Sustav kontrole vlažnosti i temperature za terarij: 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

UVOD:

Ovo uputstvo je za razvoj modularnog sustava za kontrolu vlažnosti i temperature pomoću Arduino Uno. Ovaj sustav koristi vodootpornu sondu za vlagu i temperaturu za praćenje parametara okoliša i Arduino Uno spojen na 5V releje za kontrolu aktiviranja ovlaživača zraka i ventilatora za hlađenje. Sekundarni sustav koji koristi sat u stvarnom vremenu (RTC) osigurava svakodnevno osvježavanje vlažnog zraka i omogućuje programiranje planiranog ovlaživanja i hlađenja. Mjerenja vlažnosti i temperature projiciraju se na LCD zaslon.

Primjena ovog uređaja je za kontrolu parametara okoliša za tropske biljke. U ovom slučaju, ove biljke preferiraju veću vlažnost (tipično iznad 70%) i osjetljive su na više temperature (30-35C). S obzirom na umjerenu temperaturu iz HVAC sustava moje zgrade, mogu osigurati da temperatura neće pasti ispod zadanog praga (20C). U tom slučaju učinak staklenika više zabrinjava pa je potrebno dodatno vlaženje primijeniti i hlađenje.

OPREZ:

Ova konstrukcija uključuje rad s električnom energijom. Poduzmite posebne mjere opreza kako biste izbjegli strujni udar i udar. Oprezno ožičite kako ne biste stvorili kratke hlače ili loše veze.

Iako je ovaj sustav dizajniran da bude kompatibilan sa 120V uređajima, nije namijenjen za uporabu sa sustavima velike struje. Jednostavne izmjene omogućit će takav sustav, uključujući releje namijenjene većoj snazi, sustav hlađenja itd. Ograničiti ukupnu potrošnju struje na maksimalno 10A zajedno za sve spojene uređaje.

IZMJENE:

Ovaj se sustav može modificirati dodavanjem dodatnih upravljačkih parametara, poput grijača. Osim toga, može se pokrenuti bez aktivnog upravljačkog sustava samo redovitom primjenom vlažnog zraka. Ovaj faktor uvelike ovisi o vrstama organizama koji će se uzgajati u terariju.

REPOZITOR:

Program, dijagrame i modele 3D ispisa možete pronaći i na GitHub -u Ovdje.

Pribor

UPRAVLJAČ

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x 2 ili 4-kanalni relej 5V 10A (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x SHT 20 I2C vodootporna sonda za temperaturu i vlagu (RobotShop SEN0227)
  • 1x I2C 16x2 LCD modul (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • 1x štitnik zapisnika podataka s RTC ili RTC modulom (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • 1x vijčani terminalni štit za Arduino Uno (opcionalno, RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • 3x produžni kabel sa 2 zupčanika od 120 V (može se koristiti i 3 zupčanika, pazite da mogu podnijeti 10A [1200 W] ili više)
  • 1x Project Box najmanje 7 "x5" x3 "(RadioShack, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x PCB ploča ili montažna ploča za kutiju
  • 1x USB a/b kabel
  • 1x USB adapter za zidni punjač (120V)

OVLAŽIVAČ

• • 1x ovlaživač zraka Homasy Cool Mist (ASIN B07RZSBSHJ)
  • 1x 5/8 "x 6 'PVG cijev za ispuštanje žučne pumpe (ili slična cijev od 3/4" do 5/8 ", LOWES #814327)
  • 1x 3/4 "žensko-ženska spojnica PVC spoj (LOWES #23850)
  • 2x 3/4 "muški na ženski vijčani lakat od PVC-a (LOWES #126822)
  • 1x 3/4 "bočni ispusni lakat PVC okov (LOWES #315496)
  • 1x 3/4 "rotirajući adapter za navodnjavanje muško-žensko (LOWES #194629)

VENTILATOR

• • 1x 12V ventilator za računalo
  • 1x 12V 1A adapter za napajanje
  • 1x 12V muški+ženski 2.1x5.5MM utikač adaptera za utičnicu istosmjernog napajanja

MALI DIJELOVI

• • 20x prespojni kabeli
  • 4x kabelske uvodnice (PH7)
  • 3x 22-10 AWG žičane matice
  • 12x držači i vijci i vijci
  • 6x vijci i vijci M3-0.5 ili UNC 4-40
  • 4x vijci (za pričvršćivanje montažne ploče na projektnu kutiju)
  • 3x kuke za usisnu čašu

ALATI

• • Skidač žice
  • Odvijači (različitih veličina)
  • Bušilica
  • Rotacijski alat (izborno)
  • 3D pisač (izborno)

PROGRAM

Program se može pronaći na ovoj stranici ili na GitHub -u Ovdje

Korak 1: Ožičite Adruino krug

Ovaj korak služi za postavljanje i povezivanje elektronike. U tom slučaju sve što je potrebno za ožičenje je Arduino UNO, SHT 20 i samo Arduino spojni dijelovi na releje. *Imajte na umu da spajanje produžnih kabela od 120 V sada ne mora biti izvršeno.

ŽICA ARDUINO

1. Prikupite komponente navedene u Potrošni materijal pod SISTEM UPRAVLJANJA.

2. Ožičite Arduino Uno prema priloženoj shemi (slika). Nemojte još spajati relej.

   • Datalogger ploča:

     Povežite se na vrhu Arduino Uno

   • Vijčani terminalni štit:

     Spojite analognu stranu na analognu stranu ploče za zapisivanje podataka na Arduino Uno

   • SHT 20:

     • Crveno do 3.3V
     • Zelena za GND
     • Crna do A5
     • Bijela do A4

   • I2C 16x2 LCD zaslon:

     • SCL do A5
     • SDA do A4
     • GND u GND
     • VCC na 5V

   • 4 -kanalni relej (koristio sam IN3 i IN4 iz 4 -kanalnog releja, ovo može raditi i za IN1 i IN2 na releju):

     • VCC na 5V
     • GND u GND
     • U 3 na pin 7
     • U 4 na pin 8
3. Ako koristite štitnik s vijčanim priključcima, možete koristiti 5V i GND za izravno povezivanje s zaslonom tako da nemate 2 pina koji idu na isti ulaz.
4. Zaslon ili sonda SHT 20 mogu se spojiti na drugi SDA SCL ulaz koji se nalazi na Arduinosu iznad AREF ulaza. Imajte na umu da to neće imati svi štitovi na sebi.

Korak 2: Programirajte Arduino i provjerite

Ovim korakom provjeravate rade li sve komponente i hoće li se program izvesti kako je predviđeno.

PROGRAM ARDUINO

1. Pomoću računala preuzmite Arduino IDE koji se nalazi ovdje.
2. Spojite Arduino na računalo pomoću USB a/b adaptera.
3. Preuzmite Arduino program ovdje ili na ovoj stranici.
4. Prenesite softver na Arduino (provjerite jeste li odabrali pravi COM port ili se neće učitati).

PROVJERITE ELEKTRONIKU

1. Provjerite radi li program i čitaju li se sve komponente ispravno.

   1. Vlažnost se može provjeriti stavljanjem senzora blizu uključenog ovlaživača zraka.

      • Pri vlažnosti zraka ispod 70%, relej bi se trebao uključiti, često naznačeno zvukom klika i svjetlom na releju (ovisno o modelu).
      • Pri vlažnosti zraka iznad 85% trebao bi se isključiti, često naznačeno drugim klikom i gašenjem svjetla.

   2. Temperaturu možete provjeriti držanjem sonde u rukama kako biste podigli temperaturu.

      Slično, na temperaturi iznad 30C, relej ventilatora trebao bi se uključiti

   3. Imajte na umu da sonda ima kašnjenje od oko 6 sekundi da prijavi promjenu okoliša.

2. Provjerite prikazuje li se na zaslonu vlažnost temperature s razumnim brojem okoline.

   Trenutnu vlažnost i temperaturu možete procijeniti pomoću drugog senzora ili na temelju lokalnog vremena

Korak 3: Izradite Project Box i montirajte elektroniku

Projektna kutija se sada može konstruirati i elektronika montirati kako bi se kasnije stavila u kutiju.

KUTIJA ZA PROJEKTE

1. Za projektnu kutiju potrebno je izbušiti 4 rupe:

   • 120V ulazni kabel.
   • Ulaz za senzor SHT20.
   • Izlaz za kontrolu vlažnosti.
   • Izlaz za kontrolu temperature.

2. Rupe se mogu postaviti bilo gdje. U ovom primjeru okvir su postavljeni na sljedeći način:

   • Ulaz 120V - gore s desne strane u sredini.
   • Ulaz SHT 20 - lijeva strana u sredini.
   • Izlaz kontrole vlažnosti - desno prema vrhu u sredini.
   • Izlaz kontrole temperature - desno prema dnu u sredini.

3. Označite i izbušite rupe svrdlom od 11,5 mm.

   Napomena: Svrdlo od 7/16 "može se koristiti, a zatim brusiti/turpijati kako bi se povećalo dovoljno da se stavi u uvodnicu

4. Uklonite čep i brtvu sa svake žlijezde te pričvrstite preostalo tijelo vijka i maticu na tijelo kako je prikazano na slici.

MONTAŽA

1. Koristeći komad plastike, montažnu ploču ili ploču za izradu prototipa izrezanu u kutiju.
2. Izbušite rupe tako da odgovaraju otvorima za montažu u kutiji.
3. Postavite svoju elektroniku (Arduino Uno sa štitnicima i relejem) tako da stane na ploču.
4. Označite rupe i izbušite odgovarajuću veličinu svrdla.
5. Koristeći bilo koja zaglavlja po vašem izboru, pričvrstite Arduino i releje na ploču (slika)

Korak 4: Postavljanje elektronike Project Box-a

Ovaj korak usredotočuje se na stavljanje svih komponenti u kutiju projekta kako bi se moglo izvršiti posljednje ožičenje.

DODAJTE ARDUINO I RELEJ

1. Pažljivo odspojite senzor SHT 20 i zaslon.
2. Postavite montažnu ploču u kutiju (slika). Nemojte ga još uvrnuti.

PRIPREMITE KABLOVE

1. Izrežite produžne kabele na željenu duljinu.

   • Imat ćete 1 ulaz za zupce koji će ostati unutar kutije. Ovo služi za napajanje Arduina i drugih uređaja koji se mogu kasnije dodati (npr. Ventilator, pretvarač napajanja itd.).
   • 2 od ovih ulaza za zupce će se koristiti za napajanje svakog ovlaživača zraka i rashladnog uređaja. Možete ih napraviti bilo koje duljine koju odaberete, ali ja ih odlučujem držati blizu uređaja kako ne bi kabeli posvuda visjeli.
   • S jednog od ovih produžnih kabela spremit ćete kraj kabela za napajanje uređaja. Ako je žica pod naponom naznačena na kabelu, upotrijebite ih (najčešće imaju pruge, ne brinite ako vaš kabel to ima, samo će biti lakše organizirati).
2. Skinite krajeve kabela za napajanje i tri ulaza za napajanje.
3. Ogoljene krajeve uvrnite kako biste izbjegli habanje (slika, slika).
4. Postavite čep i gumenu brtvu na utikač, 2 izlaza za relej i sondu SHT 20.

DODAJTE KABLOVE

Kablovi se mogu dodati u žlijebove postavljene na kutiji (slika). Nemojte ih još uvrtati

Korak 5: Ožičenje releja

Za ovaj dio uključio sam temeljitije ožičenje jer može biti zeznuto. Ovo će slijediti isto ožičenje kao shema prikazana u koraku 2 (slika).

RELEJ OŽIČENJA

1. Spojite dvije labave žice u svaki od zajedničkih (C) ulaza dva releja pomoću odvijača za stezanje žice (slika).

   • To je obično središnji ulaz releja i često je označen kao C ili okomita linija.
   • Možda će biti potrebno obrezati žice kako bi se osiguralo njihovo pravilno postavljanje.
   • Uvjerite se da gotovo da nema izloženog bakra, da li je dobro pripijen i da nema istrošenih žica.
   • Možda ćete morati malo podići ploču kako biste uvukli žice.

2. Spojite kraj žice pod naponom s 2 ulaza za napajanje u normalno otvoreni (NO) dio releja (slika).

   Ovo je slično prethodnom koraku, ali ovaj izlaz označen je linijom koja je pod kutom (poput prekidača koji nije spojen na zajedničku žicu)

3. Počnite s povezivanjem svih žica pod naponom. (To odgovara većoj od dvije žice i često je naznačeno nekim trakama na žici ili crnoj žici.) Kabeli za povezivanje su:

   • Žica pod naponom od utikača
   • Žica pod naponom s utikača koja će se koristiti za napajanje Arduina
   • 2 ogoljene žice
4. Uvijte žice zajedno i zatvorite ih s navojnom kapicom.

5. Spojite sve neutralne žice zajedno.

   • Neutralna žica iz utikača
   • Neutralna žica s izlaza koja će se koristiti za napajanje Arduina
   • Vratite žice sa svakog od 2 izlaza napajanja
6. Uvijte žice zajedno i pokrijte ih s navojnom kapicom (slika).

7. Uvjerite se da su svi zatvarači dobro pričvršćeni i da neće otpasti.

   • Ako poklopci vijaka ne odgovaraju dobro, upotrijebite čep druge veličine.
   • Alternativno, žice se mogu spojiti 2 odjednom, a višak žice koristiti za njihovo spajanje

PRIKLJUČITE SHT20

1. Pričvrstite SHT20 na ploču s vijcima.

   Žice se također mogu gurnuti u kratkospojne žice i/ili spojiti na kratkospojne žice ako se ne koristi vijčana ploča

STEŽENE ŽLIJEZDE

1. Pritegnite svaki poklopac žlijezda oko žica

   Kablovi se mogu malo povući kako bi se uklonilo malo opuštanja, ali uvijek pazite da ostanu malo opušteni

Korak 6: Konfiguracija poklopca upravljačkog okvira

Ovaj korak je montiranje zaslona na vrh kutije i dodavanje 3D ispisanih komponenti kako bi izgledao čisto.

NAPRAVITE RUPU ZA LCD

1. Pronađite mjesto za postavljanje zaslona na poklopac.

   Ovaj projekt stavio ga je s lijeve strane 1 "s gornje i lijeve strane

2. Iscrtajte zaslon i mjesto za rupe.
3. Pomoću Dremela ili britvice izrežite pravokutno područje kako biste stavili zaslon.
4. Izbušite rupe za sito odgovarajućom bušilicom.

DODAJTE 3D TISKANE KOMPONENTE (izborno)

1. Ispišite 2 uključene STL datoteke:

   • Okvir za LCD kako bi se sakrile sve nedosljednosti rezanja (okvir LCD zaslona 16x2 (retro).stl).
   • Logotip kako bi izgledao službeno (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Nakon ispisa stavite 2 ispisane komponente na poklopac gdje god želite.
3. Označite izbušene rupe za sito odgovarajućom svrdlom.
4. Po želji obojite.

PRIKLJUČITE EKRAN

1. Korištenjem malih vijaka i vijaka (M3 dobro funkcionira u ovom slučaju) pričvrstite zaslon na zaslon s vijcima na prednjoj strani i zaslonom kroz stražnju stranu. Ako koristite okvir, pričvrstite ga kroz prednji dio (slika).
2. Pričvrstite logotip i dodajte vijke (opcionalno) (slika).
3. Provjerite jesu li svi vijci dobro pričvršćeni.

Korak 7: Dovršite okvir kontrolnog sustava

Ovi koraci dovršavaju postavljanje projektne kutije s unutarnjim upravljačkim sustavom.

SNAGA I ZATVARANJE

1. Upotrijebite ulaz produžnog kabela koji je postavljen unutar kutije da biste dodali priključak za napajanje u Arduino.

   Volim koristiti USB kako bih ga jednostavno mogao otvoriti i uhvatiti kabel za njegovo ponovno programiranje

2. Uključite kutiju kako biste bili sigurni da sve veze rade.
3. Pričvrstite montažnu ploču odgovarajućim vijcima.
4. Zavrnite vrh kutije pomoću vijaka iz kompleta projektne kutije.

Sustav upravljanja sada je dovršen. Sljedeći koraci su dodavanje ovlaživača zraka i ventilatora za hlađenje.

Korak 8: Postavljanje ovlaživača zraka

Ovo je za postavljanje osnovnog sustava ovlaživanja pomoću komercijalnog ultrazvučnog ovlaživača zraka

OVLAŽIVAČ

1. Pomoću PVC dijelova spojite ih u konstrukciju prikazanu na slici

   • Pričvrstite 3/4 "PVC-spojnicu žensko-žensko na PVC vijak koljena muško-žensko.
   • Pričvrstite taj lakat vijka na drugi koljeno vijka kako biste stvorili pravi kut.
   • Dodajte adapter za navodnjavanje muško-žensko na kraj vijka koljena vijka.
   • Pričvrstite PVC koljeno bočne utičnice na kraj adaptera za navodnjavanje.

2. Izmjerite i odrežite cijev na željenu duljinu

   • Ova duljina mora biti od vrha terarija do sredine ovlaživača zraka.
   • Mora postojati vrlo malo opuštenosti u liniji i trebala bi biti što je moguće okomitija. Sve petlje ili područja koja prikupljaju vodu začepit će cijev i spriječiti istjecanje malih čestica vode.
   • U slučaju ovog postavljanja, cijevi su imale ocrtavanja u podnožju i tri stope su radile.

3. Spojite cijev na PVC dio

   U ovom slučaju koristi se žučni kanal od 5/8 "koji se čvrsto uklapa u 3/4" spojnicu

4. Skinite bijeli poklopac s izlaza ovlaživača
5. Gurnite cijev unutar izlaza tako da dobro prianja.
6. Postavite stranu PVC cijevi unutar terarija tako da sjedne uz rub. PCV dijelovi se mogu više ili manje uvrnuti kako bi se omogućila prilagodba širine ruba terarija.

Korak 9: Postavljanje ventilatora za hlađenje

Time se dodaje ventilator za hlađenje za smanjenje temperature putem konvekcijskog hlađenja po potrebi

VENTILATOR

1. Spojite izlazne žice s ventilatora računala na 12V muški adapter.

2. Pomoću 2 usisne čaše postavite ih/savijte tako da sjednu u rupe ventilatora (slika).

   Ventilator treba blago nagnuti prema dolje kako bi uvukao zrak iz okoline kako bi rashladio stanovnike

Korak 10: Uključite ga i provjerite

Ovo je posljednji korak za finalizaciju upravljačkog sustava!

NOSAČ SHT 20

1. Pomoću obruča za usisnu čašu pričvrstite SHT 20 prema vrhu terarija (slika).

   U teoriji, nagib vode u zraku trebao bi biti najmanji prema vrhu terarija jer se tu miješa sa sobnim zrakom. U tom slučaju možete biti sigurni da je ostatak terarija na ili malo iznad vlažnosti koju mjeri senzor

PRIKLJUČITE SVE

1. Uključite upravljački sustav u utičnicu i provjerite da li se napaja i pravilno čita
2. Uključite ovlaživač u utičnicu za kontrolu vlažnosti.
3. Uključite ventilator u utičnicu za kontrolu temperature.

TEST

Testirajte sustav podešavanjem okruženja oko senzora kako biste bili sigurni da se releji uključuju/isključuju po potrebi. Za više informacija pogledajte 2. korak

Korak 11: Završne riječi

ZAVRŠNE RIJEČI

Sustav je postavljen i trebao bi biti spreman za rad. Kao što je ranije rečeno, sustav je modularni tako da se stvari mogu lako prilagoditi ili izmijeniti kako bi se prilagodili svim zahtjevima koji su potrebni. Vrlo je važno zapamtiti da ovaj sustav nije pametan: neće znati je li došlo do kvara i samo će uključiti ili isključiti stvari. Sustav treba stalno provjeravati kako bi se osiguralo da ima dovoljno vode u ovlaživaču, da vod nije začepljen, da senzor vlage još uvijek radi itd. Sve u svemu, ovaj bi sustav trebao raditi na istoj razini kao i komercijalni sustavi upravljanja. funkcionalna, prilagodljiva i isplativa. Zabavite se gradeći.