Pilz-Klimabox - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Hi!

Ich habe eine Klimabox gebaut, um Pilze zu züchten. Es kann sowohl Temperatur als auch Luftfeuchtigkeit regulieren. Das Heizen oder Kühlen funktioniert mit einem Peltier-Element. Die Luftfeuchtigkeit wird mit einem Ultraschallvernebler erhöht. Ich habe alles modular aufgebaut, so dass man auch einzelne Teile nachbauen kann.

Viel Spaß mit der Anleitung

Schritt 1: Stückliste

Allgemein - ESP32 - Mikrocontroller

- Steckbrett

- Steckdose

- Box für Schaltschrank

- Styroporbox

Klimamessung

- 2x BME280 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor

- Kabelbinder (Befestigung)

- Stifte (Befestigung)

- 6x 1m Kabel

- 1x Jumper

-2x Steckbrett 4x3 Löcher

- 2x männlicher Dreifach-Dupont-Stecker

- 2x weiblicher Dreifach-Dupont-Stecker

Nebelgenerator

-Behälter für Wasser (luftdicht)

- Ultraschallvernebler mit Netzteil

- 12V Lüfter

- 1m Schlauch

- 3x Schlauchadapter

- 3x T-Stück für Rohre

- 2x Relais

Wärmekraftmaschine

- Peltier-Element

- passive Kühlrippe

- aktive Kühlrippe

- 4 Relaismodul

- ca. 2m Kabel

- 8 Leiterendkappen

- Widerstand

- Starthilfekabel

- Kabel ca. 1m um den Lüfter zu steuern

- 12V Netzteil

- 150x150 Platte

Schritt 2: Box und Sensoren

Als erstes musst du die Styroporbox vorbereiten. Schneiden Sie dazu mit einem Cuttermesser ein rechteckiges Loch für die Thermomaschine in den Deckel. Sie müssen auch zwei kleine runde Löcher in den Deckel für die Schläuche schneiden. Dazu können Sie einen Lötkolben verwenden. In der Box selbst können Sie auch ein Loch für die Sensorkabel schneiden.

Nachdem alle Löcher in die Box geschnitten wurden, stecken Sie die Pneumatikschläuche zusammen. Schieben Sie sie dann durch die beiden runden Löcher im Deckel. Sie sollten fest in den Löchern sitzen und nicht wackeln.

Jetzt können Sie die Sensoren montieren. Ich habe sie auf ein Lochraster gelötet und mit einem etwa einen Meter langen Kabel befestigt. Unter diesem Link finden Sie eine Anleitung zum Anschluss von BME280-Sensoren.

randomnerdtutorials.com/esp32-web-server-w…

Beachten Sie, dass bei Verwendung von zwei Sensoren die I2C-Adresse eines der Sensoren geändert werden muss. Verbinden Sie dazu SDO mit VCC an einem der beiden Sensoren.

Befestigen Sie nun die Sensoren an den Wänden der Box und führen Sie das Kabel heraus. Außerdem habe ich einen kleinen 12V Lüfter eingebaut um die Luft in der Box zu zirkulieren. Zur Fixierung der Sensoren eignen sich sehr gut Nadelnadeln.

Schritt 3: Wärmekraftmaschine

Die Wärmekraftmaschine ist die Schlüsselkomponente, um die Box-Temperatur zu ändern. Der Motor wird von einem Peltier-Element angetrieben. Durch Umschalten der Polarität (12V) können Sie entweder heizen oder kühlen. Dies geschieht durch vier Relais, die von einem ESP32-Mikrocontroller gesteuert werden (funktioniert ziemlich ähnlich wie ein Arduino).

Für die Montage benötigst du zwei Headsinks, einen Lüfter, eine flache Platte und einige Kabelbinder.

Zuerst muss in die Platte ein Loch in der Größe des Peltier-Elements geschnitten werden. In meinem Fall war das 40x40mm. Bei der Auswahl der Platte sollten Sie darauf achten, dass diese die gleiche Dicke wie das Peltier-Element hat. Als nächstes habe ich vier weitere kleine Löcher in die Platte gebohrt, an denen die untere Kühlrippe befestigt ist. Hierfür empfehle ich Kabelbinder, da sie im Gegensatz zu Schrauben die Wärme schlecht leiten. Nachdem die untere Kühlrippe an der Platte befestigt ist, können Sie das Peltier-Element mit etwas Wärmeleitpaste auf die Kühlrippe kleben. Achten Sie darauf, dass die Kabel des Peltier-Elements sauber herausgeführt werden. Kleben Sie nun die Kühlrippe mit integriertem Lüfter mit etwas Wärmeleitpaste auf das Peltier-Element.

Jetzt fehlt nur noch die Verkabelung der Komponenten. Um das Peltier-Element richtig anzuschließen, müssen Sie die beiden Kabel des Peltier-Elements in jeweils zwei Kabel aufteilen. Dies funktioniert einfach durch Anlöten von zwei weiteren Kabeln an jedes der Kabel des Peltier-Elements. Stecken Sie nun jedes der vier Kabelenden in eines der Relais der Relaisplatine. Der Schaltplan zeigt dies noch einmal. Um den Lüfter anzuschließen, schließen Sie einfach gemäß dem Gesamtschaltplan an.

Sie fragen sich vielleicht, warum vier Relais verwendet werden. Mit Hilfe der Relais ist es möglich, die Spannung des Peltier-Elements umzudrehen. Es kann also je nach Schaltung der Relais heizen oder kühlen.

Schritt 4: Nebelgenerator

Als nächstes bauen wir den Nebelgenerator. Dafür schneiden Sie 3 Löcher in den wasserdichten Behälter. Eine große für den Lüfter zum Durchblasen und zwei kleine für den Pneumatikschlauch und das Kabel des Lüfters. Ich empfehle, eine kleine Basis für den Lüfter zu bauen. Dadurch wird verhindert, dass Wasser auf den Lüfter spritzt. Anschließend wird der Ultraschallvernebler in den Behälter gelegt und das Kabel durch eines der Löcher geführt. Im letzten Loch wird der Anschluss für den Pneumatikschlauch platziert. Wenn Sie einen Faden in das Loch schneiden, können Sie ihn leicht reparieren.

Sowohl der Ventilator als auch der Ultraschallvernebler müssen an ein Relais angeschlossen werden. Für den Lüfter tun Sie dies, indem Sie Überbrückungskabel verwenden. Für den Ultraschallvernebler müssen Sie das Kabel abisolieren. Dann setzen Sie eine der Phasendraht-Endkappen auf und stecken sie in das Relais. Die andere Phase kann einfach wieder zusammengelötet und mit etwas Schrumpfschlauch isoliert werden.

Die Konstruktion des Nebelgenerators basierte auf instructables Handbüchern. Hier ist ein Beispiel:

www.instructables.com/id/Water-Only-Fog-Ma…

Um den Vernebler zu betreiben, müssen Sie nun Wasser in den Behälter füllen und schon kann es losgehen. Tipp: Verwenden Sie destilliertes Wasser, dies erhöht die Lebensdauer des Ultraschallverneblers.

Schritt 5: Endmontage

Nun werden alle Komponenten (Styroporbox, Verbrennungsmotor, Nebelgenerator) montiert und anschließend verkabelt. Der Zusammenbau ist eigentlich ganz einfach. Sie legen den Deckel auf die Schachtel. Dann setzt man die Wärmekraftmaschine in den quadratischen Ausschnitt des Deckels. Schließen Sie dann den Nebelgenerator mit den blauen Pneumatikschläuchen an die Anschlüsse am Deckel an. Jetzt fehlt nur noch die Verkabelung aller elektrischen Komponenten. Deshalb habe ich mir einen kleinen Schaltkasten aus Holz gebaut, in dem ich alle Teile fixiere. Für die Verdrahtung der Relais und Sensoren mit dem ESP32 verwende ich eine Pinnwand.

Der Schaltplan zeigt, wie Sie alles verdrahten. Eigentlich müssen Sie nur die Relais an die digitalen Ausgänge des ESP32 anschließen. Außerdem benötigen die Relais 5V Spannung und einen Masseanschluss. Auch die Sensoren müssen angeschlossen werden. Für den großen Lüfter am Peltier-Element wird ein weiterer digitaler Ausgang benötigt. Abschließend müssen alle Lüfter und Aktoren an die 12V Stromquelle angeschlossen werden. Einzige Ausnahme ist der Ultraschallvernebler, denn dieser benötigt 24V.

Achtung: Bitte suchen Sie einen Fachmann auf, wenn Sie die Stromquelle selbst an 230V anschließen möchten und damit nicht vertraut sind

Schritt 6: Code

Als letztes müssen Sie den Code auf den ESP32 laden. Sie können beispielsweise die Software Arduino IDE oder Visual Studio Code verwenden. Hier finden Sie eine Anleitung zum Einrichten des ESP32 in der Arduino IDE:

randomnerdtutorials.com/installieren-the-esp…

Verbinden Sie einfach den ESP32 mit einem Micro-USB-Kabel mit Ihrem Computer und laden Sie den Code darauf. Den Code finden Sie in der angehängten Datei. Im Code können Sie einige Änderungen vornehmen, zum Beispiel: - die Zielwerte festlegen

- Toleranz für die Steuerung einstellen

Schritt 7: Fehlerbehebung

In diesem letzten Schritt finden Sie Probleme, die beim Herstellen der Box auftreten können. Ich werde die Fehlerbehebung weiter aktualisieren.