Hydroponisches Gewächshaus-Überwachungs- und Kontrollsystem - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

In diesem anweisbaren zeige ich Ihnen, wie man ein hydroponisches Gewächshausüberwachungs- und Kontrollsystem baut. Ich zeige Ihnen die ausgewählten Komponenten, einen Schaltplan, wie die Schaltung aufgebaut wurde, und die Arduino-Skizze, mit der der Seeeduino Mega 2560 programmiert wurde. Ich werde am Ende auch ein paar Videos veröffentlichen, damit Sie das Endergebnis sehen können

Eingänge:

DHT11

Ausgänge:

• Wasserpumpe
• Luftpumpe
• 2 Lüfter
• LED-Lichtleiste
• 4x20 LCD-Bildschirm

Funktion:

• Die Luft- und Wasserpumpe sind an eine externe Unterbrechungsfunktion angeschlossen, die über einen SPDT-Schalter gesteuert wird. Dadurch kann der Benutzer Nährlösung wechseln oder an der Bewässerungsanlage herumbasteln, ohne den gesamten Kreislauf abschalten zu müssen. Dies ist wichtig, denn wenn Sie den gesamten Stromkreis abschalten, wird das Timing für das Licht zurückgesetzt.
• Die Lichter werden durch einfache mathematische Funktionen gesteuert, die es dem Benutzer ermöglichen, zu bestimmen, wie lange die Lichter ein- und ausgeschaltet sein sollen.
• Die Lüfter werden temperaturgesteuert. Ich habe das Relais so programmiert, dass es die Lüfter jedes Mal einschaltet, wenn der Sensor über 26 Grad Celsius anzeigt. Und jederzeit unter 26 Celsius AUS sein.

Ich denke, dass ich erwähnen sollte, dass dieses Projekt noch in Arbeit ist. Bis zum Ende des Sommers plane ich, einen pH-, Elektroleitfähigkeits- und Sauerstoffsensor zu installieren (da diese für die ordnungsgemäße Überwachung eines Hydrokultursystems unerlässlich sind). Wenn Ihnen also gefällt, was Sie sehen, schauen Sie den ganzen Sommer sporadisch vorbei, um meine Fortschritte zu überprüfen!

**Update (30.01.19)** Der Code für dieses Projekt ist jetzt über die Datei Greenhouse_Sketch.txt verfügbar. (befindet sich am Ende von Abschnitt 4

Schritt 1: Komponentenauswahl

Das für Schritt 1 angezeigte Foto zeigt; Komponente, Modell, Firma, Funktion und Preis.

Sie können diese Komponenten höchstwahrscheinlich zu günstigeren Preisen über Amazon oder andere Quellen finden. Ich habe diese Informationen gerade aus der Quelle jeder Komponente zusammengetragen, da ich gleichzeitig auch Spezifikationsblätter sammelte.

***Bearbeiten***

Habe gerade festgestellt, dass ich 2x Steckbretter für meine Stückliste weggelassen habe. Diese sind ziemlich günstig und können über Amazon oder fast jeden Komponentenhändler gekauft werden.

Schritt 2: Verdrahtung der Schaltung

In den für Schritt 2 angezeigten Fotos finden Sie den Schaltplan sowie den physikalischen Aufbau der Schaltung. In diesem Schritt wurde ziemlich viel gelötet, um solide Verbindungen zum Relais sowie zum Unterbrechungsschalter und den Lichtern zu gewährleisten.

Wenn Sie Probleme mit dem Einschalten einer Komponente haben, denken Sie daran, dass ein DMM in diesem Schritt Ihr BESTER Freund ist. Prüfen Sie die Spannung an einer parallelen Komponente und prüfen Sie den Strom durch eine in Reihe geschaltete Komponente. Ich stellte fest, dass die Überprüfung der Komponenten per DMM viel schneller war, als zu versuchen, meine Verkabelung zurückzuverfolgen, um nach dem Grund zu suchen, warum etwas nicht funktionierte.

HINWEIS: Sie werden feststellen, dass ich auf meinem Seeeduino Mega 2560 ein MicroSD-Schild verwendet habe. Dies wird für dieses Projekt nicht benötigt, es sei denn, Sie möchten Daten aufzeichnen (für die ich noch nicht programmiert habe).

Schritt 3: Bau des hydroponischen Gewächshauses

Die Größe Ihres Gewächshauses liegt ganz bei Ihnen. Das Beste an diesem Projekt ist, dass alles, was Sie brauchen, um es in größerem Maßstab zu machen, längere Drähte sind! (Und eine Wasserpumpe mit mehr als 50 cm Förderhöhe)

Der Grundrahmen des Gewächshauses wurde aus Holz von LOWE gebaut und ich habe flexible PVC-Rohre und Maschendraht verwendet, um die Rahmenhaube zu erstellen. (Bild 1)

Eine einfache Plastikfolie wurde verwendet, um die Haube abzudecken und ein isoliertes Ökosystem für die Pflanzen zu schaffen. Zwei in Reihe geschaltete Ventilatoren wurden verwendet, um die Luft durch das Gewächshaus zu bewegen. Eine zum Ansaugen von Luft und eine zum Ansaugen von Luft. Dies geschah, um das Gewächshaus so schnell wie möglich abzukühlen und eine Brise zu simulieren. Die Lüfter sind so programmiert, dass sie ausgeschaltet sind, wenn der DHT11 die Temperatur misst oder = bis 26 *C. Dies wird im Skizzenteil des instructable angezeigt. (Bild 2)

Das Hydroponik-System besteht aus einem 3 "OD PVC-Rohr mit zwei 2" Löchern, die oben für die Netztöpfe ausgeschnitten sind. Sie sind 3" voneinander entfernt, um jeder Pflanze genug Platz zum Wurzeln und Wachsen zu geben. Ein Tropfsystem wurde verwendet, um die Nährlösung an die Pflanzen zu liefern, und ein 1/4"-Loch wurde aus dem Boden des PVCs geschnitten, um die Wasser in das darunter liegende Reservoir zurück. Die Luft- und Wasserpumpe sind beide an einen Unterbrechungsschalter angeschlossen, der sie von einem zweiten Hohlraum aus steuert, der parallel zum Haupthohlraumkreis läuft. Dies geschah, damit ich die Pumpen ausschalten konnte, um die Nährlösung zu wechseln, ohne den Rest des Systems zu beeinträchtigen. (Foto 3, 4 und 5)

Ein LED-Lichtstreifen wurde an der Innenseite der Haube angebracht und über den RBG-Verstärker mit dem Relais verdrahtet. Das Licht befindet sich auf einem Timer, der durch "If"- und "else if"-Anweisungen gesteuert wird. In meiner Programmierung finden Sie, dass sie so programmiert sind, dass sie sich alle 15 Sekunden ein- und ausschalten. Dies dient lediglich Demonstrationszwecken und sollte gemäß einem normalen Lichtzyklus für optimale Wachstumsbedingungen geändert werden. Für die tatsächlichen Wachstumsbedingungen empfehle ich außerdem die Verwendung eines echten Wachstumslichts anstelle des einfachen LED-Streifens, den ich in meinem Klassenprojekt verwendet habe. (Bild 6)

Schritt 4: Programmierung in Arduino

Foto 1: Einrichten von Bibliotheken und Definitionen

• unsigned long timer_off_lights=15000

  Hier legen wir fest, wann die LED-Leuchten ausgeschaltet werden sollen. Die Lichter sind derzeit so programmiert, dass sie eingeschaltet bleiben, bis diese Zeit erreicht ist. Für den tatsächlichen Gebrauch empfehle ich, den gewünschten Lichtzyklus für die Pflanze, die Sie anbauen möchten, zu überprüfen. Beispiel: Wenn Sie möchten, dass Ihre Lichter 12 Stunden lang eingeschaltet sind, ändern Sie diese Zeit von 15000 auf 43200000

In diesem Abschnitt des Programms sind keine weiteren Änderungen erforderlich

Foto 2: Void-Setup

In diesem Abschnitt sind keine Änderungen erforderlich

Foto 3: Leerschleife

• sonst if (time_diff <30000)

  Da die Lichter so programmiert sind, dass sie beim Start eingeschaltet sind und 15 Sekunden nach dem Programm ausgeschaltet werden. 30000 dient als Grenze der gemessenen Zeit. Die Lichter bleiben ausgeschaltet, bis die Zeit 30000 erreicht und wird dann auf 0 zurückgesetzt, wodurch die Lichter wieder eingeschaltet werden, bis wieder 15000 erreicht sind. 30000 sollte in 86400000 geändert werden, um einen 24-Stunden-Zyklus darzustellen

• wenn (t<26)

  Hier weist das Programm die Lüfter an, AUS zu bleiben. Wenn Ihre Pflanzen andere Temperaturen benötigen, ändern Sie 26 entsprechend Ihren Anforderungen

• sonst wenn (t>=26)

  Hier weist das Programm die Lüfter an, eingeschaltet zu bleiben. Ändern Sie diese 26 in dieselbe Zahl, in die Sie die vorherige Anweisung geändert haben

Foto 4: Leere StopPumps

Dies ist die am Anfang dieses instructable erwähnte sekundäre Leere. Es sind keine Änderungen erforderlich, es sagt den angeschlossenen Pins einfach, was zu tun ist, wenn der SPDT-Schalter aus seiner ursprünglichen Position gedreht wird.

Schritt 5: Videos, die die Funktion des Systems zeigen

Video 1:

Zeigt die vom Schalter gesteuerte Luft- und Wasserpumpe. Sie können auch sehen, wie sich die LED-Leuchten am Relais ändern, wenn der Schalter umgelegt wird.

Video 2:

Wenn wir den Serial Monitor betrachten, können wir sehen, dass die Lichter aufleuchten, sobald das Programm gestartet wird. Wenn time_diff die Schwelle von 15000 ms überschreitet, werden die Lichter ausgeschaltet. Wenn time_diff die Schwelle von 30000 ms überschreitet, können wir auch sehen, wie time_diff auf Null zurückgesetzt wird und die Lichter wieder eingeschaltet werden.

Video 3:

Wir können in diesem Video sehen, dass die Temperatur die Lüfter steuert.

Video 4:

Nur ein Spaziergang durch das Gewächshaus

Großer Preis beim Sensors Contest 2016