Terārija mitruma un temperatūras kontroles sistēma: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

IEVADS:

Šī instrukcija ir paredzēta modulāras mitruma un temperatūras kontroles sistēmas izstrādei, izmantojot Arduino Uno. Šī sistēma izmanto ūdensizturīgu mitruma un temperatūras zondi, lai uzraudzītu vides parametrus, un Arduino Uno, kas savienots ar 5 V relejiem, lai kontrolētu mitrinātāja un dzesēšanas ventilatora aktivizēšanu. Sekundārā sistēma, kas izmanto reālā laika pulksteni (RTC), nodrošina mitra gaisa ikdienas atsvaidzināšanu un ļauj ieprogrammēt plānoto mitrināšanu un dzesēšanu. Mitruma un temperatūras mērījumi tiek projicēti uz LCD ekrāna.

Šīs ierīces pielietojums ir kontrolēt tropisko augu vides parametrus. Šajā gadījumā šie augi dod priekšroku augstākam mitrumam (parasti virs 70%) un ir jutīgi pret augstāku temperatūru (30-35C). Ņemot vērā manas ēkas HVAC sistēmas mēreno temperatūru, es varu nodrošināt, ka temperatūra nenoslīd zem noteiktā sliekšņa (20C). Šajā gadījumā siltumnīcas efekts rada lielākas bažas, tāpēc papildus mitrināšanai ir jāīsteno dzesēšana.

UZMANĪBU:

Šī konstrukcija ietver darbu ar elektrību. Veiciet īpašus piesardzības pasākumus, lai izvairītos no elektriskās strāvas trieciena un šoka. Esiet īpaši piesardzīgi vadi, lai neradītu šortus vai sliktu savienojumu.

Lai gan šī sistēma ir veidota tā, lai būtu saderīga ar 120 V ierīcēm, tā nav paredzēta lietošanai ar augstas strāvas sistēmām. Vienkāršas izmaiņas ļaus izveidot šādu sistēmu, ieskaitot relejus, kas paredzēti lielākam jaudam, dzesēšanas sistēmu utt. Ierobežojiet kopējo strāvas patēriņu līdz maksimāli 10A visām pievienotajām ierīcēm.

MODIFICĒŠANA:

Šo sistēmu var modificēt, lai pievienotu papildu vadības parametrus, piemēram, sildītāju. Turklāt to var darbināt bez aktīvas vadības sistēmas, tikai regulāri ieplūstot mitrā gaisā. Šis faktors ir ļoti atkarīgs no terārijā audzējamo organismu veidiem.

KRĀTUVE:

Programmu, diagrammas un 3D drukas modeļus var atrast arī vietnē GitHub.

Piegādes

KONTROLERIS

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x 2 vai 4 kanālu 5V 10A relejs (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x SHT 20 I2C ūdensizturīgs temperatūras un mitruma zonde (RobotShop SEN0227)
  • 1x I2C 16x2 LCD modulis (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • 1x datu reģistrēšanas vairogs ar RTC vai RTC moduli (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • 1x skrūves termināļa vairogs Arduino Uno (pēc izvēles, RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • 3x 120V 2-zaru pagarinātājs (var izmantot arī 3-zaru, pārliecinieties, ka tie spēj izturēt 10A [1200W] vai vairāk)
  • 1x projekta kaste vismaz 7 "x5" x3 "(RadioShack, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x PCB plāksne vai montāžas dēlis kastē
  • 1x USB a/b kabelis

  • 1x USB sienas lādētāja adapteris (120V)

MITRINĀTĀJS

• • 1x Homasy Cool Mist mitrinātājs (ASIN B07RZSBSHJ)
  • 1x 5/8 "x 6 'PVG žults sūkņa izplūdes caurule (vai līdzīga 3/4" līdz 5/8 "caurule, LOWES #814327)
  • 1x 3/4 "sieviešu un sieviešu savienojuma PVC savienojums (LOWES #23850)
  • 2x 3/4 "vīriešu un sieviešu skrūves elkoņa PVC stiprinājums (LOWES #126822)
  • 1x 3/4 "sānu izplūdes elkoņa PVC stiprinājums (LOWES #315496)
  • 1x 3/4 "rotējošs vīriešu un sieviešu apūdeņošanas adapteris (LOWES #194629)

VENTILATORS

• • 1x 12V datora ventilators
  • 1x 12V 1A strāvas adapteris
  • 1x 12V vīrietis+sieviete 2,1x5,5MM līdzstrāvas kontaktligzdas spraudņa adaptera savienotājs

MAZAS DAĻAS

• • 20x džemperu kabeļi
  • 4x kabeļu dziedzeri (PH7)
  • 3x 22-10 AWG stieples uzgriežņi
  • 12x nobīdes un skrūves un skrūves
  • 6x M3-0,5 vai UNC 4-40 skrūves un skrūves
  • 4x skrūves (montāžas dēļa piestiprināšanai pie projekta kastes)
  • 3x piesūcekņa āķi

RĪKI

• • Stiepļu noņēmējs
  • Skrūvgrieži (dažādi izmēri)
  • Urbis
  • Rotācijas rīks (pēc izvēles)
  • 3D printeris (pēc izvēles)

PROGRAMMA

Programmu var atrast šajā lapā vai vietnē GitHub šeit

1. darbība: pievienojiet vadu Adruino ķēdei

Šis solis ir paredzēts elektronikas uzstādīšanai un savienošanai. Šajā gadījumā visas vadu savienošanas iespējas ir Arduino UNO, SHT 20 un tikai Arduino savienojuma detaļas ar relejiem. *Ņemiet vērā, ka 120 V pagarinātāju pievienošana nav jāveic tagad.

VADS ARDUINO

1. Apkopojiet komponentus, kas uzskaitīti Piegādes sadaļā KONTROLES SISTĒMA.

2. Pievienojiet Arduino Uno vadu, ievērojot pievienoto shēmu (attēls). Pagaidām nepievienojiet releju.

   • Datalogger Board:

     Savienojiet virs Arduino Uno

   • Skrūves termināļa vairogs:

     Savienojiet analogo pusi ar Arduino Uno Datalogger Board datu paneļa analogo pusi

   • SHT 20:

     • Sarkans līdz 3.3V
     • Zaļš līdz GND
     • Melns līdz A5
     • Balta līdz A4

   • I2C 16x2 LCD ekrāns:

     • SCL līdz A5
     • SDA līdz A4
     • GND līdz GND
     • VCC līdz 5V

   • 4 kanālu relejs (es izmantoju IN3 un IN4 no 4 kanālu releja, tas var darboties arī attiecībā uz IN1 un IN2 uz releja):

     • VCC līdz 5V
     • GND līdz GND
     • IN 3 līdz 7. tapai
     • IN 4 līdz 8. tapai
3. Ja izmantojat skrūvju spaiļu vairogu, varat izmantot 5V un GND tiešam savienojumam ar ekrānu, lai vienā ieejā nebūtu 2 tapas.
4. Ekrānu vai zondi SHT 20 var savienot ar citu SDA SCL ieeju, kas atrodama Arduinos virs AREF ievades. Ņemiet vērā, ka ne uz visiem vairogiem tas būs redzams.

2. darbība: programmējiet Arduino un pārbaudiet

Šis solis ir pārbaudīt, vai visas sastāvdaļas darbojas un vai programma darbosies, kā paredzēts.

PROGRAMMA ARDUINO

1. Izmantojot datoru, lejupielādējiet Arduino IDE, kas atrodams šeit.
2. Savienojiet Arduino ar datoru, izmantojot USB a/b adapteri.
3. Lejupielādējiet Arduino programmu šeit vai šajā lapā.
4. Augšupielādējiet programmatūru Arduino (pārliecinieties, vai esat izvēlējies pareizo COM portu, pretējā gadījumā tas netiks augšupielādēts).

PĀRBAUDIET ELEKTRONIKU

1. Pārbaudiet, vai programma darbojas un vai visas sastāvdaļas ir pareizi nolasītas.

   1. Mitrumu var pārbaudīt, ievietojot sensoru mitrinātāja tuvumā.

      • Ja mitrums ir zemāks par 70%, relejam vajadzētu ieslēgties, ko bieži norāda klikšķa skaņa un gaisma uz releja (atkarīgs no modeļa).
      • Ja mitrums pārsniedz 85%, tam vajadzētu izslēgties, par ko bieži norāda cits klikšķis un gaismas izslēgšanās.

   2. Temperatūru var pārbaudīt, pareizi turot zondi rokās, lai paaugstinātu temperatūru.

      Līdzīgi temperatūrai virs 30C vajadzētu ieslēgties ventilatora relejam

   3. Ņemiet vērā, ka zondes nobīdes laiks ir aptuveni 6 sekundes, lai ziņotu par vides izmaiņām.

2. Pārliecinieties, vai displejs nolasa temperatūras mitrumu ar saprātīgu apkārtējās vides skaitli.

   Jūs varat novērtēt savu pašreizējo mitrumu un temperatūru, izmantojot citu sensoru vai pamatojoties uz vietējiem laika apstākļiem

3. darbība: izveidojiet projekta kasti un uzstādiet elektroniku

Projekta kastīti tagad var uzbūvēt un uzstādīt elektroniku, lai to vēlāk ievietotu kastē.

PROJEKTU KASTE

1. Projekta kārbai būs jāizurbj 4 caurumi:

   • 120V ieejas vads.
   • Ievads SHT20 sensoram.
   • Izeja mitruma kontrolei.
   • Izeja temperatūras kontrolei.

2. Caurumus var novietot jebkur. Šajā piemēra lodziņā tie tika ievietoti šādi:

   • 120 V ieeja - augšā pa labi centrā.
   • SHT 20 ieeja - kreisā puse centrā.
   • Mitruma kontroles izeja - tieši uz augšu centrā.
   • Temperatūras kontroles izeja - pa labi apakšā centrā.

3. Atzīmējiet un urbiet caurumus ar 11,5 mm urbi.

   Piezīme: var izmantot 7/16 collu urbi un pēc tam slīpēt/vīlēt, lai to palielinātu pietiekami, lai ievietotu dziedzeru

4. Noņemiet vāciņu un blīvi no katra dziedzera un piestipriniet atlikušo skrūves korpusu un uzgriezni pie korpusa, kā parādīts attēlā.

Stiprinājums

1. Izmantojot plastmasas gabalu, montāžas dēli vai prototipa plāksni, kas sagriezta kastē.
2. Izurbiet caurumus, lai tie atbilstu montāžas caurumiem kastē.
3. Novietojiet savu elektroniku (Arduino Uno ar vairogiem un releju) tā, lai tie ietilptu uz tāfeles.
4. Atzīmējiet caurumus un urbiet ar atbilstošu urbja izmēru.
5. Izmantojot jebkuras jūsu izvēlētās galvenes, pievienojiet Arduino un relejus pie tāfeles (attēls)

4. solis: projekta kastes elektronikas iestatīšana

Šis solis ir vērsts uz visu komponentu ievietošanu projekta kastē, lai varētu pabeigt elektroinstalāciju.

PIEVIENOT ARDUINO UN RELEJU

1. Uzmanīgi atvienojiet SHT 20 sensoru un ekrānu.
2. Ievietojiet montāžas paneli kastē (attēls). Neieskrūvējiet to vēl.

GATAVOŠANAS KABELES

1. Izgrieziet pagarinātājus vēlamajā garumā.

   • Jums būs 1 zaru ievade, kas paliks kastes iekšpusē. Tas ir paredzēts Arduino un citu ierīču barošanai, kuras var pievienot vēlāk (piemēram, ventilators, strāvas pārveidotājs utt.).
   • 2 no šīm zaru ieejām tiks izmantotas, lai darbinātu katru mitrinātāju un dzesēšanas ierīci. Jūs varat izgatavot tos jebkura garuma, kuru izvēlaties, bet es izvēlos tos turēt ierīces tuvumā, lai izvairītos no auklu karāšanās visur.
   • No viena no šiem pagarinātājiem jūs ietaupīsiet vada galu ierīces barošanai. Ja uz kabeļa ir norādīts sprieguma spriegums, izmantojiet tos (visbiežāk tiem ir svītras, neuztraucieties, ja jūsu vadam tas ir, tas tikai atvieglo sakārtošanu).
2. Atvienojiet strāvas vada galus un trīs barošanas ieejas.
3. Pagrieziet noņemtos galus, lai nesabojātos (attēls, attēls).
4. Novietojiet vāciņu un gumijas blīvi uz kontaktdakšas, 2 izejas relejam un zondi SHT 20.

PIEVIENOT KABELES

Kabeļus var pievienot dziedzeros, kas uzstādīti uz kastes (attēls). Neieskrūvējiet tos vēl

5. solis: releja vadi

Šajā daļā es iekļāvu rūpīgāku elektroinstalāciju, jo tas var būt sarežģīti. Tas notiks saskaņā ar to pašu vadu, kas parādīts 2. darbībā (attēls).

VADU RELEJS

1. Pievienojiet divus vaļējos vadus katrā no abu releju kopējām (C) ieejām, izmantojot skrūvgriezi, lai nostiprinātu vadu (attēls).

   • Parasti tā ir releja centrālā ieeja, un to bieži apzīmē kā C vai vertikālu līniju.
   • Vadi var būt jāapgriež, lai pārliecinātos, ka tie ir pareizi ievietoti.
   • Pārliecinieties, ka gandrīz nav atklāts varš, tas ir cieši pieguļošs un nav nolietojušies vadi.
   • Jums, iespējams, nāksies nedaudz pacelt dēli, lai ievietotu vadus.

2. Pievienojiet vadu strāvas galu no 2 barošanas ieejām normāli atvērtajai (NO) releja daļai (attēls).

   Tas ir līdzīgs iepriekš aprakstītajam solim, taču šo izeju apzīmē līnija, kas ir leņķiska (piemēram, slēdzis, kas nav pievienots kopējam vadam)

3. Sāciet ar visu strāvas vadu savienošanu kopā. (Tas atbilst lielākam no diviem vadiem, un to bieži norāda dažas sloksnes uz stieples vai melna stieples.) Kabeļi, ko savienot kopā, ir:

   • Dzīvs vads no kontaktdakšas
   • Strāvas vads no kontaktdakšas ieejas, kas tiks izmantots Arduino barošanai
   • 2 noņemti vadi
4. Savietojiet vadus kopā un uzvelciet ar skrūvējamu vāciņu.

5. Savienojiet visus neitrālos vadus kopā.

   • Neitrāls vads no kontaktdakšas
   • Neitrāls vads no izejas, kas jāizmanto Arduino barošanai
   • Atgrieziet vadus no katras 2 strāvas izejas
6. Savietojiet vadus kopā un apvelciet ar skrūvējamu vāciņu (attēls).

7. Pārliecinieties, ka visi skrūvējamie vāciņi ir cieši pieguļoši un nenokrīt.

   • Ja skrūvējamie vāciņi neder labi, izmantojiet cita izmēra vāciņu.
   • Alternatīvi, vadus var savienot 2 vienlaikus, un lieko vadu var izmantot, lai tos saliktu kopā

PIEVIENOT SHT20

1. Ieskrūvējiet SHT20 skrūvju plāksnei.

   Vadus var arī iespiest džemperu vados un/vai savienot ar džemperu vadiem, ja netiek izmantota skrūvju plāksne

SAVIETOT DZIRNES

1. Pievelciet katru dziedzeru vāciņu ap vadiem

   Auklas var nedaudz pavilkt, lai noņemtu atslābumu, taču vienmēr pārliecinieties, ka tās ir nedaudz atslābušas

6. darbība: vadības bloka vāka konfigurācija

Šis solis ir uzstādīt ekrānu kastes augšpusē un pievienot 3D drukātus komponentus, lai tas izskatās tīrs.

UZVEIDOJIET CAURUMU LCD

1. Atrodiet vietu, kur piestiprināt ekrānu pie vāka.

   Šis projekts to novietoja kreisajā pusē 1 "no augšas un kreisās puses

2. Izsekojiet ekrānu un caurumu atrašanās vietu.
3. Izmantojot Dremel vai skuvekļa asmeni, izgrieziet taisnstūra laukumu, lai novietotu ekrānu.
4. Izurbiet caurumus ekrānam, izmantojot atbilstošo urbi.

PIEVIENOT 3D IESPIEDZĒTAS KOMPONENTES (pēc izvēles)

1. Izdrukājiet 2 iekļautos STL failus:

   • LCD rāmis, lai paslēptu visas griešanas neatbilstības (16x2 LCD ekrāna rāmis (retro). Stl).
   • Logotips, lai tas izskatītos oficiāli (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Pēc drukāšanas novietojiet 2 izdrukātos komponentus uz vāka, kur vien vēlaties.
3. Izmantojot atbilstošo urbi, atzīmējiet urbumus ekrānam.
4. Ja vēlaties, krāsojiet.

PIEVIENOT Ekrānu

1. Izmantojot mazas skrūves un skrūves (šim nolūkam labi darbojas M3) skrūve uz ekrāna ar skrūvēm priekšpusē un ekrānu caur aizmuguri. Ja izmantojat rāmi, piestipriniet to caur priekšpusi (attēls).
2. Pievienojiet logotipu un pievienojiet skrūves (pēc izvēles) (attēls).
3. Pārliecinieties, ka visas skrūves un skrūves ir cieši pieguļošas.

7. darbība: pabeidziet vadības sistēmas lodziņu

Šīs darbības pabeidz projekta kastes iestatīšanu ar vadības sistēmu.

IESLĒGŠANA UN Slēgšana

1. Izmantojiet pagarinātāja ieeju, kas tika ievietota kastē, lai pievienotu strāvas savienotāju Arduino.

   Man patīk izmantot USB, lai es varētu to vienkārši atvērt un satvert vadu, lai to pārprogrammētu

2. Ieslēdziet kastīti, lai pārliecinātos, ka visi savienojumi darbojas.
3. Pieskrūvējiet montāžas dēli ar atbilstošām skrūvēm.
4. Pieskrūvējiet kastes augšpusi, izmantojot projekta kastes komplekta skrūves.

Vadības sistēma tagad ir pabeigta. Nākamie soļi ir mitrinātāja un dzesēšanas ventilatora pievienošana.

8. solis: Mitrinātāja iestatīšana

Tas ir paredzēts pamata mitrināšanas sistēmas uzstādīšanai, izmantojot komerciālu ultraskaņas mitrinātāju

MITRINĀTĀJS

1. Izmantojot PVC detaļas, pievienojiet tās attēlā redzamajai konstrukcijai

   • Piestipriniet 3/4 collu PVC savienojumu starp vīriešu un sieviešu PVC skrūves elkoni.
   • Piestipriniet šo skrūves elkoni pie cita skrūves elkoņa, lai izveidotu taisnu leņķi.
   • Pievienojiet apūdeņošanas adapteri no vīrieša līdz sievietei skrūves elkoņa skrūves galā.
   • Piestipriniet sānu izplūdes PVC elkoni apūdeņošanas adaptera galā.

2. Izmēriet un sagrieziet cauruli vēlamajā garumā

   • Šim garumam jābūt no terārija augšdaļas līdz mitrinātāja vidum.
   • Līnijai jābūt ļoti mazai, un tai jābūt pēc iespējas vertikālai. Jebkura cilpa vai vietas, kas savāc ūdeni, aizsprosto caurules un neļauj plūst nelielām ūdens daļiņām.
   • Šīs uzstādīšanas gadījumā caurulēm bija norobežojumi pie pēdas un trīs pēdas strādāja.

3. Savienojiet caurules ar PVC daļu

   Šajā gadījumā tiek izmantots 5/8 collu žultsvads, kas cieši pieguļ 3/4 collu savienojumam

4. Noņemiet balto vāciņu no mitrinātāja izejas
5. Bīdiet cauruli izejas iekšpusē tā, lai tā būtu cieši pieguļoša.
6. Novietojiet PVC caurules pusi terārija iekšpusē tā, lai tā atrastos gar malu. PCV detaļas var ieskrūvēt vairāk vai mazāk, lai varētu ievietot terārija malas platumu.

9. darbība. Dzesēšanas ventilatora iestatīšana

Tas pievieno dzesēšanas ventilatoru, lai vajadzības gadījumā samazinātu temperatūru, izmantojot konvekcijas dzesēšanu

VENTILATORS

1. Pievienojiet izejas vadus no datora ventilatora 12V vīriešu spraudņa adapterim.

2. Izmantojot 2 piesūcekņus, novietojiet/salieciet tos tā, lai tie sēdētu ventilatora caurumos (attēls).

   Ventilatoram jābūt nedaudz pagrieztam uz leju, lai ievilktu gaisu no apkārtnes, lai atdzesētu iedzīvotājus

10. solis: pievienojiet to un pārbaudiet

Šis ir pēdējais solis, lai pabeigtu kontroles sistēmu!

Stiprinājums SHT 20

1. Izmantojot piesūcekņa stīpu, piestipriniet SHT 20 pretī terārija augšai (attēls).

   Teorētiski ūdens gradientam gaisā jābūt zemākajam pret terārija augšpusi, jo tas sajaucas ar istabas gaisu. Šajā gadījumā var būt pārliecināts, ka pārējā terārija daļa ir sensora izmērītajā mitrumā vai nedaudz virs tā

VISU IEVIETOJIET

1. Pievienojiet vadības sistēmu kontaktligzdai un pārliecinieties, ka tā tiek ieslēgta un pareizi nolasa
2. Pievienojiet mitrinātāju mitruma kontroles kontaktligzdai.
3. Pievienojiet ventilatoru temperatūras kontroles kontaktligzdai.

PĀRBAUDE

Pārbaudiet sistēmu, pielāgojot vidi ap sensoru, lai pārliecinātos, ka releji vajadzības gadījumā ieslēdzas/izslēdzas. Plašāku informāciju skatiet 2. darbībā

11. solis: beigu vārdi

GALA VĀRDI

Sistēma ir iestatīta, un tai vajadzētu būt gatavai. Kā minēts iepriekš, sistēma ir modulāra, jo lietas var viegli pielāgot vai pārveidot, lai atbilstu visām nepieciešamajām prasībām. Ir ļoti svarīgi atcerēties, ka šī sistēma nav gudra: tā nezinās, vai ir kāda kļūme, un tikai ieslēgs vai izslēgs lietas. Sistēma ir pastāvīgi jāpārbauda, lai pārliecinātos, ka mitrinātājā ir pietiekami daudz ūdens, vai līnija nav aizsērējusi, vai mitruma sensors joprojām darbojas utt. Kopumā šai sistēmai jādarbojas tādā pašā līmenī kā komerciālajām vadības sistēmām un funkcionāls, pielāgojams un rentabls. Izklaidējieties celtniecībā.