Solcelledrevet 'Smart' WiFi -kontrolleret kunstvandingssystem: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Dette projekt gør brug af standard DIY -solceller og 12v -dele fra ebay sammen med Shelly IoT -enheder og nogle grundlæggende programmering i openHAB til at oprette et hjemmelavet, fuldt soldrevet, smart haverelektrisk net og vandingsopsætning.

Systemets højdepunkter:

• Fuldt soldrevet system (dag og nat)
• 3 -zone kunstvandingssystem (kan være mere!)
• Fuldt wifi -styret, med Google Home/Alexa -integration ved hjælp af Shelly RGBW2 -enheder
• 'Smart' kunstvanding, brug det indstillede automatiske vandingssystem med links til vejr -API for at kontrollere det seneste regnfald.

Hvorfor dette design?

1) Jeg kiggede på kunstvandingssystemer til min køkkenhave og fandt ud af, at de enten var meget dyre eller forholdsvis begrænsede i funktion (bare til/fra på et bestemt tidspunkt for en enkelt slange).

2) Min have er virkelig lang, og der er ingen ekstern strøm, så det virkede som en sjov (og sikker!) Idé at få strøm over hele den anden ende af haven ved at oprette et solcelledrevet 12v haveret fra mit skur.

3) Jeg har leget med Shelly -enheder og OpenHAB og syntes, det ville være sjovt at se, hvad jeg kunne opnå!

Forbrugsvarer

Solsystem:

• Solpanel (120W)
• Batteri (130aH fritidsbatteri)
• Solar opladningsregulator (30A)
• 12v stabilisator
• Kabelføring

'Smart' kunstvandingssystem:

• Waterbutt / Vandforsyning
• 12v DC vandpumpe
• 12v magnetventiler (3x = 1 pr. Vandingszone)
• Vandtæt hus
• Vandingsslange, stik og slange
• 5-leder kabel
• Shelly RGBW2

(+standardartikler som værktøj, kabelstik, slanger osv. efter behov!)

Det er muligt at fuldføre mange af funktionerne i projektet ved hjælp af Shelly -appen, men for mere avanceret automatiseringslogik om kunstvanding har jeg brugt OpenHAB.

Trin 1: Opsætning af solsystem

Dette trin er blot en hurtig forklaring på min opsætning, der er mange gode guider til, hvordan du bedst opsætter et DIY -solsystem, og hovedformålet med denne instruktør er det 'smarte' haverist og vandingssystem! (Dette trin er også valgfrit, du kan drive hele systemet via en 12V transformer, hvis du har let adgang til en strømkilde og ikke vil bruge solceller.)

Jeg brugte et 120W solpanel (eBay eller Amazon), et 130aH fritidsbatteri (kan bruge mindre kapacitet, men anbefaler at bruge et fritidsbatteri over et normalt bilbatteri på grund af cyklusbrug af et solsystem som dette) og en 30A solopladning styreenhed. Du kan gå efter en mindre forstærker, men omkostningsforskellen er meget minimal, og når du trækker strøm ved 12V, kan forstærkerne snart klatre!

Selve solsystemet udsender en række spændinger (dokumentation med min model siger 10,7V til 14,4V afhængigt af batteriets opladningsniveau og solindgang). De Shelly -enheder, der bruges i dette projekt, er rimeligt spændingsfølsomme og har brug for en stabil 12V -forsyning. For at opnå dette skal du bruge en spændingsstabilisator, der er let tilgængelig på eBay. Jeg fik en 8V-40V input til 12V output, der kunne bære 10A. 10A var den største stabilisator, jeg kunne finde i dette spændingsområde, så vil kun kunne tegne 10A på et enkelt tidspunkt via denne forbindelse. Det er altid muligt at tilslutte en anden stabilisator senere for at levere en anden 10A strømforsyning.

Jeg lavede en hurtig testopsætning på mit havebord for at sikre, at alt fungerede ok, før jeg installerede. Jeg kontrollerede spændingsoutputtet fra solkontrollen, og den var faktisk ~ 13,4V. Da spændingsstabilisatoren var tilsluttet, tjekkede jeg igen, og den var 12,2V - egnet til Shelly RGBW2, og jeg sluttede den.

Shelly startede med det samme, og jeg kunne konfigurere den til min WiFi og testede dens reaktion - min første soldrevne IoT -enhed!

Når det hele var testet og fungerede, tog jeg opsætningen fra hinanden og flyttede komponenterne til mit haveskur for fuld installation.

Jeg byggede en grundramme til at holde solpanelet i 40 graders vinkel (mest effektiv er sydvendt i 40 graders højde på min placering - tjek online, der er mange lommeregnere for at få den bedste vinkel til din lokalitet!)

Trin 2: Smart kunstvanding - Vandingsventilhus

Det første trin til at oprette det automatiserede smarte kunstvandingssystem er at oprette et ventilstyringssystem.

Ventilerne, jeg brugte til dette projekt, er grundlæggende, normalt lukkede, 12V DC, 1/2 "magnetventiler. Disse kan let fås fra eBay relativt billigt. Forskellige dimensioner er også tilgængelige. Jeg brugte 1/2", da der er mange forskellige standarder vandingssystemkomponenter, der kan bruges med denne størrelse ventil/slange. Ventilerne leveres med et standard 1/2 "gevind på hver side, så du skal bruge passende fittings, der passer til den type slange/vandingsrør, du vil bruge.

Da ventilernes elektriske komponenter ikke er vandtætte, har du brug for et vandtæt hus. Jeg fandt ud af, at Schnider Electric 12-indgangsboks (195x165x90mm) var den perfekte størrelse til at passe til de 3 ventiler, jeg ville bruge, plus 1/2 skruen på adaptere til den 12 mm vandingsslange, jeg har.

Jeg kører vandstrømmene vandret hen over boksen, med strøm-/kontrolkabel ind via bunden af forbindelsesboksen gennem en vejrbestandig glad.

Trin 3: Smart kunstvanding - Tilslutning af ventiler til Shelly RGBW2 -controller

Hver ventil har 2 spadeterminaler. På de ventiler, jeg bruger, er der ingen polaritetsforskel, så jeg kan tilslutte positivt eller negativt til begge terminaler. Ingen strøm, ventilen er lukket. Tændt, ventilen er åben.

(Bemærk, til opbygning/test af denne del af systemet brugte jeg en standard 12V DC -transformer (gammel LED -driver), så jeg ikke behøvede at blive ved med at gå ud i haven og oprette forbindelse til solenergiforsyningen for at teste det).

Afslut 3 af kablerne fra det 5-lederede kabel, der kommer ind i kassen med spade-stik i passende størrelse. (I eksemplet foto bruges brun, sort og grå til dette). Et kabel (blåt på billedet) vil blive brugt som fælles +ve, så afslut ét kabel i et egnet multi-kabel stik (jeg brugte en 5 terminal Wago 221).

Shelly RGBW2 skal indstilles til 'Hvid' tilstand (under indstillinger på Shelly kontrolskærmen). Dette betyder effektivt, at Shelly fungerer som 4 separate 12V DC (dæmpbare) relæer.

Strømkilden og Shelly skal være et sted væk fra vandet på et sikkert (tørt) sted, og forbindelsen skal foretages til ventilhuset ved hjælp af 5 -lederkablet (min er ca. 5 m lang, går fra skur til grøntsagsplaster). Shelly er inde i en lille vejrbestandig forbindelsesboks inde i mit skur.

Tilslut strømmen i henhold til det vedlagte diagram, og det skal ligne noget på billedet. Bemærk, reservekablet og pladsen på 5-terminal Wago er til tilslutning af pumpen.

Trin 4: Smart kunstvanding: Tilslutning af pumpen

Det næste trin er at tilslutte pumpen. Til min opsætning tilsluttede jeg pumpen via ventilhuset, da jeg brugte det 5-lederede hovedkabel til at få strømmen ud af skuret, men du kan nemt tilslutte pumpen separat, hvis det er mere bekvemt.

Jeg brugte den 12V -pumpe med det højeste flow, jeg kunne finde på ebay (1000L/t), men der er mange muligheder. (Jeg har flere pumper tilsluttet Shelly RGBW2 nu og fandt ud af, at nogle pumper kun virker ON/OFF ved 100%, mens andre kan du styre flowhastigheden ved hjælp af Shelly dimmer -funktionen. Dette er ikke vigtigt for kunstvandingssystemet, som du bare vil ' max 'flow, men det kan være vigtigt for en vandfunktion osv.).

Bemærk, i modsætning til magnetventilerne, er pumper polaritetsfølsomme, så du skal sikre, at du tilslutter +ve og -ve forsyningen den rigtige vej.

Når dette er fuldført, skal pumpen tilsluttes indgangene på hver ventil, og hver ventil giver et udløb fra kassen (så du ikke oversvømmer kassen, når du tester!).

Du kan teste ventilerne uden vand ved at tænde/slukke dem i Shelly RGBW2 -grænsefladen. Du skal se strømforbruget stige til ~ 10W, når de er åbne (sørg for, at 'dæmperen' er indstillet til 100%, før du tænder kanalen, de ser ikke ud til at kunne lide andet end 100%!). Hvis du har tilsluttet Shelly RGBW2 som vist i ledningsdiagrammet, skal kanal 1-3 styre ventilerne og kanal 4 pumpen.

Billedet viser mig teste systemet ved hjælp af en spand i mit bad for at cirkulere vandet rundt (pumpen er den røde ting i spanden).

Det sidste billede viser, hvordan jeg har forbundet denne opsætning til min vandstump til vandforsyning.

Trin 5: Smart kunstvanding: Tilslutning af Shelly RGBW2

Alle kabler fra systemet skal komme ind i et tørt område (med wifi -forbindelse!), Hvor Shelly RGBW2 kan huses.

Kablerne skal tilsluttes Shelly i henhold til ledningsdiagrammet. Jeg vælger at bruge en statisk IP på alle mine Shelly -enheder, da det generelt gør forbindelsen mere stabil.

Trin 6: Smart kunstvanding: Kontrolsystem

Nu hvor systemet er konfigureret, er der forskellige måder, du kan vælge at styre dit system på og forskellige niveauer af, hvor 'smart' du vil have det!

Grundlæggende: Den mest grundlæggende måde at styre dit system på er via Shelly -appen og integreret integration med Google Home eller Alexa. I appen kan du konfigurere standardplaner for hver af kanalerne (Pumpe, Zone 1, Zone 2 osv.) Og også forbinde disse til stemmestyring, hvis du ønsker det.

Advance: Shelly -appen giver dig også mulighed for at oprette 'scener', du kan konfigurere forskellige 'scener', der løber gennem forskellige vandmønstre på forskellige tidspunkter af dagen osv. Der er mange muligheder i appen … bliv kreativ!

Virkelig smart

Jeg besluttede, at jeg ville gå et skridt videre. Jeg bruger allerede OpenHAB til at styre de fleste IoT -enheder i mit hus, så jeg konfigurerer min egen vandingssystemstyring ved hjælp af OpenHAB. Jeg har vedhæftet de grundlæggende.items.rules og.sitemap -filer til denne Instructable for at hjælpe, hvis du gerne vil konfigurere noget lignende.

Overordnede funktioner:

• Fuld automatisk og manuel kontrol fra dashboard side.
• Google hjemme integration - "Hey Google, start kunstvanding". - Se video.
• Vejrintegration - Jeg tilsluttede mig OpenWeatherMap API for at kontrollere den samlede nedbør de sidste 24 timer, og hvis det har regnet mere end 10 mm, køres vandingscyklussen ikke automatisk
• Vanding kan forekomme på et bestemt tidspunkt hver dag eller variabel med solnedgang/solopgang osv.
• System beregner, hvor meget vand der vil blive brugt til hver vandingscyklus (vigtigt, hvis du bruger vandskod, der samler regnvand som jeg er!
• Skub besked til din telefon for at advare dig, når den automatiske kunstvanding er ved at køre.