Hydroponics Controller: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

En fin organisasjon kalt Seeds of Change her i Anchorage, Alaska, har hjulpet unge mennesker i gang med produktiv handel. Den driver et stort vertikalt hydroponics -voksesystem i et ombygd lager og tilbyr sysselsetting for å lære virksomheten med planteomsorg. De var interessert i et IOT -system for å automatisere vannkontrollen. Denne instruksjonen er hovedsakelig å dokumentere min frivillige innsats for å bygge et rimelig og utvidbart mikrokontrollersystem for å hjelpe i deres innsats.

Store Hydroponic vokseoperasjoner har kommet og gått de siste årene. Konsolideringen i denne virksomheten har vært preget av vanskeligheten med å gjøre den lønnsom. Du må automatisere som en galning for å få fancy salatposer til å selge for fortjeneste. Disse vertikale enhetene produserer ikke noe med noen virkelige kalorier-du dyrker i utgangspunktet pent pakket vann-så du må selge det til en premie. Denne vanntette justerbare enheten er bygget for å kontrollere vannivået i hovedreservoaret og hele tiden måle dybden, ph, temperaturen. Hovedenheten kjører på en ESP32 Featherwing og rapporterer sine funn gjennom nettet til en blynk -app på telefonen din for overvåking og e -post eller tekstvarsler hvis ting går tøft på deg.

Trinn 1: Samle materialet ditt

Designet var basert på billige vannbestandige elektriske bokser fra Lowes og noen holdere som var 3D-trykte. Resten av delene er alle relativt billige bortsett fra pH -enheten fra DF Robot og ETape fra Adafruit. DF Robot selger sin nye 3 volts versjon av sin analoge pH -sensor med en billigere pH -sonde, og du må sannsynligvis investere i en dyr versjon av denne for konstant nedsenking. Jeg har ikke inkludert en konduktivitetstester ennå, men dette vil trolig være i en oppgradering etter å ha sett hvordan dette går.

1. To gjeng vannbestandige elektriske bokser fra Lowes-med forskjellige beslag for å holde rette og bøyde rør- $ 10

2. 12 Standard eTape Liquid Level Sensor med plasthus Adafruit -$ 59 du kan få dette uten plasthuset for $ 20 mindre …

3. Adafruit HUZZAH32-ESP32 fjærbrett-flott brett. $ 20

4. Aiskaer 2 deler Side montert akvarietank Sidemontert Horisontal flytende flytebryter Vannnivå $ 4

5. Adafruit Non-Latching Mini Relay FeatherWing

6. Lipo-batteri $ 5 (strømforsyning)

7. Par LED -er i forskjellige farger

8. Vanntett DS18B20 Digital temperatursensor + tillegg $ 10 Adafruit

9. Tyngdekraft: Analog pH-sensor/målesett V2 DF Robot $ 39-Industriell pH-sonde koster $ 49 mer

10 vanntett robust av/på -bryter med rød LED -ring - 16 mm rød på/av $ 5

11 plast vann magnetventil - 12V - 3/4 (Ikke få 1/2 tommer - den passer ikke til noe …)

12. Diymall 0,96 tommer gul blå I2c IIC Serial Oled LCD LED -modul $ 5

Trinn 2: Koble den

Bare følg Fritzing -diagrammet for ledningene. Esp32 ble montert på et fototavle med OLED-skjermen på motsatt side der den ville vende mot det lille hullet i den sentrale baksiden av gjengkassen. Lysdiodene ble koblet til to digitale utganger fra ESP. Den ene er en indikasjon på en WiFi -tilkobling, og den andre melder om reléet er slått på vannutgangen. Lipo -batteriet er festet til batteriinngangen på brettet. Alle andre brett (pH, relé, Etape, en-leders temp, OLED) drives alle fra de 3 volt på brettet. Av/på er koblet til bakken med aktiveringsnålen på hovedkortet-LED-en drives av INGEN tilkobling til strøm. ETape er definitivt noe å undersøke nøye - på tavlen min ble strømmen og bakken reversert (RØD/SVART), og dette ser ut til å være tilfelle med andre som har hatt dette problemet (søk på adafruits nettsted for dette problemet …) også motstanden i hodet skal måles nøye-den er ikke som publisert. Det nye DH Robot -kortet fungerer med 3V nå, og det fungerer også med ESP32. Kunne ikke få A0 til å fungere - tar ikke innganger før Wifi -tilkobling, så jeg brukte andre analoge innganger.

Trinn 3: Bygg det

Alt passer ganske pent inn i hovedboksen. To poler med elektrisk kanal passer fint ut av de vanntette brystvortene nederst. Disse støtter måleinstrumentene. De kan gjøres vilkårlig lengre eller kortere for å suspendere boksen høyere eller lavere til vannstanden-dine eneste grenser er lengden på forbindelsestrådene som må gå inn i esken. Disse rørene skal forsegles på bunnen med silisium. Instrumentene er suspendert fra 3D -trykte kontakter som tilsvarer krumningen av etapehuset og kanalen. De er lett justerbare med vingemuttere. Spesielle holdere for pH-sonden og en-tråds temp-sonden ble også skrevet ut. Boksstøtten for nivå - vannkontrollbrytere ble også 3D -trykt. Disse bryterne er vanntette og godt designet og billige. De ser ut til å være lukkede sivbrytere. Boksen ble fylt med silisium etter at de var festet med en inkludert mutter på innsiden. Avstanden mellom disse bryterne vil avgjøre hvor mye væske som slippes inn før avstengning. Alle ledninger ledes gjennom en nedre åpning og forsegles deretter med silisium. PH -sondetråden ble matet inn gjennom den øvre åpningen, da den mest sannsynlig vil bli byttet ut ofte. Av/på -bryteren ble varmlimt på plass. Et stativ for sikker montering av esp32 med skjerm ble 3D -trykt. Et lite rundt plastvindu ble silikonert over åpningen på bakdekselet for å beskytte OLED -skjermen mot vann.

Trinn 4: 3D -utskriftsfiler

Dette er STL -filene for alle relaterte innehavere og støtter. Disse var alle designet for å passe støttefunksjonene. Boksen til solenoiden må endres etter utskrift for strøm-/relékontrollportene og LED -hullet på forsiden.

Trinn 5: Vannkontroll

12 volt solenoiden ble plassert i sitt eget tilpassede 3D -trykte hus som også inkluderte en port for separat strøm og en kontrollinje fra fjærrelékortet i hovedhuset. Den inkluderte også en liten rød ledning som ble slått på når magnetventilen er aktivert. Vanlig hageslange kan koble til 3/4 tommers åpninger-ikke skjøn 1/2 tommers variasjon av dette-du vil ha vanskelig for å finne kontakter….

Trinn 6: Programmer det

Koden er ganske grei. Det krangler et par forskjellige underrutiner og rapporterer dem over Blynk -nettverket. Hvis du har jobbet med Blynk før du kjenner øvelsen. Du må inkludere all Blynk -programvaren og tilkoblingsnøkkelen for din spesielle mikrokontroller og rapportstasjon. Du må også oppgi legitimasjon for Wifi -tilkoblingen. Det hele fungerer ganske vakkert og gir en veldig enkel måte å rapportere kompliserte data på uten å gjøre mye arbeid. Du må sette opp en serie Blynk -medierte tidtakere for hver målte sensor. Disse må startes og kjøres i en egen underprogram. Jeg har separate for pH, temp, vannhøyde og tid som magnetventilen forblir åpen-dette er for å sjekke om vannet er for lenge uten å fylle tanken-ikke bra. Vannhøyde-subrutinen tar bare et gjennomsnitt av flere avlesninger fra spenningsdeleren på eTape (se forrige merknad-dette instrumentet ble koblet feil fra fabrikken ….) og korriger deretter avlesningen med kart- og begrensningsfunksjoner utført med målinger i et vann tank ved de høye og lave grensene for båndet. Sub -rutinen med pH var mer komplisert. DH Robot inkluderte noe programvare for å gjøre initialiseringen, men jeg kunne ikke få det til å fungere i det hele tatt. Du må ta råavlesninger fra A2 -porten med buffere på 4.0 og 7.0 (inkludert i settet) og sette disse til "syreverdien" og "nøytralverdien" i den øvre delen av programmet. Den vil deretter identifisere skråningen og y -avskjæringen for å beregne alle etterfølgende pH -verdier for deg. PH må omkalibreres på samme måte omtrent hver 2. måned for å kontrollere det. Temp-underprogrammet er ditt standard en-leder program. Den eneste aktiviteten i hulromsseksjonen er å kontrollere statusen til de to flytebryterne for å finne ut når vannet skal slås på og en tidtaker skal startes.

Trinn 7: Bruk den

Ved de første forsøkene fungerte maskinen godt-med lett justerbar rekkevidde for instrumentene og et vanntett kabinett som gjorde det enklere å sette opp i et miljø i rask endring. Det må ses om avstanden mellom de to vannnivåbryterne viser seg å være tilstrekkelig. Blynk -miljøet gjorde rapportering og kontroll med mobiltelefonen enkelt. Direkte kontroll over utgangsreléet via telefon gjør overstyring av systemet mulig når det oppstår skumle vannstandssituasjoner. Den enkle måten du umiddelbart kan levere kanalisert utgang til så mange enheter som mulig, gjør deling av data med flere mennesker sømløst. Fremtidige interesser vil være med automatisering av næringsstofftilførsel, konduktivitetstesting (kjente problemer med pH -måling) og nettverksnettverk med andre noder for å måle fjerntliggende steder i vekstkomplekset.