Drėgmės ir temperatūros kontrolės sistema terariumui: 11 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

ĮVADAS:

Ši instrukcija skirta modulinei drėgmės ir temperatūros reguliavimo sistemai, naudojant „Arduino Uno“, sukurti. Ši sistema naudoja vandeniui atsparų drėgmės ir temperatūros zondą aplinkos parametrams stebėti, o „Arduino Uno“, prijungtą prie 5 V relių, valdo drėkintuvą ir aušinimo ventiliatorių. Antrinė sistema, naudojanti realaus laiko laikrodį (RTC), užtikrina kasdienį drėgno oro gaivinimą ir leidžia suplanuoti suplanuotą drėkinimą ir aušinimą. Drėgmės ir temperatūros matavimai rodomi LCD ekrane.

Šio prietaiso tikslas yra kontroliuoti atogrąžų augalų aplinkos parametrus. Šiuo atveju šie augalai nori didesnės drėgmės (paprastai virš 70%) ir yra jautrūs aukštesnei temperatūrai (30-35C). Kadangi mano pastato ŠVOK sistemos temperatūra yra nuosaiki, galiu užtikrinti, kad temperatūra nenukris žemiau nurodytos ribos (20C). Šiuo atveju šiltnamio efektas kelia didesnį susirūpinimą, todėl kartu su drėkinimu reikia įgyvendinti ir aušinimą.

ATSARGIAI:

Ši konstrukcija apima darbą su elektra. Imkitės specialių atsargumo priemonių, kad išvengtumėte elektros smūgio ir šoko. Būkite ypač atsargūs laidams, kad nesusidarytumėte šortų ar prastų jungčių.

Nors ši sistema yra suderinama su 120 V įrenginiais, ji nėra skirta naudoti su didelės srovės sistemomis. Paprasti pakeitimai leis tokiai sistemai, įskaitant didesnei galiai skirtas reles, aušinimo sistemą ir tt. Visiems prijungtiems įrenginiams bendros srovės suvartojimas turi būti maksimalus iki 10A.

PAKEISTA:

Šią sistemą galima modifikuoti ir pridėti papildomų valdymo parametrų, tokių kaip šildytuvas. Be to, jį galima paleisti be aktyvios valdymo sistemos, tik reguliariai įpurškiant drėgno oro. Šis veiksnys labai priklauso nuo terariume auginamų organizmų tipų.

SAUGOJAS:

Programą, diagramas ir 3D spausdinimo modelius taip pat galite rasti „GitHub“čia.

Prekės

VALDIKLIS

• • 1x „Arduino Uno Rev3“(„RobotShop RB-Elf-156“)
  • 1x 2 arba 4 kanalų 5V 10A relė („RobotShop RB-Elf-156“)
  • 1x SHT 20 I2C atsparus vandeniui temperatūros ir drėgmės zondas (RobotShop SEN0227)
  • 1x I2C 16x2 LCD modulis („SunFounder ASIN B019K5X53O“)
  • 1x duomenų kaupiklio skydas su RTC arba RTC moduliu („RobotDyne ASIN B072Q1584B“)
  • 1x „Arduino Uno“varžto gnybtų skydas (pasirinktinai, „RobotDyne ASIN B071JK13DP“)
  • 3x 120V 2 kontaktų prailginimo laidas (taip pat galima naudoti 3 kontaktų, įsitikinkite, kad jie gali atlaikyti 10A [1200W] ar daugiau)
  • 1x projekto dėžutė, mažiausiai 7 x 5 colių x 3 colių („RadioShack“, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x PCB plokštė arba montavimo plokštė dėžutei
  • 1x USB a/b kabelis

  • 1x USB sieninio įkroviklio adapteris (120V)

DRĖKINTUVAS

• • 1x „Homasy Cool Mist“drėkintuvas (ASIN B07RZSBSHJ)
  • 1x 5/8 "x 6 'PVG tulžies siurblio išleidimo vamzdelis (arba panašus 3/4" - 5/8 "vamzdis, LOWES #814327)
  • 1x 3/4 "moterų ir moterų movos PVC jungtis (LOWES #23850)
  • 2x 3/4 "varžtų alkūnės iš vyrų į moteris PVC jungtis (LOWES #126822)
  • 1x 3/4 "šoninio išleidimo alkūnės PVC jungtis (LOWES #315496)
  • 1x 3/4 "besisukantis vyrų ir moterų drėkinimo adapteris (LOWES #194629)

AUŠINTUVAS

• • 1x 12V kompiuterio ventiliatorius
  • 1x 12V 1A maitinimo adapteris
  • 1x 12V vyriškas+moteriškas 2.1x5.5MM nuolatinės srovės maitinimo lizdo kištuko adapterio jungtis

MAŽOS DALYS

• • 20x jungiamieji kabeliai
  • 4x kabelių liaukos (PH7)
  • 3x 22-10 AWG vielos veržlės
  • 12 kartų atramos ir varžtai bei varžtai
  • 6x M3-0,5 arba UNC 4-40 varžtai ir varžtai
  • 4x varžtai (tvirtinimo plokštei pritvirtinti prie projekto dėžutės)
  • 3x siurbtuko kabliukai

ĮRANKIAI

• • Vielos nuėmiklis
  • Atsuktuvai (įvairių dydžių)
  • Grąžtas
  • Sukamasis įrankis (neprivaloma)
  • 3D spausdintuvas (neprivaloma)

PROGRAMA

Programą galite rasti šiame puslapyje arba „GitHub“čia

1 žingsnis: prijunkite „Adruino“grandinę

Šis žingsnis skirtas elektronikos nustatymui ir prijungimui. Šiuo atveju reikia prijungti tik „Arduino UNO“, „SHT 20“ir tik „Arduino“prijungimo dalis prie relių. *Atminkite, kad 120 V ilginamųjų laidų prijungti dabar nereikia.

LAIDAS ARDUINO

1. Surinkite komponentus, išvardytus prieduose, esančiame KONTROLĖS SISTEMOJE.

2. Prijunkite „Arduino Uno“pagal schemą (pav.). Kol kas nejunkite relės.

   • Duomenų registravimo lenta:

     Prisijunkite prie „Arduino Uno“

   • Varžto gnybtų skydas:

     Prijunkite analoginę pusę prie „Arduino Uno“duomenų kaupiklio plokštės analoginės pusės

   • SHT 20:

     • Raudona iki 3.3V
     • Žalia iki GND
     • Juoda iki A5
     • Nuo baltos iki A4

   • I2C 16x2 LCD ekranas:

     • SCL iki A5
     • SDA į A4
     • GND į GND
     • VCC iki 5V

   • 4 kanalų relė (aš naudoju IN3 ir IN4 iš 4 kanalų relės, tai gali veikti ir IN1 ir IN2 relėse):

     • VCC iki 5V
     • GND į GND
     • Nuo 3 iki 7 kaiščio
     • IN 4 iki 8 kaiščio
3. Jei naudojate varžto gnybtų ekraną, galite naudoti 5V ir GND tiesioginiam prijungimui prie ekrano, kad į tą patį įvestį nepatektų 2 kaiščiai.
4. Ekraną arba zondą SHT 20 galima prijungti prie kitos SDA SCL įvesties, esančios „Arduinos“virš AREF įvesties. Atminkite, kad ne visuose skyduose tai bus.

2 veiksmas: užprogramuokite „Arduino“ir patikrinkite

Šis žingsnis yra patikrinti, ar visi komponentai veikia ir ar programa veiks taip, kaip numatyta.

PROGRAMA ARDUINO

1. Naudodami kompiuterį atsisiųskite „Arduino IDE“, kurį galite rasti čia.
2. Prijunkite „Arduino“prie kompiuterio naudodami USB a/b adapterį.
3. Atsisiųskite „Arduino“programą iš čia arba šiame puslapyje.
4. Įkelkite programinę įrangą į „Arduino“(įsitikinkite, kad pasirinkote tinkamą COM prievadą, kitaip jis nebus įkeltas).

PATIKRINKITE ELEKTRONIKĄ

1. Patikrinkite, ar programa veikia ir ar visi komponentai yra tinkamai perskaityti.

   1. Drėgmę galima patikrinti įjungus jutiklį šalia drėkintuvo.

      • Esant žemesnei nei 70%drėgmei, relė turėtų įsijungti, dažnai tai rodo spragtelėjimas ir relės lemputė (priklauso nuo modelio).
      • Esant aukštesnei nei 85% drėgmei, jis turėtų išsijungti, dažnai tai rodo dar vienas spragtelėjimas ir lemputė.

   2. Temperatūrą galima patikrinti laikant zondą tiesiai rankose, kad temperatūra pakiltų.

      Panašiai, esant aukštesnei nei 30 ° C temperatūrai, ventiliatoriaus relė turėtų įsijungti

   3. Atminkite, kad zondas turi apie 6 sekundžių delsos laiką, kad galėtų pranešti apie aplinkos pokyčius.

2. Įsitikinkite, kad ekrane rodomas temperatūros drėgnumas su pagrįstu aplinkos skaičiumi.

   Dabartinę drėgmę ir temperatūrą galite įvertinti naudodami kitą jutiklį arba pagal vietinius orus

3 žingsnis: sukurkite projekto dėžutę ir pritvirtinkite elektroniką

Dabar galima sukonstruoti projekto dėžutę ir sumontuoti elektroniką, kad vėliau ją būtų galima įdėti į dėžę.

PROJEKTŲ DĖŽUTĖ

1. Projekto dėžutėje reikės išgręžti 4 skyles:

   • 120 V įvesties laidas.
   • Įvestis SHT20 jutikliui.
   • Išėjimas drėgmės kontrolei.
   • Išėjimas temperatūros valdymui.

2. Skylės gali būti dedamos bet kur. Šiame pavyzdiniame lange jie buvo išdėstyti taip:

   • 120 V įėjimas - viršuje dešinėje, centre.
   • SHT 20 įėjimas - kairėje pusėje centre.
   • Drėgmės kontrolės išvestis - tiesiai į viršų centre.
   • Temperatūros valdymo išėjimas - tiesiai į apačią centre.

3. Pažymėkite ir gręžkite skyles 11,5 mm grąžtu.

   Pastaba: galima naudoti 7/16 colių grąžtą, o po to nušlifuoti/dildyti, kad padidėtų tiek, kad būtų galima įdėti liauką

4. Nuimkite dangtelį ir sandariklį iš kiekvienos liaukos, o likusį varžto korpusą ir veržlę pritvirtinkite prie korpuso, kaip parodyta paveikslėlyje.

MONTAVIMAS

1. Naudokite plastiko gabalėlį, tvirtinimo lentą arba prototipų plokštę, supjaustytą taip, kad tilptų dėžutėje.
2. Gręžkite skyles, kad jos atitiktų tvirtinimo skyles dėžutėje.
3. Padėkite savo elektroniką („Arduino Uno“su skydais ir relėmis) taip, kad jie tilptų ant plokštės.
4. Pažymėkite skyles ir gręžkite atitinkamo dydžio grąžtą.
5. Naudodami bet kurias pasirinktas antraštes, pritvirtinkite „Arduino“ir relės prie lentos (pav.)

4 žingsnis: „Project Box Electronics“sąranka

Šiame etape pagrindinis dėmesys skiriamas visų komponentų įdėjimui į projekto dėžutę, kad būtų galima atlikti galutinį laidų sujungimą.

PRIDĖTI ARDUINO IR RELEJĄ

1. Atsargiai atjunkite SHT 20 jutiklį ir ekraną.
2. Įdėkite montavimo skydelį į dėžę (pav.). Dar nesukite.

RENGIMO KABELIAI

1. Iškirpkite norimus ilginimo laidus.

   • Turėsite 1 šakutę, kuri liks dėžutės viduje. Tai skirta maitinti „Arduino“ir kitus įrenginius, kuriuos vėliau galima pridėti (pvz., Ventiliatorių, galios keitiklį ir pan.).
   • 2 iš šių ašmenų įėjimų bus naudojami kiekvienam drėkintuvui ir aušinimo įrenginiui maitinti. Juos galite padaryti bet kokio ilgio, bet aš nusprendžiau laikyti juos arti prietaiso, kad visur nekabintų laidai.
   • Iš vieno iš šių ilginamųjų laidų sutaupysite laido galą įrenginiui maitinti. Jei ant laido yra nurodyta įtampa, tada naudokite tuos laidus (dažniausiai juostelėmis, nesijaudinkite, jei jūsų laidas tai turi, tai tik palengvina tvarkymą).
2. Pašalinkite maitinimo laido galus ir tris maitinimo įėjimus.
3. Pasukite nuplėštus galus, kad nesudrūktų (pav., Pav.).
4. Uždėkite dangtelį ir guminį tarpiklį ant kištuko, 2 relės išėjimus ir zondą SHT 20.

PRIDĖTI KABELIUS

Kabelius galima prijungti prie dėžutėje esančių liaukų (pav.). Dar nesukite jų

5 žingsnis: relės prijungimas

Į šią dalį įtraukiau nuodugnesnius laidus, nes tai gali būti sudėtinga. Tai atliks tą patį laidą, kaip ir schema, parodyta 2 veiksme (pav.).

LAIDO RELEJAS

1. Prijunkite du laisvus laidus prie abiejų relių bendrų (C) įėjimų, naudodami atsuktuvą, kad pritvirtintumėte laidą (pav.).

   • Paprastai tai yra centrinis relės įėjimas ir dažnai žymimas kaip C arba vertikali linija.
   • Laidus gali tekti apkarpyti, kad įsitikintumėte, jog jie tinkamai priglunda.
   • Įsitikinkite, kad beveik nėra vario, kad jis būtų tvirtai prigludęs ir nebūtų kabančių laidų.
   • Jums gali tekti šiek tiek pakelti plokštę, kad įvestumėte laidus.

2. Prijunkite laido galą nuo 2 maitinimo įėjimų prie įprastai atidarytos (NO) relės dalies (pav.).

   Tai panašu į aukščiau aprašytą veiksmą, tačiau ši išvestis žymima linija, kuri yra kampuota (kaip jungiklis, neprijungtas prie bendro laido)

3. Pradėkite prijungti visus įtemptus laidus. (Tai atitinka didesnį iš dviejų laidų ir dažnai nurodoma kai kuriomis laido ar juodos vielos juostomis.) Kabeliai, kuriuos reikia sujungti, yra šie:

   • Tiesioginis laidas iš kištuko
   • Tiesioginis laidas iš kištuko įvesties bus naudojamas „Arduino“maitinti
   • 2 nuimti laidai
4. Susukite laidus ir užsukite dangtelį užsukamu dangteliu.

5. Sujunkite visus nulinius laidus.

   • Neutralus laidas iš kištuko
   • Neutralus laidas iš išvesties, skirtas „Arduino“maitinti
   • Grąžinkite laidus iš kiekvieno iš 2 maitinimo šaltinių
6. Susukite laidus ir užsukite dangtelį užsukamu dangteliu (pav.).

7. Įsitikinkite, kad visi užsukami dangteliai yra tvirtai pritvirtinti ir nenukris.

   • Jei užsukami dangteliai netinka, naudokite kito dydžio dangtelį.
   • Arba laidai gali būti prijungti 2 vienu metu, o perteklinis laidas gali būti naudojamas juos sujungti

Pritvirtinti SHT20

1. Prisukite SHT20 prie varžtų plokštės.

   Laidus taip pat galima įstumti į trumpiklius ir (arba) prijungti prie jungiamųjų laidų, jei nenaudojama varžtų plokštė

ĮTempti liaukas

1. Priveržkite kiekvieną laido dangtelį aplink laidus

   Virvelės gali būti šiek tiek patrauktos, kad būtų šiek tiek atsilaisvinusios, tačiau visada įsitikinkite, kad jos liko šiek tiek laisvos

6 veiksmas: valdymo bloko dangčio konfigūracija

Šis žingsnis yra pritvirtinti ekraną dėžutės viršuje ir pridėti 3D spausdintų komponentų, kad jis atrodytų švarus.

Padarykite skylę skystųjų kristalų ekranui

1. Raskite vietą ekranui pritvirtinti prie dangčio.

   Šis projektas padėjo jį kairėje 1 "iš viršaus ir kairės pusės

2. Atsekite ekraną ir skylių vietą.
3. Naudodami „Dremel“arba skutimosi peiliuką, iškirpkite stačiakampę sritį, kad uždėtumėte ekraną.
4. Gręžkite skyles ekranui naudodami atitinkamą grąžtą.

PRIDĖTI 3D SPAUSDINTUS KOMPONENTUS (neprivaloma)

1. Spausdinkite 2 įtrauktus STL failus:

   • Skystųjų kristalų ekranas, skirtas paslėpti visus pjovimo neatitikimus (16x2 LCD ekrano rėmas (retro). Stl).
   • Logotipas, kad jis atrodytų oficialiai (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Po spausdinimo uždėkite 2 atspausdintus komponentus ant dangčio, kur tik norite.
3. Naudodami atitinkamą grąžtą pažymėkite ekrano gręžimo skyles.
4. Jei norite, dažykite.

PRIJUNGTI EKRANĄ

1. Naudodami mažus varžtus ir varžtus (M3 tam gerai tinka) varžtą ekrane su varžtais priekyje ir ekraną per galą. Jei naudojate rėmą, pritvirtinkite jį per priekį (pav.).
2. Pritvirtinkite logotipą ir pridėkite varžtus (neprivaloma) (pav.).
3. Įsitikinkite, kad visi varžtai ir varžtai yra tvirtai pritvirtinti.

7 žingsnis: Užbaikite valdymo sistemos dėžutę

Šie veiksmai užbaigia projekto dėžutės su valdymo sistema viduje nustatymą.

MAITINIMAS IR UŽDARYMAS

1. Norėdami pridėti maitinimo jungtį prie „Arduino“, naudokite dėžutės viduje esantį ilgintuvo laido įvestį.

   Man patinka naudoti USB, kad galėčiau lengvai jį atidaryti ir patraukti už laido, kad jį perprogramuotų

2. Įjunkite dėžutę, kad įsitikintumėte, jog visi ryšiai veikia.
3. Prisukite tvirtinimo plokštę atitinkamais varžtais.
4. Prisukite dėžutės viršų, naudodami varžtus iš projekto dėžutės komplekto.

Dabar valdymo sistema baigta. Kiti veiksmai yra oro drėkintuvo ir aušinimo ventiliatoriaus pridėjimas.

8 veiksmas: drėkintuvo nustatymas

Tai skirta pagrindinei drėkinimo sistemai, naudojant komercinį ultragarsinį drėkintuvą, sukonfigūruoti

DRĖKINTUVAS

1. Naudodami PVC dalis, prijunkite jas prie paveikslėlyje matomos įrangos

   • Pritvirtinkite 3/4 colių PVC jungtį prie PVC varžto alkūnės.
   • Pritvirtinkite tą varžto alkūnę prie kitos varžto alkūnės, kad padarytumėte stačią kampą.
   • Pridėkite drėkinimo adapterį iš vyrų į moterį prie varžto alkūnės varžto galo.
   • Pritvirtinkite šoninę išleidimo angos PVC alkūnę prie drėkinimo adapterio galo.

2. Išmatuokite ir supjaustykite vamzdį iki norimo ilgio

   • Šis ilgis turi būti nuo terariumo viršaus iki drėkintuvo vidurio.
   • Linijoje turi būti labai mažai laisvumo ir ji turėtų būti kuo vertikalesnė. Bet koks kilpas ar vietos, kuriose surenkamas vanduo, užkimš vamzdžius ir neleis tekėti mažoms vandens dalelėms.
   • Šios sąrankos atveju vamzdžiai buvo nubrėžti ties bet kokia pėda, o trys pėdos veikė.

3. Prijunkite vamzdžius prie PVC dalies

   Šiuo atveju naudojamas 5/8 "tulžies latakas, kuris tvirtai priglunda prie 3/4" movos

4. Nuimkite baltą dangtelį nuo drėkintuvo išėjimo
5. Įstumkite vamzdelį į išvestį taip, kad jis gerai priglustų.
6. Įdėkite PVC vamzdžio pusę terariumo viduje taip, kad jis sėdėtų išilgai krašto. PCV dalys gali būti prisukamos daugiau ar mažiau, kad būtų galima pritaikyti terariumo krašto plotį.

9 veiksmas: aušinimo ventiliatoriaus nustatymas

Pridedamas aušinimo ventiliatorius, kad prireikus sumažėtų temperatūra konvekciniu aušinimu

AUŠINTUVAS

1. Prijunkite kompiuterio ventiliatoriaus išvesties laidus prie 12 V kištukinio adapterio.

2. Naudodami 2 siurbtukus, padėkite/sulenkite juos taip, kad jie įsitaisytų ventiliatoriaus angose (pav.).

   Ventiliatorius turi būti šiek tiek pasuktas žemyn, kad iš aplinkos galėtų patekti oro, kad atvėsintų gyventojus

10 veiksmas: prijunkite ir patikrinkite

Tai yra paskutinis žingsnis užbaigiant valdymo sistemą!

MONTAVIMAS SHT 20

1. Naudodami siurbtuko lankelį, pritvirtinkite SHT 20 terariumo viršuje (pav.).

   Teoriškai vandens gradientas ore turėtų būti mažiausias terariumo viršuje, nes ten jis maišosi su kambario oru. Tokiu atveju galima įsitikinti, kad likusi terariumo dalis yra jutiklio išmatuotoje drėgmėje arba šiek tiek viršija ją

VISKĄ ĮJUNGTI

1. Prijunkite valdymo sistemą prie lizdo ir įsitikinkite, kad ji įsijungia ir tinkamai nuskaito
2. Prijunkite drėkintuvą prie drėgmės valdymo lizdo.
3. Prijunkite ventiliatorių prie temperatūros valdymo lizdo.

BANDYMAS

Išbandykite sistemą, sureguliuodami aplink jutiklį esančią aplinką, kad įsitikintumėte, jog prireikus relės įsijungia/išsijungia. Daugiau informacijos rasite 2 veiksme

11 žingsnis: paskutiniai žodžiai

BAIGIAMIEJI ŽODŽIAI

Sistema sukurta ir turėtų būti gera. Kaip minėta anksčiau, sistema yra modulinė, nes ją galima lengvai sureguliuoti arba modifikuoti, kad ji atitiktų visus reikalingus reikalavimus. Labai svarbu prisiminti, kad ši sistema nėra protinga: ji nesužinos, ar yra gedimas, ir tik įjungs arba išjungs viską. Sistema turėtų būti nuolat tikrinama, kad įsitikintumėte, jog drėkintuve yra pakankamai vandens, ar neužsikimšusi linija, ar vis dar veikia drėgmės jutiklis ir tt Apskritai ši sistema turėtų veikti tokiu pat lygiu kaip ir komercinės valdymo sistemos ir funkcionalus, pritaikomas ir ekonomiškas. Smagiai statykite.