Kontrolluesi i hidroponikës: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Një organizatë e mrekullueshme e quajtur Farërat e Ndryshimit këtu në Anchorage, Alaska ka ndihmuar të rinjtë të fillojnë në tregtinë produktive. Ajo operon me një sistem të madh të rritjes së hidroponikës vertikale në një magazinë të konvertuar dhe ofron punësim për të mësuar biznesin e kujdesit të bimëve. Ata ishin të interesuar për një sistem IOT për të ndihmuar në automatizimin e kontrollit të tyre të ujit. Ky udhëzues është kryesisht për të dokumentuar përpjekjet e mia vullnetare për të ndërtuar një sistem mikrokontrollues të përballueshëm dhe të zgjerueshëm për të ndihmuar në përpjekjet e tyre.

Operacionet e mëdha të rritjes hidroponike kanë ardhur dhe kanë shkuar gjatë viteve të fundit. Konsolidimi në këtë biznes është shënuar nga vështirësia për ta bërë atë fitimprurës. Ju duhet të automatizoheni si të çmendur nga të gjitha llogaritë për të bërë që qeset e zbukuruara të marule të shiten për fitim. Këto njësi vertikale nuk prodhojnë asgjë me ndonjë kalori të vërtetë-ju në thelb po rritni ujë të paketuar mirë-kështu që ju duhet ta shisni atë me një çmim premium. Kjo njësi e rregullueshme rezistente ndaj ujit është ndërtuar për të kontrolluar nivelin e ujit në rezervuarin kryesor dhe për të matur vazhdimisht thellësinë, ph, temperaturën e tij. Njësia kryesore funksionon me një ESP32 Featherwing dhe raporton gjetjet e saj përmes uebit në një aplikacion blynk në telefonin tuaj për monitorim dhe email ose paralajmërime me tekst nëse gjërat ju bëhen të zymta.

Hapi 1: Mblidhni materialet tuaja

Dizajni u bazua në kuti të lira elektrike rezistente ndaj ujit nga Lowes dhe disa mbajtëse që u printuan 3D. Pjesët e tjera janë të gjitha relativisht të lira përveç njësisë së pH nga DF Robot dhe ETape nga Adafruit. DF Robot shet versionin e tyre të ri 3 volt të sensorit të tyre analog pH me një sondë më të lirë të pH dhe ju ndoshta do të duhet të investoni në një version të shtrenjtë të këtij për zhytje të vazhdueshme. Unë nuk kam përfshirë akoma një testues të përçueshmërisë, por kjo ndoshta do të jetë në një azhurnim pasi të shoh se si kalon ky.

1. Dy banda elektrike kuti rezistente ndaj ujit nga Lowes-me pajisje të ndryshme për të mbajtur tuba të drejtë dhe të përkulur-10 dollarë

2. Sensori standard i nivelit të lëngshëm eTape me mbështjellës plastik Adafruit -59 dollarë mund ta merrni pa strehim plastik për 20 dollarë më pak…

3. Adafruit HUZZAH32-ESP32 Feather Board-bord i shkëlqyeshëm. 20 dollarë

4. Aiskaer 2 Copë e montuar anash Akuariumi Tank Side montuar Horizontal Liquid Float Switch Niveli i Ujit 4 $

5. Mini Relay FeatherWing jo-tërheqës Adafruit

6. Lipo-bateri 5 dollarë (energji rezervë)

7. Ngjyrat e ndryshme të çiftit LED

8. I papërshkueshëm nga uji DS18B20 Sensor dixhital i temperaturës + ekstra 10 dollarë Adafruit

9. Graviteti: Sensori pH pH/Metër Kit V2 DF Robot 39 dollarë-Sonda industriale e pH do të kushtojë 49 dollarë më shumë

10 Çelës i ndezur/i fikur i papërshkueshëm nga uji nga metali me unazë të kuqe LED - 16 mm i kuq i ndezur/fikur 5 dollarë

11 Valvula solenoide plastike e ujit - 12V - 3/4 (Mos e merrni 1/2 inç - nuk i përshtatet asgjë …)

12. Diymall 0.96 Inç Yellow Blue I2c IIC Serial Oled LCD Modul LED 5 $

Hapi 2: Lidheni atë

Vetëm ndiqni diagramin Fritzing për instalime elektrike. Esp32 ishte montuar në një tabelë fotografish me ekran OLED në anën e kundërt, ku do të përballej me vrimën e vogël në pjesën e pasme qendrore të kutisë së bandës. LED janë lidhur me dy dalje dixhitale të ESP. Njëra është treguese e një lidhje WiFi dhe tjetra njofton nëse Rele është ndezur në daljen e ujit. Bateria Lipo është e bashkangjitur në hyrjen e baterisë në tabelë. Të gjitha bordet e tjera (pH, stafetë, Etape, temperatura me një tel, OLED) të gjitha mundësohen nga 3 volt në bord. Aktivizimi/fikja lidhet me tokën nga kunja e aktivizimit në tabelën kryesore-LED-i mundësohet nga lidhja JO me energjinë. ETape është padyshim diçka për t'u ekzaminuar me kujdes - në bordin tim fuqia dhe toka u përmbysën (E KUQ/E ZI) dhe ky duket të jetë rasti me të tjerët që kanë pasur këtë problem (kërkoni në faqen e internetit të adafruits për këtë problem…) gjithashtu rezistenca e përfshirë në kokë duhet të matet me kujdes-nuk është ashtu siç është publikuar. Bordi i ri DH Robot punon me 3V tani dhe kështu punon me ESP32. A0 nuk mund të funksiononte - nuk merr hyrje para lidhjes Wifi kështu që unë përdor hyrje të tjera analoge.

Hapi 3: Ndërtoni atë

Gjithçka përshtatet mjaft mirë në kutinë kryesore. Dy shtylla të kanalit elektrik përshtaten bukur nga thithkat e papërshkueshme nga uji në pjesën e poshtme. Këto mbështesin instrumentet matëse. Ato mund të bëhen arbitrarisht më të gjata ose më të shkurtra për të pezulluar kutinë më lart ose më poshtë në nivelin e ujit-kufijtë tuaj të vetëm janë gjatësia e telave tuaj lidhës që duhet të futen në kuti. Këto tuba duhet të vulosen në pjesën e poshtme me silikon. Instrumentet janë pezulluar nga lidhësit e printuar 3D që korrespondojnë me lakimin e trupit të etapit dhe kanalit. Ato janë lehtësisht të rregullueshme me arra krahësh. Gjithashtu u shtypën mbajtës të veçantë për sondën e pH dhe sondën me një tel temp. Mbështetja e kutisë për çelsat e kontrollit të ujit u shtyp gjithashtu në 3D. Këta ndërprerës janë të papërshkueshëm nga uji dhe të dizajnuar mirë dhe të lirë. Ato duket se janë çelësa kallami të mbyllur. Kutia ishte e mbushur me silikon pasi ishin siguruar me arrë të përfshirë në pjesën e brendshme. Distanca midis këtyre ndërprerësve do të përcaktojë se sa lëngje lejohet para mbylljes. Të gjitha telat kalojnë përmes një hapjeje më të ulët dhe pastaj vulosen me silikon. Teli i sondës së pH u fut përmes hapjes së sipërme pasi ka shumë të ngjarë të ndryshojë shpesh. Çelësi i ndezjes/fikjes ishte ngjitur nxehtësisht në pozicion. Një raft për të montuar në mënyrë të sigurt esp32 me ekran u printua 3D. Një dritare e vogël plastike e rrumbullakët ishte silikonuar mbi hapjen e kapakut të pasmë për të mbrojtur ekranin OLED nga uji.

Hapi 4: Skedarët e printimit 3D

Këto janë skedarët STL për të gjithë mbajtësit dhe mbështetësit përkatës. Të gjitha këto u krijuan për t'iu përshtatur tipareve mbështetëse. Kutia për solenoidin duhet të modifikohet pas printimit për portat e kontrollit të energjisë/stafetë dhe vrima LED në pjesën e përparme.

Hapi 5: Kontrolli i ujit

Solenoidi 12 volt u vendos në strehimin e tij të personalizuar të printuar 3D i cili gjithashtu përfshinte një port për energji të veçantë dhe një linjë kontrolli nga bordi i stafetës së pendës në strehimin kryesor. Ai gjithashtu përfshinte një led të vogël të kuq që ndizet kur solenoidi është aktivizuar. Tubi i rregullt i kopshtit mund të lidhet me hapjet 3/4 inç-mos merrni larminë 1/2 inç të kësaj-do ta keni të vështirë të gjeni lidhës….

Hapi 6: Programojeni atë

Kodi është mjaft i drejtpërdrejtë. Ai grindet disa nënrutina të ndryshme dhe i raporton ato përmes rrjetit Blynk. Nëse keni punuar me Blynk para se të njihni stërvitjen. Duhet të përfshini të gjithë programin Blynk dhe çelësin e lidhjes për mikrokontrolluesin tuaj të veçantë dhe stacionin e raportit. Ju gjithashtu duhet të siguroni kredencialet për lidhjen tuaj Wifi. E gjitha funksionon mjaft bukur dhe siguron një mënyrë vërtet të lehtë për të raportuar të dhëna të ndërlikuara pa bërë shumë punë. Duhet të vendosni një seri kohëmatësish të ndërmjetësuar nga Blynk për secilin sensor të matur. Këto duhet të fillojnë dhe të funksionojnë në një nënrutinë të veçantë. Unë kam veçori për pH, temperaturën, lartësinë e ujit dhe kohën kur valvula solenoide mbetet e hapur-kjo është për të kontrolluar nëse uji është shumë i gjatë pa mbushur rezervuarin-jo mirë. Nënrutina e lartësisë së ujit merr vetëm një mesatare të leximit të shumëfishtë nga ndarësi i tensionit në eTape (shiko shënimin e mëparshëm-ky instrument është instaluar gabimisht nga fabrika …) dhe më pas korrigjo leximin me hartë dhe kufizo funksionet e bëra me matjet në ujë rezervuar në kufijtë e lartë dhe të ulët të shiritit. Nënrutina e pH ishte më e ndërlikuar. DH Robot përfshiu disa softuerë për të bërë inicimin, por unë nuk arrita ta punoja fare. Ju do të duhet të merrni lexime të papërpunuara nga porti A2 me tamponë në 4.0 dhe 7.0 (të përfshira në komplet) dhe t'i vendosni ato në "vlerën e acidit" dhe "vlerën neutrale" në pjesën e sipërme të programit. Pastaj do të identifikojë pjerrësinë dhe ndërprerjen y për të llogaritur të gjitha vlerat e mëvonshme të pH për ju. PH do të duhet të rikalibrohet në të njëjtën mënyrë çdo 2 muaj për ta kontrolluar atë. Nënrutina temp është programi juaj standard me një tela. Aktiviteti i vetëm në seksionin e lakut të pavlefshëm është të kontrolloni statusin e dy çelsave notues për të përcaktuar kur të ndizni ujin dhe të filloni një kohëmatës.

Hapi 7: Përdoreni

Në provat fillestare, makina funksionoi mirë-duke pasur një gamë lehtësisht të rregullueshme për instrumentet dhe një rrethim rezistent ndaj ujit, i cili bëri konfigurimin më të lehtë në një mjedis me ndryshime të shpejta. Do të duhet të shihet nëse distanca midis dy ndërprerësve të nivelit të ujit rezulton e përshtatshme. Mjedisi Blynk bëri që raportimi dhe kontrolli me celular të bëheshin lehtësisht. Kontrolli i drejtpërdrejtë mbi stafetën dalëse me telefon bën të mundur anashkalimin e sistemit kur lindin situata të frikshme të nivelit të ujit. Lehtësia me të cilën mund të siguroni menjëherë dalje të kanalizuar në sa më shumë pajisje të jetë e mundur, e bën ndarjen e të dhënave me shumë njerëz pa probleme. Interesat e ardhshëm do të jenë me automatizimin e furnizimit me lëndë ushqyese, testimin e përçueshmërisë (çështje të njohura me matjen e pH) dhe rrjetëzimin e rrjetave me nyje të tjera për të matur vendet e largëta në kompleksin e rritjes.