Ar saules enerģiju darbināma “vieda” WiFi kontrolēta apūdeņošanas sistēma: 6 soļi (ar attēliem)

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

Šajā projektā tiek izmantotas standarta DIY saules enerģijas un 12 V daļas no ebay, kā arī Shelly IoT ierīces un dažas pamata programmēšanas iespējas openHAB, lai izveidotu mājās gatavotu, pilnībā ar saules enerģiju darbināmu, gudru dārza elektrotīklu un apūdeņošanas iestatījumus.

Sistēmas galvenās iezīmes:

• Pilnībā ar saules enerģiju darbināma sistēma (dienu un nakti)
• 3 zonu apūdeņošanas sistēma (var būt vairāk!)
• Pilnībā wifi kontrolēts, ar Google Home/Alexa integrāciju, izmantojot Shelly RGBW2 ierīces
• "Gudra" apūdeņošana, izmantojiet automātisko laistīšanas sistēmu ar saitēm uz laika apstākļu API, lai pārbaudītu neseno lietusgāzi.

Kāpēc tieši šis dizains?

1) Es apskatīju sava dārza apūdeņošanas sistēmas un atklāju, ka tās ir vai nu ļoti dārgas, vai arī to darbība ir ierobežota (tikai ieslēgšana/izslēgšana noteiktā laikā vienai šļūtenei).

2) Mans dārzs ir patiešām garš, un tam nav ārējas barošanas, tāpēc ar saules enerģiju darbināmu 12 voltu dārza režģa uzstādīšana no manas šķūnīša šķita jautra (un droša!) Ideja iegūt strāvu visā dārza tālākajā galā)

3) Es spēlēju ar Shelly ierīcēm un OpenHAB un domāju, ka būtu jautri redzēt, ko es varētu sasniegt!

Piegādes

Saules sistēma:

• Saules panelis (120W)
• Akumulators (130aH atpūtas akumulators)
• Saules uzlādes kontrolieris (30A)
• 12V stabilizators
• Kabeļu ierīkošana

"Gudra" apūdeņošanas sistēma:

• Ūdensbute / Ūdens apgāde
• 12V līdzstrāvas ūdens sūknis
• 12v solenoīda vārsti (3x = 1 uz apūdeņošanas zonu)
• Ūdensnecaurlaidīgs korpuss
• Apūdeņošanas šļūtene, savienotāji un šļūtene
• 5 kodolu kabelis
• Shelly RGBW2

(+standarta priekšmeti, piemēram, instrumenti, kabeļu savienotāji, šļūtenes utt.!)

Daudzas projekta funkcijas ir iespējams pabeigt, izmantojot lietotni Shelly, bet, lai uzlabotu apūdeņošanas automatizācijas loģiku, es izmantoju OpenHAB.

Solis: Saules sistēmas iestatīšana

Šis solis ir tikai ātrs manas iestatīšanas skaidrojums, ir daudz labu rokasgrāmatu par to, kā vislabāk izveidot DIY saules sistēmu, un šīs pamācības galvenais mērķis ir “viedais” dārza režģis un apūdeņošanas sistēma! (Šis solis nav obligāts. Jūs varat barot visu sistēmu, izmantojot 12 V transformatoru, ja jums ir ērta piekļuve strāvas avotam un nevēlaties izmantot saules enerģiju.)

Es izmantoju 120W saules paneli (eBay vai Amazon), 130aH atpūtas akumulatoru (var izmantot mazāku jaudu, bet iesakām izmantot atpūtas akumulatoru virs parastā automašīnas akumulatora, jo šāda saules sistēma tiek izmantota cikla laikā) un 30A saules uzlādi kontroles vienība. Jūs varat izvēlēties mazāku pastiprinātāja bloku, taču izmaksu atšķirība ir ļoti minimāla, un, patērējot jaudu pie 12 V, pastiprinātāji drīz var uzkāpt!

Saules sistēma pati izvadīs spriegumu diapazonu (mana modeļa dokumentācija norāda no 10,7 V līdz 14,4 V atkarībā no akumulatora uzlādes līmeņa un saules enerģijas). Šajā projektā izmantotās Shelly ierīces ir pietiekami jutīgas pret spriegumu, un tām nepieciešama stabila 12 V barošana. Lai to panāktu, jums būs nepieciešams sprieguma stabilizators, kas ir viegli pieejams vietnē eBay. Es saņēmu 8V-40V ieeju 12V izejā, kas spēj pārvadāt 10A. 10A bija lielākais stabilizators, kādu es varētu atrast šajā sprieguma diapazonā, tāpēc, izmantojot šo savienojumu, varēs vienlaicīgi uzvilkt tikai 10A. Vienmēr ir iespējams vēlāk pievienot otru stabilizatoru, lai nodrošinātu vēl vienu 10A barošanas avotu.

Es veicu ātru testa iestatīšanu uz sava dārza galda, lai pirms instalēšanas pārliecinātos, ka viss darbojas labi. Es pārbaudīju saules kontroliera sprieguma izeju, un tas patiešām bija ~ 13.4V. Kad tika pievienots sprieguma stabilizators, es vēlreiz pārbaudīju, un tas bija 12,2 V - piemērots Shelly RGBW2, un es to pievienoju.

Shelly nekavējoties ieslēdzās, un es varēju to konfigurēt savam WiFi un pārbaudīt tā reakciju - mana pirmā saules enerģijas IoT ierīce!

Kad viss bija pārbaudīts un darbojās, es izjaucu iestatījumus un pārvietoja komponentus uz savu dārza nojumi, lai tos pilnībā uzstādītu.

Es izveidoju pamata rāmi, lai turētu saules paneli 40 grādu leņķī (visefektīvākais ir uz dienvidiem vērsts 40 grādu augstumā manā vietā - pārbaudiet tiešsaistē, ir daudz kalkulatoru, lai iegūtu vislabāko leņķi jūsu atrašanās vietai!)

2. solis: viedā apūdeņošana - apūdeņošanas vārsta korpuss

Pirmais solis automatizētās viedās apūdeņošanas sistēmas izveidē ir vārsta vadības sistēmas izveide.

Vārsti, kurus izmantoju šim projektam, ir pamata, parasti slēgti, 12 V līdzstrāvas, 1/2 "solenoīda vārsti. Tos var viegli iegūt no eBay salīdzinoši lēti. Ir pieejami arī dažādi izmēri. Es izmantoju 1/2", jo ir daudz dažādu standartu apūdeņošanas sistēmas sastāvdaļas, kuras var izmantot ar šāda izmēra vārstu/cauruli. Vārstiem ir standarta 1/2 collu skrūvju vītne katrā pusē, tāpēc jums būs nepieciešami atbilstoši veidgabali, kas atbilstu izmantojamā šļūtenes/apūdeņošanas caurules veidam.

Tā kā vārstu elektriskie komponenti nav ūdensizturīgi, jums ir nepieciešams ūdensnecaurlaidīgs korpuss. Es atklāju, ka Schnider Electric 12 ieeju sadales kārba (195x165x90mm) bija ideāls izmērs, lai ietilptu 3 vārstos, kurus vēlējos izmantot, kā arī 1/2 collu skrūvējamos adapterus manā 12 mm apūdeņošanas šļūtenē.

Es vadu ūdens plūsmas horizontāli pāri kārbai, barošanas/vadības kabelis caur sadales kārbas dibenu ieplūst caur laika apstākļiem pierādītu prieku.

3. darbība: viedā apūdeņošana - vārstu pievienošana Shelly RGBW2 kontrolierim

Katram vārstam ir 2 lāpstiņas spailes. Maniem vārstiem nav polaritātes atšķirību, tāpēc varu savienot pozitīvu vai negatīvu ar jebkuru spaili. Nav strāvas, vārsts ir aizvērts. Ieslēdziet, vārsts ir atvērts.

(Ņemiet vērā, ka šīs sistēmas daļas izveidošanai/testēšanai es izmantoju standarta 12 V līdzstrāvas transformatoru (veco LED draiveri), lai man nebūtu jādodas dārzā un jāpievienojas saules enerģijas avotam, lai pārbaudītu tas).

Pārtrauciet 3 kabeļus no 5 vadu kabeļa, kas nonāk kastē, ar atbilstoša izmēra lāpstiņu savienotājiem. (Fotoattēla paraugā tam tiek izmantots brūns, melns un pelēks). Viens kabelis (fotoattēlā zils) tiks izmantots kā kopējais +ve, tāpēc vienu kabeli izvelciet piemērotā vairāku kabeļu savienotājā (es izmantoju 5 spaili Wago 221).

Shelly RGBW2 ir jāiestata režīmā “White” (Shelly vadības ekrāna iestatījumos). Tas faktiski nozīmē, ka Shelly darbojas kā 4 atsevišķi 12 V līdzstrāvas (aptumšojami) releji.

Barošanas avotam un Šellijai jāatrodas kaut kur prom no ūdens drošā (sausā) vietā, un savienojums ar vārsta korpusu jāizveido, izmantojot 5 vadu kabeli (mans ir apmēram 5 m garš, pārejot no novietnes uz dārzeņu plāksteri). Šellija atrodas nelielā laika apstākļu izturīgā sadales kārbā manā šķūnī.

Pievienojiet strāvu saskaņā ar pievienoto diagrammu, un tai vajadzētu izskatīties kā fotoattēlā. Ņemiet vērā, ka rezerves kabelis un vieta pie 5 termināļu Wago ir paredzēti sūkņa pievienošanai.

4. darbība: viedā apūdeņošana: sūkņa pievienošana

Nākamais solis ir sūkņa pievienošana. Iestatot, es savienoju sūkni caur vārsta korpusu, jo es izmantoju galveno 5 dzīslu kabeli, lai izvadītu strāvu no nojumes, bet, ja tas ir ērtāk, jūs varētu viegli pievienot sūkni atsevišķi.

Es izmantoju vislielākās plūsmas 12V sūkni, ko varēju atrast ebay (1000L/h), taču ir pieejamas daudzas iespējas. (Man tagad ir vairāki sūkņi, kas savienoti ar Shelly RGBW2, un atklāju, ka daži sūkņi darbojas tikai ieslēgtā/izslēgtā režīmā 100%apmērā, bet citi var kontrolēt plūsmas ātrumu, izmantojot funkciju Shelly dimmer. Tas nav svarīgi apūdeņošanas sistēmai, kā jūs vienkārši vēlaties. maksimālā plūsma, bet tas var būt svarīgi ūdens īpašībai utt.).

Ņemiet vērā, ka atšķirībā no elektromagnētiskajiem vārstiem sūkņi ir jutīgi pret polaritāti, tāpēc jums ir jāpārliecinās, ka pievienojat +ve un -ve barošanas avotu pareizi.

Kad tas ir pabeigts, sūknis ir jāpievieno katra vārsta ieejām, un katrs vārsts nodrošina izeju no kastes (lai testēšanas laikā nepārplūstu kārba!).

Jūs varat pārbaudīt vārstus bez ūdens, ieslēdzot/izslēdzot tos Shelly RGBW2 saskarnē. Jums vajadzētu redzēt, ka strāvas patēriņš palielinās līdz ~ 10W, kad tie ir atvērti (pirms kanāla ieslēgšanas pārliecinieties, ka “dimmer” ir iestatīts uz 100%, šķiet, ka viņiem nepatīk nekas cits kā 100%!). Ja esat pievienojis Shelly RGBW2 vadu, kā parādīts elektroinstalācijas shēmā, kanāliem 1-3 ir jākontrolē vārsti un sūknis 4.

Attēlā redzams, kā es testēju sistēmu, izmantojot vannā esošo spaini, lai cirkulētu ūdens apkārt (sūknis ir sarkanā lieta spainī).

Pēdējais attēls parāda, kā esmu pievienojis šo iestatījumu savam ūdens padevei ūdens padevei.

5. darbība: viedā apūdeņošana: Shelly RGBW2 savienošana

Visiem sistēmas kabeļiem ir jābūt sausā vietā (ar wifi savienojumu!), Kur var ievietot Shelly RGBW2.

Kabeļiem jābūt savienotiem ar Shelly saskaņā ar elektroinstalācijas shēmu. Es izvēlos izmantot statisku IP visās savās Shelly ierīcēs, jo tas parasti padara savienojumu stabilāku.

6. darbība: viedā apūdeņošana: vadības sistēma

Tagad, kad sistēma ir iestatīta, ir dažādi veidi, kā jūs varat kontrolēt savu sistēmu, un dažādi līmeņi, cik jūs vēlaties, lai tas būtu gudrs!

Pamata: vienkāršākais veids, kā kontrolēt sistēmu, ir lietotne Shelly un vietējā integrācija ar Google Home vai Alexa. Lietotnē varat iestatīt standarta grafikus katram kanālam (sūknis, 1. zona, 2. zona utt.), Kā arī savienot tos ar balss vadību, ja vēlaties.

Iepriekš: lietotne Shelly arī ļauj jums izveidot “ainas”, jūs varat izveidot dažādas “ainas”, kas dažādos dienas laikos iet cauri dažādiem laistīšanas modeļiem utt. Lietotnē ir daudz iespēju … esiet radoši!

Tiešām Gudrs

Es nolēmu, ka vēlos iet vienu soli tālāk. Es jau izmantoju OpenHAB, lai kontrolētu lielāko daļu IoT ierīču manā mājā, tāpēc es iestatīju savu apūdeņošanas sistēmas vadību, izmantojot OpenHAB. Šai instrukcijai esmu pievienojis pamata.items.rules un.sitemap failus, lai palīdzētu, ja vēlaties iestatīt kaut ko līdzīgu.

Kopējās iezīmes:

• Pilnīga automātiska un manuāla vadība no paneļa lapas.
• Google mājas integrācija - “Hey Google, Start Irrigation”. - Skatiet video.
• Laika apstākļu integrācija - izveidoju savienojumu ar OpenWeatherMap API, lai pārbaudītu kopējo nokrišņu daudzumu pēdējo 24 stundu laikā un, ja lietus ir lijis vairāk nekā 10 mm, apūdeņošanas cikls netiek palaists automātiski
• Apūdeņošana var notikt katru dienu noteiktā laikā vai mainīties ar saulrietu/saullēktu utt.
• Sistēma aprēķina, cik daudz ūdens tiks izmantots katram apūdeņošanas ciklam (tas ir svarīgi, ja jūs izmantojat ūdens mucas, kas savāc lietus ūdeni kā es!
• Piespiediet paziņojumu uz savu tālruni, lai brīdinātu jūs, kad drīz sāks darboties automātiskā apūdeņošana.