Controller per acquari fai da te: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Ciao! In questo tutorial, volevo mostrarti come realizzare il controller dell'acquario. Ci sono molti controller disponibili su Internet, ma costano almeno $100. Il mio controller costa circa $ 15. Un'altra cosa grandiosa di creare il tuo controller per acquario è che puoi personalizzarlo.

Va bene, ma perché ne ho bisogno?

Il controller dell'acquario è di grande aiuto per ogni proprietario di acquari. Può controllare i LED (accenderlo e spegnerlo lentamente in un determinato momento), misurare la temperatura dell'acqua (e attivare l'allarme se la temperatura è troppo bassa o troppo alta), nutrire i pesci, monitorare il livello dell'acqua, controllare il pH di acqua, ecc. Può controllare tutto ciò che devi controllare nel tuo acquario e misurare ogni parametro che è rilevante per te, i tuoi pesci e le tue piante.

OK, sai perché ne hai bisogno, ora vediamo come realizzarlo.

NOTA: questa istruzione riguarda solo la creazione del controller dell'acquario, non la creazione dell'acquario stesso. Presumo che tu abbia già un acquario "funzionante" con pesci e piante o che tu voglia realizzare un nuovo acquario.

Passaggio 1: cosa ti serve

Per prima cosa, hai bisogno di un acquario e di un cappuccio (puoi realizzare il cappuccio da solo. Maggiori informazioni nel passaggio 2).

Parti elettroniche:

• un Arduino (ho usato Nano 3.0): puoi usare qualsiasi Arduino ma dovrebbe avere almeno 30 kB di memoria
• Strisce LED (ulteriori informazioni sui LED nel passaggio 2)
• sensore di temperatura impermeabile (ho usato DS18B20) - Ho usato 2 sensori, ma uno è sufficiente
• Display LCD (ho usato 1602 I2C)
• orologio in tempo reale (ho usato DS3231)
• Sensore tattile digitale a 4 canali (ho usato questo)
• sensore di livello dell'acqua (non utilizzato)
• transistor per controllare i LED (ho usato IRF840, ma puoi usare qualsiasi altro MOSFET)
• Regolatore di tensione 5V
• buzzer (opzionale per allarme)
• Resistori da 10k, 4.7k e 1k ohm
• Presa femmina jack di alimentazione CC 5,5*2,1 mm
• Alimentatore DC 12V (a seconda di quanta energia consumano le tue strisce led scegli l'alimentatore con potenza sufficiente)

Altre parti:

• scheda PCB universale
• alcune intestazioni di pin maschili
• molti fili (femmina-maschio, femmina-femmina e cavi pieni)
• molta saldatura
• fascette
• tubi termoretraibili
• stick di colla a caldo
• connettori a filo

Utensili:

• saldatore
• tronchese
• pistola termica
• pistola per colla a caldo
• forbici
• Stampante 3D (per supporto di stampa per LCD)
• metro A nastro
• trapano (opzionale)
• Cacciavite

Abilità:

• Programmazione Arduino (dai un'occhiata a questa classe)
• saldatura (guarda questo tutorial)
• Stampa 3D e disegno 3D (dai un'occhiata a questa classe)

Come ho detto prima, tutte le parti (eccetto le strisce LED) mi costano circa $ 15.

Passaggio 2: luce

Non sono un esperto quindi ci sono alcuni link che spiegano tutto sulla luce:

• tutto sulla fonte di luce in un acquario
• sullo spettro luminoso
• utilizzando il LED come fonte di luce in un acquario
• Guida all'acquisto di LED

OK, se leggi gli articoli sopra, ne sai abbastanza per scegliere il tipo di illuminazione per il tuo acquario. In questo tutorial, userò i LED, perché sono facili da controllare, più durevoli di altri tipi di illuminazione e consumano meno energia. Ora devi rispondere ad alcune domande.

Impermeabile o no?

In genere, è meglio utilizzare LED non impermeabili. L'elevata umidità in un acquario può danneggiare anche i LED impermeabili, quindi se farai un cappuccio per i LED e li isolerai bene in modo che non arrivi acqua ai LED, il tuo sistema di illuminazione funzionerà a lungo. Non l'ho fatto. Ho scelto led impermeabili, l'ho incollato al cofano e dopo un mese ho dovuto sistemare un pannello perché alcuni led bruciavano, inoltre delle strisce led si staccavano dal cofano e cadevano in acqua. Si spera che non sia successo niente di male. Quindi, se vuoi tenere al sicuro LED e pesci, devi realizzare o acquistare una cappa che abbia un fondo trasparente e l'acqua non possa attraversarlo (come questo).

RGB, strisce di colore diverso o strisce di un colore?

RGB è fantastico perché puoi controllare il colore della luce, ma è più costoso e più difficile da controllare rispetto ai LED a un solo colore. Vuoi davvero cambiare colore? Se vuoi, ad esempio, imitare la luce della luna, è necessaria l'illuminazione RGB, ma se non lo fai, puoi scegliere strisce di colori diversi o strisce di un colore. Se scegli una striscia di colore, i migliori sono i LED con una temperatura di colore da 5500 K a 6500 K: è lo stesso colore della luce che emette il sole. Contiene uno spettro di luce completo dal rosso al viola, così le tue piante avranno la luce giusta per la fotosintesi e il pesce avrà un bell'aspetto.

Molti LED che emettono meno luce o pochi LED molto potenti?

Non importa. Secondo me, molti LED che emettono meno luce sono migliori perché sembrano una grande fonte di luce. Ma è solo la mia opinione.

Passaggio 3: scheda di controllo dell'acquario

Ora facciamo il tabellone che controllerà l'acquario.

LED di alimentazione

Devi realizzare connettori a cui puoi facilmente collegare le strisce LED. Per fare ciò sono necessari pin e connettore a 2 fili come nella 3a immagine. Avvitare la parte più lunga del pin a ciascun connettore. Crea tutti i connettori di cui hai bisogno per collegare le tue strisce LED. Ne avevo bisogno 3 - uno per ogni striscia.

Parti di saldatura

Pianifica dove salderai le parti (puoi guardare l'immagine 4). Uso un cicalino per allarmare quando la temperatura scende troppo o sale troppo, ma non è necessario utilizzarlo. Ricorda che il resistore da 10k ohm si trova tra la porta GND e Arduino PWM che controlla il MOSFET, il resistore da 1k ohm è tra la porta PWM Arduino che controlla il MOSFET e il gate MOSFET e il resistore da 4,7k ohm è tra la porta Arduino che legge la temperatura dai sensori e +5V. Prova a mettere i pin il più vicino possibile alle porte Arduino corrette.

Ora puoi saldare le parti alla scheda PCB. Se hai saldato tutte le parti alla scheda, puoi collegarle. Ricorda, - dai LED alla sorgente nel MOSFET e scarica dal MOSFET a GND. E ricorda anche di collegare i LED direttamente a 12V dall'alimentatore CC, non al regolatore di tensione. Puoi aggiungere etichette ai pin per sapere quale pin è quale.

Non ho usato il sensore del livello dell'acqua, ma se vuoi puoi usarlo.

Programma Arduino

Collegare la scheda all'alimentazione. Se il diodo su Arduino è acceso significa che non ci sono cortocircuiti. Ora puoi caricare il programma. Per eseguire questo programma avrai bisogno di alcune librerie:.

• LiquidCrystal_I2C
• DS3231
• OneWire
• Dallas Temperatura
• Wire (libreria standard)
• EEPROM (libreria standard)

Se hai scaricato tutte le librerie puoi caricare il programma su Arduino. Troverai il codice in fondo a questo sito (oppure puoi scaricarlo qui).

Passaggio 4: montaggio di tutte le cose

Strisce LED

Per prima cosa, devi sapere quante e quanto lunghe strisce hai bisogno. Se utilizzi una cappa non predisposta per i led (come la mia) controlla dove puoi attaccare le strisce.

Tagliare le strisce e i fili di saldatura a + e - sulla striscia. Se i LED non hanno alcuna copertura devi isolare i fili. Usa tubo termoretraibile e nastro isolante e molta colla a caldo. Ora attacca le strisce LED al cofano. Puoi usare l'acetone per sgrassare la superficie, usa anche molta colla a caldo per attaccare le strisce al cappuccio in modo che non cadano. Se le strisce sono attaccate, fai passare i fili nel punto in cui sarà la scheda di controllo.

Test

Ora è il momento della prova. Collegare il display, RTC, sensore touch digitale a 4 canali, sensori di temperatura, sensore di livello dell'acqua (se ne avete uno), i LED e collegare l'alimentazione.

Se tutto si accende e il display LCD mostra l'ora e la temperatura, tutto funziona alla grande.

Ora ti dirò come controllarlo. Funzioni di ciascun pulsante: 1 (guarda la quinta immagine) - menu, ok, accetta; 2 - annulla, indietro; 3 - in basso, a sinistra; 4 - in alto, a destra.

Per cambiare l'ora devi cliccare 1, poi 2 volte 4 e 1 (per entrare nell'Orologio). Fare clic su 1 per impostare un'ora. Facendo clic su 3 e 4 scegli l'ora, quindi fai clic su 1 per accettare l'ora, quindi scegli i minuti e fai clic su 1, quindi scegli i secondi. Le modifiche verranno salvate quando si fa clic su 1 dopo aver scelto i secondi. Se hai commesso un errore e vuoi annullare clicca 2.

Quindi spostati su Imposta data e imposta la data mentre imposti l'ora. Avanti impostare se l'ora legale è attivata o disattivata (l'impostazione predefinita è disattivata). Infine, imposta il giorno della settimana.

Ora devi impostare quando vuoi che la luce si accenda e si spenga. Quindi fare clic su 2 per tornare al menu principale. Fare clic su 3 due volte. Fare clic su 1 per accedere a Impostazioni luce. Se vuoi spegnere completamente le luci vai su Modalità e imposta da Auto a Spento. Ma ora devi testare i LED, quindi non farlo. Fare clic su Dawn Start per impostare quando si desidera accendere le luci. Quindi impostare la durata dell'alba (per quanto tempo devono accendersi i LED). Fare clic su Crepuscolo per impostare quando si desidera spegnere le luci. E dopo di che imposta la durata del crepuscolo (per quanto tempo i LED devono spegnersi). Se il tempo è compreso tra l'inizio dell'alba e l'inizio del tramonto, i LED dovrebbero accendersi lentamente, in caso contrario, modificare l'inizio del tramonto che inizierà più tardi. Se i LED si accendono, va tutto bene. Se si scollega l'alimentazione, tutte le impostazioni verranno salvate in EEPROM.

Ora puoi montare l'LCD sulla cappa dell'acquario.

Maniglia LCD

Per prima cosa scarica e stampa le parti STL che troverai in fondo al sito (puoi scaricarle qui). Avrai bisogno di 6 punte elettroniche e 6 punte di montaggio.

Fissare il sensore tattile digitale a 4 canali al coperchio del pannello tattile utilizzando 2 punte elettroniche. Quindi fissare il coperchio del pannello tattile con sensore tattile digitale a 4 canali al supporto LCD utilizzando 2 punte di montaggio (immagine 5).

Collega i fili al sensore tattile e piega i pin in modo che non impediscano il fissaggio del display LCD. Ora fissa l'LCD con 4 punte elettroniche, collega i fili all'LCD (immagine 8) e fissa il coperchio dell'LCD al supporto LCD utilizzando 4 punte di montaggio. Voilà, hai realizzato la maniglia LCD.

Attacca l'LCD al cofano e collega il resto

Usando le fascette, lega insieme i fili dell'LCD e del sensore tattile. Usando la colla a caldo, fissa la maniglia LCD alla cappa dell'acquario. Posiziona la scheda controller al suo posto e collega tutto ad essa. Collega l'alimentatore e controlla se tutto funziona.

Passaggio 5: la fine

Questo è. Hai un controller dell'acquario funzionante. Controlla attentamente il menu. Ci sono alcune opzioni che potrebbero esserti utili. Questo è solo un prototipo. Puoi espanderlo: aggiungi più sensori, più cose da controllare. Ma se vuoi aggiungere queste cose devi aggiungere il lettore di schede SD ad Arduino, perché la memoria si esaurirà.

Quindi aggiornalo e condividi le foto. Spero che questo ti sia piaciuto.

Grazie per aver letto e a presto.

Simonexc

Passaggio 6: risoluzione dei problemi

Errore:

LiquidCrystal_I2C\I2CIO.cpp:35:26: errore fatale:../Wire/Wire.h: nessun file o directory di questo tipo

Soluzione:

Nella libreria LiquidCrystal_I2C nel file I2CIO.cpp cambia la 35a riga da #include a #include

Errore:

Non c'è testo sul display o ci sono strani simboli.

Soluzione:

I fili non sono collegati correttamente. Muovi un po' i fili o saldali.