Automatinis LED apšvietimas pasodintam akvariumui naudojant RTC: 5 žingsniai (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Prieš porą metų nusprendžiau įsirengti pasodintą akvariumą. Mane sužavėjo tų akvariumų grožis. Kurdamas akvariumą padariau viską, ką turėjau padaryti, bet nepaisiau vieno svarbiausio dalyko. Tas dalykas buvo apšvietimas. Keletą dienų viskas atrodė gerai, bet paskui visur rezervuare pradėjo augti dumbliai, o augalams nepasisekė. Sunku viską sugrąžinti į normalią padėtį.

Dabar po daugelio metų noriu vėl įrengti akvariumą, suteikdamas svarbą apšvietimui. Atlikau keletą tyrimų internete ir sužinojau, kad augalams reikia nuolat veikti šviesą maždaug 10–12 valandų per dieną. Taip pat sužinojau, kad augalai labiau reaguoja į raudoną ir mėlyną šviesos spektrą.

Apgaulė yra kuo labiau imituoti gamtą akvariumo viduje. Galėjau rankiniu būdu įjungti arba išjungti šviesas, bet kodėl gi ne automatizuoti. Tai sumažina žmogaus klaidą. Taigi, aš nusprendžiau sukurti LED apšvietimo sistemą, kuri automatiškai įjungiama ir išjungiama naudojant „Arduino“. Dėl to augalams reikalingas apšvietimo laikotarpis yra nuoseklus.

Mano bakas bus su dangteliu. Taigi nusprendžiau valdiklio plokštę montuoti už bako ribų, nes drėgmė yra didžiausias elektronikos priešas.

Pradėkime!

1 žingsnis: RTC - realiojo laiko laikrodis

Planas yra įjungti ir išjungti šviesos diodus tam tikru paros metu. Šviesos diodai iš karto neįsijungs iki viso ryškumo, bet per valandą jie pasieks nuo nulio iki viso ryškumo. Tai imituoja saulėtekį. Tas pats pasakytina ir išjungiant šviesos diodus.

Tikslaus laiko pateikimo darbą atlieka realiojo laiko laikrodis arba RTC. RTC naudojimo pranašumas prieš milis () yra tas, kad tikslų laiką galima gauti tiesiogiai. Be to, RTC modulis turi savo bateriją. Taigi net jei „Arduino“yra išjungtas arba iš naujo nustatytas, laikas neprarandamas. Tai puikiai tinka mūsų programai.

Modulis, kurį naudosiu, yra DS3231 IIC realiojo laiko laikrodis. Jis naudoja I2C sąsają, kad galėtų bendrauti su „Arduino“. Aš gavau savo iš čia.

Ačiū „Rinky-Dinky Electronics“už sunkų darbą. Atsisiųskite DS3231 biblioteką čia

2 žingsnis: šviesos diodai ir tvarkyklės

Pasodintam akvariumui nykščio taisyklė yra 2 vatai vienam galonui. Mano yra 20 galonų bakas ir aš naudosiu du 10 vatų šviesos diodus. Aš žinau, kad tai yra pusė rekomenduojamų vatų, bet mano bakas sėdi prie mano lango ir pro jį sklinda daug šviesos. Kelias savaites išbandysiu sąranką, stebėsiu augalų augimą ir prireikus pridėsiu daugiau šviesos diodų.

Aš naudoju šviesos diodus, kuriuos nusipirkau iš „Ebay“, kurių spalvų temperatūra yra 6500K, o tai puikiai tinka augalams augti. Remiantis sąrašu, priekinė įtampa turėtų būti 9–11 V, o didžiausia-apie 900 mA. Atitinkamai užsisakiau LED tvarkykles.

Kodėl naudoti tvarkykles?

Mes negyvename tobulame pasaulyje. Taigi išvestis visada bus mažesnė nei įvestis. Taigi kur dingo galia? Jis paverčiamas šiluma. Tas pats yra ir su šviesos diodais. Puslaidininkis turi neigiamą temperatūros koeficientą (NTC), o tai reiškia, kad didėjant temperatūrai jo atsparumas mažėja. Šviesos diodas taip pat yra puslaidininkis. Didėjant temperatūrai, jo atsparumas pradeda mažėti, todėl padidėja per jį tekanti srovė. Tai dar labiau padidina šildymą. Tai tęsiasi tol, kol šviesos diodas yra sugadintas. Todėl turime apriboti srovę, kad ji nepadidėtų virš nustatytos ribos. Šį darbą atlieka LED tvarkyklės

Bandydamas radau, kad esant 11 V, šviesos diodas traukia tik apie 350 mA. Tai keista!

LED tvarkyklės nustatymas

Vairuotojas iš esmės yra įrenginys, užtikrinantis pastovią išėjimo įtampą su srovės ribojimo galimybėmis. Rinkoje yra įvairių LED tvarkyklių, kurios išleidžia pastovią srovę. Jei nusipirkote tą patį, kurį aš nusipirkau, jame bus 3 puodai koregavimui. Mums rūpi tik du iš jų. Pirmasis skirtas įtampos reguliavimui, o paskutinis - srovės ribai nustatyti. Norėdami jį nustatyti, atlikite šiuos veiksmus:

1. 12 V nuolatinės srovės maitinimą prijunkite prie kaiščių, pažymėtų IN+ ir IN-. Patikrinkite poliškumą.
2. Prijunkite multimetrą prie kaiščių, pažymėtų OUT+ ir OUT-, ir nustatykite multimetrą, kad nuskaitytų įtampą.
3. Sukite įtampos reguliavimo puodą, kol multimetras nuskaitys vardinę šviesos diodo priekinę įtampą. Mano atveju jis yra 9-11V. Aš pasirinkau 10.7V. (Šiek tiek mažiau nepakenks).
4. Dabar įjunkite multimetrą į dabartinį skaitymo režimą. Per ją pradės tekėti srovė. Sukite srovės reguliavimo puodą, kol pradės tekėti vardinė šviesos diodo srovė.
5. Viskas! Dabar prie jo galite prijungti šviesos diodą.

3 žingsnis: padarykite LED skydelį

Kaip minėta anksčiau, nusprendžiau naudoti du 10 vatų šviesos diodus ir keturias RGB šviesos diodų juosteles. Juostelę naudosiu raudonai ir mėlynai spalvoms. Aš naudoju aliuminio rėmą (kuris dažniausiai naudojamas langų ir durų rėmams gaminti) beveik mano akvariumo ilgio. Aš pasirinkau aliuminio rėmą, nes jis tarnauja kaip šviesos diodų radiatorius. Šildytuvai yra svarbūs tokiems didelės galios šviesos diodams, nes jie išskiria daug šilumos. Šviesos diodų tarnavimo laikas sutrumpės, jei jų nebus. Kadangi tarp jų yra tuščiaviduriai, visi laidai gali likti paslėpti ir saugūs.

Aš išplėtiau visas šviesos diodų jungtis prie 6 gnybtų jungčių, kaip parodyta paveikslėlyje. Tai tampa lengva prijungti skydelį prie valdiklio, kurį gaminsime toliau.

4 žingsnis: sukurkite valdiklį

Pagrindinis tikslas yra įjungti ir išjungti šviesos diodus pagal vartotojo nustatytą laiką. Valdiklio smegenys yra „Arduino Nano“. Kodėl tik valdyti apšvietimą? Kadangi aplinkui buvo sumontuotos kai kurios relės, prireikus jas naudosiu ir įjungsiu arba išjungsiu kai kuriuos prietaisus, tokius kaip filtras, oro siurblys, šildytuvas ir kt. Pridėjau 12 V nuolatinės srovės kompiuterio ventiliatorių, kad būtų užtikrinta ventiliacija.

Yra jungiklis, leidžiantis pasirinkti rankinį ir automatinį režimus. Jei mums reikia patekti į žuvų baką po to, kai naktį išjungiami šviesos diodai, jungiklį galima pasukti į rankinę padėtį, o tada šviesos diodų ryškumą galima valdyti naudojant puodą.

Relės ir ventiliatoriaus valdymui naudojau ULN2803 Darlingtono tranzistorių masyvo IC. Šis IC paprastai žinomas kaip relės tvarkyklė.

Konstrukcijos schema pridėta čia. Pasirinkta PCB atrodys tvarkingai ir profesionaliai.

Aš nusprendžiau naudoti skirstomojo skydo dėžutę kaip valdiklio korpusą, nes jame yra iš anksto išgręžtos skylės montavimui ir dangtelis. Aš įklijavau veržlę kiekvienoje angoje, naudodamas tam tikrus epoksidinius klijus. Aš padariau tą patį priešingoje pusėje. Tai užtikrina, kad PCB būtų tvirtai laikomi varžtais. Dėžutės apačioje padariau mažas angas, kaip parodyta paveikslėlyje maitinimo kabeliui ir laidams, einantiems į LED skydelį.

5 žingsnis: laikas kažkokiam kodui

Sukūrus valdiklio plokštę, laikas ją veikti! Atsisiųskite čia pridėtą eskizą ir atidarykite jį „Arduino IDE“. Būtinai atsisiųskite ir įdiekite čia pridėtą DS3231 biblioteką.

RTC nustatymas

1. Įdėkite 2032 tipo monetų elementų bateriją.
2. Atidarykite DS3231_Serial_Easy iš pavyzdžių, kaip parodyta.
3. Atšaukite 3 eilutes ir įveskite datą bei laiką, kaip parodyta paveikslėlyje.
4. Įkelkite eskizą į „Arduino“ir atidarykite serijinį monitorių. Nustatykite spartą 115200. Turėtumėte matyti laiką, kuris nuolat atnaujinamas kas 1 sekundė.
5. Dabar atjunkite „Arduino“ir po kelių sekundžių vėl prijunkite. Pažvelkite į serijinį monitorių. Tai turėtų parodyti realiu laiku.

Padaryta! RTC buvo sukurtas. Šį veiksmą reikia atlikti tik vieną kartą, norint nustatyti datą ir laiką.

Prieš įkeldami

• Nustatykite šviesos diodų pradžios laiką.
• Nustatykite šviesos diodų sustabdymo laiką.
• Nustatykite ventiliatoriaus pradžios laiką.
• Nustatykite ventiliatoriaus sustabdymo laiką.

Pastaba: laikas pateikiamas 24 valandų formatu. Atitinkamai nustatykite laiką

Kaip minėta anksčiau, šviesos diodai neįsijungs iki viso ryškumo. Pavyzdžiui, jei nustatysite šviesos diodo pradžios laiką kaip 10:00 AM, šviesos diodai lėtai įsijungs ir įgaus visą ryškumą iki 11:00 AM ir liks pastovūs, kol bus pasiektas sustabdymo laikas. Tai imituoja saulėtekį ir saulėlydį. Raudoni ir mėlyni šviesos diodai yra pastovūs. Jie visą laiką išlieka visiškai įjungti.

Tai viskas, ką turite nustatyti. Įkelkite kodą į „Arduino“. Dabar nebereikia prisiminti, kaip įjungti ir išjungti akvariumo šviesas!

Aš negaliu gauti kai kurių jo nuotraukų iš tikrojo žuvų rezervuaro, kuriame jis bus sumontuotas, nes aš jo dar nenustatiau. Aš atnaujinsiu instrukciją, kai tik viską paruošiu!

Tikiuosi, kad jums patiko statyti. Pasidaryk pats ir linksminkis! Visada yra kur tobulėti ir daug ko išmokti. Sugalvokite savo idėjų.

Po daugelio metų vėl pradėsiu nuo pasodintų akvariumų. Nesu šios srities ekspertas. Nesivaržykite komentuoti bet kokių pasiūlymų dėl konstrukcijos. Ačiū, kad laikėtės iki galo.