Saulės energija valdoma „išmanioji“„WiFi“valdoma drėkinimo sistema: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

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

Šiame projekte naudojamos standartinės „pasidaryk pats“saulės ir 12 voltų dalys iš „ebay“, kartu su „Shelly IoT“įrenginiais ir keletas pagrindinių „openHAB“programavimų, kad būtų sukurtas naminis, visiškai saulės energija varomas, išmanusis sodo elektros tinklas ir drėkinimo sąranka.

Svarbiausi sistemos elementai:

• Pilnai saulės energija varoma sistema (dieną ir naktį)
• 3 zonų drėkinimo sistema (gali būti ir daugiau!)
• Visiškai valdomas belaidis internetas, su „Google Home“/„Alexa“integracija naudojant „Shelly RGBW2“įrenginius
• „Išmanusis“drėkinimas, naudokite nustatytą automatinę laistymo sistemą su nuorodomis į orų API, kad patikrintumėte pastarąjį lietaus kritimą.

Kodėl šis dizainas?

1) Pažvelgiau į savo daržovių laistymo sistemas ir pastebėjau, kad jos buvo labai brangios arba gana ribotos (tik įjungus/išjungiant nustatytą laiką vienai žarnai).

2) Mano sodas yra tikrai ilgas ir nėra išorinio maitinimo šaltinio, todėl saulės energijos maitinamas 12 voltų sodo tinklelis iš savo pastogės atrodė smagi (ir saugi!) Idėja gauti elektros energiją visame tolimiausiame sodo gale)

3) Aš žaidžiau su „Shelly“įrenginiais ir „OpenHAB“ir maniau, kad būtų smagu pamatyti, ką galėčiau pasiekti!

Prekės

Saulės sistema:

• Saulės skydas (120W)
• Baterija (130aH laisvalaikio baterija)
• Saulės įkrovimo valdiklis (30A)
• 12v stabilizatorius
• Kabelių klojimas

„Išmanioji“laistymo sistema:

• Vandens bakas / Vandens tiekimas
• 12v DC vandens siurblys
• 12v solenoidiniai vožtuvai (3x = 1 vienoje drėkinimo zonoje)
• Vandeniui atsparus korpusas
• Laistymo žarna, jungtys ir žarna
• 5 branduolių kabelis
• Shelly RGBW2

(+standartiniai elementai, tokie kaip įrankiai, kabelių jungtys, žarnos ir pan., jei reikia!)

Daugelį projekto funkcijų galima atlikti naudojant „Shelly“programą, tačiau, norėdama išplėstinės drėkinimo automatikos logikos, naudojau „OpenHAB“.

1 žingsnis: Saulės sistemos sąranka

Šis žingsnis yra tik greitas mano sąrankos paaiškinimas, yra daug gerų vadovų, kaip geriausiai nustatyti „pasidaryk pats“saulės sistemą, o pagrindinis šios instrukcijos tikslas yra „protingas“sodo tinklelis ir drėkinimo sistema! (Šis žingsnis taip pat yra neprivalomas. Jei galite lengvai pasiekti maitinimo šaltinį ir nenorite naudoti saulės energijos, visą sistemą galite įjungti per 12 V transformatorių.)

Naudojau 120 W saulės kolektorių („eBay“arba „Amazon“), 130 aH laisvalaikio akumuliatorių (gali naudoti mažesnę talpą, tačiau rekomenduoju naudoti laisvalaikio akumuliatorių, o ne įprastą automobilio akumuliatorių dėl tokios saulės sistemos ciklo naudojimo kaip ši) ir 30A saulės energijos įkrovą valdymo blokas. Galite pasirinkti mažesnį stiprintuvo bloką, tačiau sąnaudų skirtumas yra labai minimalus, o pritraukus 12 V galią, stiprintuvai netrukus gali pakilti!

Saulės sistema pati išves įvairias įtampas (mano modelio dokumentacija nurodo nuo 10,7 V iki 14,4 V, priklausomai nuo akumuliatoriaus įkrovos lygio ir saulės energijos įėjimo). Šiame projekte naudojami „Shelly“įrenginiai yra pakankamai jautrūs įtampai ir jiems reikia nuolatinio 12 V maitinimo šaltinio. Norėdami tai padaryti, jums reikės įtampos stabilizatoriaus, lengvai prieinamo „eBay“. Gavau 8V-40V įvestį į 12V išvestį, galinčią nešti 10A. 10A buvo didžiausias stabilizatorius, kurį galėjau rasti šiame įtampos diapazone, todėl per šį ryšį vienu metu galės nubrėžti tik 10A. Visada vėliau galima prijungti antrą stabilizatorių, kad būtų galima tiekti kitą 10A maitinimo šaltinį.

Prieš diegdamas sode padariau greitą bandymo sąranką, kad įsitikinčiau, jog viskas veikia gerai. Aš patikrinau saulės valdiklio įtampos išėjimą ir tai tikrai buvo ~ 13.4V. Kai įtampos stabilizatorius buvo prijungtas, aš dar kartą patikrinau ir jis buvo 12,2 V - tinka „Shelly RGBW2“ir aš jį prijungiau.

„Shelly“iškart įsijungė ir aš galėjau jį sukonfigūruoti prie „WiFi“ir išbandyti jo atsaką - mano pirmasis saulės energija varomas IoT įrenginys!

Kai viskas buvo išbandyta ir veikė, aš išardžiau sąranką ir perkėliau komponentus į savo sodo namelį, kad galėčiau juos visiškai įdiegti.

Aš sukūriau pagrindinį rėmą, kad saulės kolektorius būtų laikomas 40 laipsnių kampu (efektyviausias yra į pietus nukreiptas 40 laipsnių aukštis mano vietoje - patikrinkite internete, yra daug skaičiuotuvų, kad gautumėte geriausią kampą jūsų vietovei!)

2 žingsnis: Išmanusis drėkinimas - drėkinimo vožtuvo korpusas

Pirmasis žingsnis kuriant automatizuotą išmaniąją drėkinimo sistemą yra vožtuvų valdymo sistemos sukūrimas.

Vožtuvai, kuriuos naudoju šiam projektui, yra pagrindiniai, paprastai uždaryti, 12 V nuolatinės srovės, 1/2 "solenoidiniai vožtuvai. Juos nesunkiai galima įsigyti santykinai pigiai iš„ eBay ". Taip pat yra įvairių matmenų. Aš naudoju 1/2", nes yra daug skirtingų standartų drėkinimo sistemos komponentai, kuriuos galima naudoti su tokio dydžio vožtuvais/vamzdeliais. Vožtuvai turi standartinį 1/2 colio varžtą kiekvienoje pusėje, todėl jums reikės atitinkamų jungiamųjų detalių, atitinkančių norimą naudoti žarnos/drėkinimo vamzdžio tipą.

Kadangi vožtuvų elektriniai komponentai nėra atsparūs vandeniui, jums reikia vandeniui atsparaus korpuso. Radau, kad „Schnider Electric“12 įėjimų jungčių dėžutė (195x165x90mm) buvo tobulas, kad tilptų į 3 norimus naudoti vožtuvus, taip pat prie 1/2 colio varžtų, skirtų turimai 12 mm drėkinimo žarnai.

Aš bėgu vandens srautus horizontaliai per dėžę, maitinimo/valdymo kabelis įeina per jungties dėžutės apačią per orui atsparų malonumą.

3 žingsnis: Išmanusis drėkinimas - vožtuvų prijungimas prie „Shelly RGBW2“valdiklio

Kiekvienas vožtuvas turi 2 kastuvinius gnybtus. Mano naudojamuose vožtuvuose nėra poliškumo skirtumo, todėl galiu prijungti teigiamą arba neigiamą prie bet kurio gnybto. Nėra maitinimo, vožtuvas uždarytas. Įjunkite, vožtuvas atidarytas.

(Atminkite, kad kuriant/bandant šią sistemos dalį, aš naudoju standartinį 12 V nuolatinės srovės transformatorių (seną LED tvarkyklę), kad man nereikėtų nuolat eiti į sodą ir prisijungti prie saulės energijos tai).

Nutraukite 3 kabelius iš 5 gyslų kabelio, esančio dėžutėje, su tinkamo dydžio kastuvinėmis jungtimis. (Nuotraukos pavyzdyje tam naudojama ruda, juoda ir pilka). Vienas kabelis (nuotraukoje mėlynas) bus naudojamas kaip bendras +ve, todėl vieną laidą prijunkite prie tinkamos kelių kabelių jungties (aš naudojau 5 gnybtų Wago 221).

„Shelly RGBW2“turi būti nustatytas į „baltą“režimą („Shelly“valdymo ekrano nustatymuose). Tai iš tikrųjų reiškia, kad „Shelly“veikia kaip 4 atskiros 12 V nuolatinės srovės (pritemdomos) relės.

Maitinimo šaltinis ir „Shelly“turėtų būti kažkur toli nuo vandens saugioje (sausoje) vietoje, o jungtis prie vožtuvo korpuso turi būti padaryta naudojant 5 laidų kabelį (mano ilgis yra apie 5 m, einant nuo pastogės iki daržovių lopo). „Shelly“yra mažoje oro sąlygoms atsparioje jungčių dėžutėje mano pastogėje.

Prijunkite maitinimą pagal pridedamą schemą ir jis turėtų atrodyti kaip nuotraukoje. Atminkite, kad atsarginis kabelis ir vieta 5 gnybtų „Wago“yra skirti siurbliui prijungti.

4 žingsnis: Išmanusis drėkinimas: siurblio prijungimas

Kitas žingsnis yra prijungti siurblį. Savo sąrankai aš prijungiau siurblį per vožtuvo korpusą, nes naudoju pagrindinį 5 gyslų kabelį, kad galėčiau išjungti iš pastogės, tačiau jūs galite lengvai prijungti siurblį atskirai, jei tai patogiau.

Aš naudojau didžiausią 12 V siurblį, kurį galėjau rasti „ebay“(1000L/h), tačiau yra daug variantų. (Dabar prie „Shelly RGBW2“turiu keletą siurblių ir pastebėjau, kad kai kurie siurbliai veikia tik įjungę/išjungdami 100%, o kiti gali valdyti srautą naudodami „Shelly dimmer“funkciją. Tai nėra svarbu drėkinimo sistemai, kaip tik norite “maksimalus debitas, tačiau tai gali būti svarbu vandens funkcijai ir pan.).

Atkreipkite dėmesį, kad skirtingai nei solenoidiniai vožtuvai, siurbliai yra jautrūs poliškumui, todėl turite įsitikinti, kad „ +ve“ir „ve“maitinimo šaltiniai yra prijungti teisingai.

Kai tai bus baigta, siurblį reikia prijungti prie kiekvieno vožtuvo įvesties, o kiekvienas vožtuvas išleidžia angą iš dėžutės (kad bandymo metu neužlietumėte dėžės!).

Galite išbandyti vožtuvus be vandens, įjungdami/išjungdami juos „Shelly RGBW2“sąsajoje. Turėtumėte matyti, kad elektros energijos suvartojimas padidėja iki ~ 10W, kai jie yra atidaryti (prieš įjungdami kanalą įsitikinkite, kad „pritemdymas“nustatytas į 100%, atrodo, kad jiems nepatinka nieko, išskyrus 100%!). Jei prijungėte „Shelly RGBW2“, kaip parodyta prijungimo schemoje, 1-3 kanalai turėtų valdyti vožtuvus, o 4-siurblį.

Paveikslėlyje parodyta, kaip aš išbandau sistemą, naudodamas vonioje esantį kibirą, kad cirkuliuotų vanduo (siurblys yra raudonas kibiras).

Galutiniame paveikslėlyje parodyta, kaip prijungiau šią sąranką prie savo vandens užpakalio vandens tiekimui.

5 žingsnis: Išmanusis drėkinimas: „Shelly RGBW2“prijungimas

Visi sistemos kabeliai turi būti sausoje vietoje (su „Wi -Fi“ryšiu!), Kur galima laikyti „Shelly RGBW2“.

Kabeliai turi būti prijungti prie „Shelly“pagal elektros instaliacijos schemą. Aš pasirenku naudoti statinį IP visuose „Shelly“įrenginiuose, nes tai paprastai daro ryšį stabilesnį.

6 žingsnis: Išmanusis drėkinimas: valdymo sistema

Dabar, kai sistema yra sukonfigūruota, galite valdyti savo sistemą įvairiais būdais ir įvairiais lygiais, kaip norite, kad tai būtų „protinga“!

Pagrindinis: paprasčiausias būdas valdyti sistemą yra naudojant „Shelly“programą ir vietinę integraciją su „Google Home“arba „Alexa“. Programoje galite nustatyti standartinius kiekvieno kanalo tvarkaraščius (siurblys, 1 zona, 2 zona ir tt), taip pat, jei norite, prijungti juos prie balso valdymo.

Išankstinis: „Shelly“programa taip pat leidžia kurti „scenas“, galite sukurti įvairias „scenas“, kurios skirtingu paros metu eina per skirtingus laistymo būdus ir pan. Programoje yra daug galimybių … būkite kūrybingi!

Tikrai protingas

Nusprendžiau, kad noriu žengti dar vieną žingsnį. Aš jau naudoju „OpenHAB“, kad valdyčiau daugumą savo namų IoT įrenginių, todėl sukonfigūravau savo drėkinimo sistemos valdymą naudodami „OpenHAB“. Prie šios instrukcijos pridėjau pagrindinius.items.rules ir.sitemap failus, kad padėtų, jei norite nustatyti kažką panašaus.

Bendros savybės:

• Visiškas automatinis ir rankinis valdymas iš prietaisų skydelio puslapio.
• „Google“namų integracija - „Hey Google, Start Irrigation“. - Žiūrėti vaizdo įrašą.
• Orų integracija - prisijungiau prie „OpenWeatherMap“API, kad patikrintų bendrą kritulių kiekį per pastarąsias 24 valandas, o jei lyja daugiau nei 10 mm, drėkinimo ciklas nevyksta automatiškai
• Drėkinimas gali būti atliekamas nustatytu laiku kiekvieną dieną arba kintantis su saulėlydžiu/saulėtekiu ir pan.
• Sistema apskaičiuoja, kiek vandens bus sunaudota kiekvienam drėkinimo ciklui (svarbu, jei naudojate vandens užpakalius, kurie renka lietaus vandenį kaip aš!
• Paspauskite pranešimą į savo telefoną, kad įspėtumėte, kai netrukus bus pradėtas automatinis drėkinimas.