'uso effettivo ti consiglio di controllare il ciclo di luce desiderato per la pianta che vuoi coltivare. Es: se desideri che le luci rimangano accese per 12 ore, cambia questa volta da 15000 a 432000000

Non sono necessarie altre modifiche in questa sezione del programma

Foto 2: configurazione nulla

Non sono necessarie modifiche in questa sezione

Foto 3: loop vuoto

• altrimenti se (time_diff <30000)

  Poiché le luci sono programmate per accendersi all'inizio e spegnersi per 15 secondi nel programma. 30000 funge da limite del tempo misurato. Le luci rimangono spente fino a quando il tempo raggiunge 30000 e poi viene riportato a 0, riaccendendo così le luci fino al raggiungimento di 15000. 30000 dovrebbe essere cambiato in 86400000 per rappresentare un ciclo di 24 ore

• se (t<26)

  qui è dove il programma dice alle ventole di rimanere OFF. Se le tue piante richiedono temperature diverse, cambia 26 in base alle tue esigenze

• altrimenti se (t>=26)

  qui è dove il programma dice alle ventole di rimanere accese. Sostituisci questo 26 con lo stesso numero con cui hai modificato l'istruzione precedente

Foto 4: void StopPumps

questo è il vuoto secondario menzionato all'inizio di questo istruibile. Non sono necessarie modifiche, dice semplicemente ai pin collegati cosa fare quando l'interruttore SPDT viene capovolto dalla sua posizione originale.

Passaggio 5: video che mostrano la funzione del sistema

Video 1:

Mostra la pompa dell'aria e dell'acqua controllata dall'interruttore. Puoi anche vedere come cambiano le luci LED sul relè quando l'interruttore viene attivato.

Video 2:

Visualizzando il Serial Monitor, possiamo vedere che le luci si accendono una volta avviato il programma. Quando il time_diff supera la soglia di 15000 ms le luci si spengono. Inoltre, quando time_diff supera la soglia di 30000 ms, possiamo vedere che time_diff si azzera e le luci si riaccendono.

Video 3:

Possiamo vedere in questo video che la temperatura controlla le ventole.

Video 4:

Solo una passeggiata intorno alla serra

Gran Premio al Concorso Sensori 2016