Hydroponics Controller: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

En smart organisation kaldet Seeds of Change her i Anchorage, Alaska, har hjulpet unge mennesker i gang med produktiv handel. Det driver et stort vertikalt hydroponics -vækstsystem i et konverteret lager og tilbyder beskæftigelse til at lære virksomheden plantepleje. De var interesserede i et IOT -system til at automatisere deres vandkontrol. Dette instruerbare er hovedsageligt at dokumentere min frivillige indsats for at bygge et overkommeligt og udvideligt mikrocontrollersystem til at hjælpe med deres indsats.

Store hydroponiske vækstoperationer er kommet og gået i løbet af de sidste mange år. Konsolideringen i denne forretning har været præget af vanskelighederne med at gøre den rentabel. Du er nødt til at automatisere som en galning af alle konti for at få smarte poser med salat til at sælge med fortjeneste. Disse lodrette enheder producerer ikke noget med rigtige kalorier-du dyrker dybest set pænt pakket vand-så du skal sælge det til en præmie. Denne vandafvisende justerbare enhed er bygget til at styre vandstanden i hovedreservoiret og konstant måle dens dybde, ph, temperatur. Hovedenheden kører på en ESP32 Featherwing og rapporterer sine resultater via internettet til en blynk -app på din telefon til overvågning og e -mail eller sms -advarsler, hvis det går skævt med dig.

Trin 1: Saml dine materialer

Designet var baseret på billige vandtætte elbokse fra Lowes og et par holdere, der blev 3D-printet. Resten af delene er alle relativt billige undtagen pH -enheden fra DF Robot og ETape fra Adafruit. DF Robot sælger deres nye 3 volt version af deres analoge pH -sensor med en billigere pH -probe, og du bliver sandsynligvis nødt til at investere i en dyr version af denne for konstant nedsænkning. Jeg inkluderede endnu ikke en konduktivitetstester, men dette vil sandsynligvis være i en opgradering efter at have set, hvordan det går med denne.

1. To vandtætte elektriske kasser fra Lowes-med forskellige beslag til at holde lige og bøjede rør- $ 10

2. 12 Standard eTape Liquid Level Sensor med plastikhus Adafruit -$ 59 kan du få dette uden plasthuset til $ 20 mindre …

3. Adafruit HUZZAH32-ESP32 Feather Board-fantastisk bræt. $ 20

4. Aiskaer 2 Pieces Side monteret Aquarium Tank Side monteret Horisontal Liquid Float Switch Vandniveau $ 4

5. Adafruit Non-Latching Mini Relay FeatherWing

6. Lipo-batteri $ 5 (strømforsyning)

7. Par LED's forskellige farver

8. Vandtæt DS18B20 Digital temperatursensor + ekstramateriale $ 10 Adafruit

9. Tyngdekraft: Analog pH-sensor/målesæt V2 DF Robot $ 39-Industriel pH-sonde koster $ 49 mere

10 vandtæt robust metal tænd/sluk -kontakt med rød LED -ring - 16 mm rød tænd/sluk $ 5

11 plastikvandsmagnetventil - 12V - 3/4 (Få ikke 1/2 tommer - den passer ikke til noget …)

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

Trin 2: Tilslut det

Følg bare Fritzing -diagrammet for ledningerne. Esp32 blev monteret på et fototavle med OLED-skærmen på den modsatte side, hvor den ville vende mod det lille hul i den centrale bagside af bandeboksen. Lysdioderne blev tilsluttet to digitale udgange fra ESP. Den ene angiver en WiFi -forbindelse, og den anden meddeler, om relæet er tændt for vandudgangen. Lipo -batteriet er fastgjort til batteriindgangen på kortet. Alle andre tavler (pH, relæ, Etape, en-tråds temp, OLED) drives alle fra de 3 volt på tavlen. Tænd/sluk forbindes til jorden med aktiveringsnålen på hovedkortet-LED'en drives af NO-forbindelse til strøm. ETape er bestemt noget at undersøge omhyggeligt - på mit bord blev strømmen og jorden vendt (RØD/SORT), og det ser ud til at være tilfældet med andre, der har haft dette problem (søg på adafruits websted efter dette problem …) også modstanden i hovedet skal måles omhyggeligt-den er ikke som offentliggjort. Det nye DH Robot board fungerer med 3V nu og fungerer således med ESP32. Kunne ikke få A0 til at fungere - tager ikke input før Wifi -forbindelse, så jeg brugte andre analoge indgange.

Trin 3: Byg det

Alt passer ret pænt ind i hovedboksen. To poler af elektrisk ledning passer fint ud af de vandtætte brystvorter i bunden. Disse understøtter måleinstrumenterne. De kan gøres vilkårligt længere eller kortere for at suspendere kassen højere eller lavere til vandstanden-dine eneste grænser er længden af dine forbindelsestråde, der skal ind i kassen. Disse rør skal forsegles i bunden med silicium. Instrumenterne er suspenderet fra 3D -trykte stik, der svarer til krumningen af etapehuset og ledningen. De er let justerbare med vingemøtrikker. Særlige holdere til pH-sonden og en-tråds temp-sonden blev også trykt. Kassestøtten til niveau - vandkontrolkontakterne blev også 3D -printet. Disse kontakter er vandtætte og veldesignede og billige. De ser ud til at være lukkede rørkontakter. Kassen var fyldt med silicium, efter at de var fastgjort med medfølgende møtrik på indersiden. Afstanden mellem disse kontakter vil bestemme, hvor meget væske der er tilladt inden slukning. Alle ledninger føres gennem en nedre åbning og forsegles derefter med silicium. PH -sondetråden blev ført ind gennem den øvre åbning, da den sandsynligvis vil blive udskiftet ofte. Tænd/sluk -kontakten blev varmlimet på plads. Et stativ til sikker montering af esp32 med skærm blev 3D -printet. Et lille rundt plastvindue blev silikone over bagdækslets åbning for at beskytte OLED -skærmen mod vand.

Trin 4: 3D -udskrivningsfiler

Disse er STL -filer til alle de relaterede indehavere og understøttelser. Disse var alle designet til at passe til supportfunktionerne. Kassen til solenoiden skal ændres efter udskrivning til strøm-/relæ -kontrolporte og LED -hullet på forsiden.

Trin 5: Vandkontrol

12 volt solenoiden blev placeret i sit eget brugerdefinerede 3D -printede hus, som også omfattede en port til separat strøm og en kontrolledning fra fjerrelækortet i hovedhuset. Det inkluderede også en lille rød led, der tændes, når magnetventilen er aktiveret. Almindelig haveslange kan forbindes med 3/4 tommer åbninger-forstår ikke 1/2 tommer sorten af dette-du har svært ved at finde stik ….

Trin 6: Programmer det

Koden er ret ligetil. Det krænger et par forskellige underprogrammer og rapporterer dem over Blynk -netværket. Hvis du har arbejdet med Blynk, før du kender øvelsen. Du skal inkludere al Blynk -softwaren og forbindelsesnøglen til din særlige mikrokontroller og rapportstation. Du skal også angive legitimationsoplysninger til din Wifi -forbindelse. Det hele fungerer ret smukt og giver en virkelig nem måde at rapportere komplicerede data på uden at gøre meget arbejde. Du skal oprette en serie af Blynk -medierede timere for hver målt sensor. Disse skal startes og køres i en separat underprogram. Jeg har separate til pH, temp, vandhøjde og tid, hvor magnetventilen forbliver åben-dette er for at kontrollere, om vandet er for længe uden at fylde tanken-ikke godt. Vandhøjden underrutine tager bare et gennemsnit af flere aflæsninger fra spændingsdeleren på eTape (se tidligere note-dette instrument blev kablet forkert fra fabrikken …) og korriger derefter aflæsningen med kort- og begrænsningsfunktioner udført med målinger i et vand tank ved båndets høje og lave grænser. Sub -rutinen med pH var mere kompliceret. DH Robot inkluderede noget software til initialisering, men jeg kunne slet ikke få det til at fungere. Du bliver nødt til at tage rå aflæsninger fra A2 -porten med buffere på 4,0 og 7,0 (inkluderet i sættet) og indstille disse til "syreværdien" og "neutralværdien" i programmets øvre sektion. Det vil derefter identificere hældningen og y -skæringen for at beregne alle efterfølgende pH -værdier for dig. PH -værdien skal omkalibreres på samme måde cirka hver anden måned for at kontrollere det. Temp-underprogrammet er dit standard étrådsprogram. Den eneste aktivitet i hulrumsløbet er at kontrollere status for de to svømmerafbrydere for at afgøre, hvornår vandet skal tændes og en timer startes.

Trin 7: Brug det

Ved indledende forsøg fungerede maskinen godt-med let justerbar rækkevidde for instrumenterne og en vandtæt kabinet, der gjorde det lettere at opsætte i et hurtigt skiftende miljø. Det skal ses, hvis afstanden mellem de to vandstandsafbrydere viser sig at være tilstrækkelig. Blynk -miljøet gjorde rapportering og kontrol med mobiltelefonen let udført. Direkte kontrol over udgangsrelæet via telefon muliggør tilsidesættelser af systemet, når der opstår skræmmende vandstandssituationer. Den lethed, hvormed du straks kan levere kanaliseret output til så mange enheder som muligt, gør deling af data med flere mennesker problemfrit. Fremtidige interesser vil være med automatisering af næringsstofforsyning, konduktivitetstest (kendte problemer med pH -måling) og netværksnetværk med andre noder til måling af fjerntliggende steder i vækstkomplekset.