Hydrocultuur Controller - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Een handige organisatie genaamd Seeds of Change hier in Anchorage, Alaska, heeft jonge mensen geholpen om aan de slag te gaan in productieve handel. Het exploiteert een groot verticaal hydrocultuur-kweeksysteem in een omgebouwd magazijn en biedt werkgelegenheid om het vak van plantenverzorging te leren. Ze waren geïnteresseerd in een IOT-systeem om hun waterbeheer te automatiseren. Deze instructable is voornamelijk bedoeld om mijn vrijwilligersinspanningen te documenteren om een betaalbaar en uitbreidbaar microcontrollersysteem te bouwen om te helpen bij hun inspanningen.

De afgelopen jaren zijn er grote hydroponische kweekactiviteiten gekomen en gegaan. De consolidatie in dit bedrijf werd gekenmerkt door de moeilijkheid om het winstgevend te maken. Je moet als een gek door alle accounts automatiseren om mooie zakken sla met winst te verkopen. Deze verticale eenheden produceren niets met echte calorieën - je kweekt in feite mooi verpakt water - dus je moet het tegen een premie verkopen. Deze waterbestendige verstelbare unit is gebouwd om het waterniveau in het hoofdreservoir te regelen en constant de diepte, ph en temperatuur te meten. De hoofdeenheid draait op een ESP32 Featherwing en rapporteert zijn bevindingen via het web aan een blynk-app op je telefoon voor monitoring en e-mail- of sms-waarschuwingen als het je niet lukt.

Stap 1: Verzamel uw materialen

Het ontwerp was gebaseerd op goedkope waterbestendige elektriciteitskasten van Lowes en een paar houders die 3D-geprint waren. De rest van de onderdelen zijn allemaal relatief goedkoop behalve de pH-unit van DF Robot en de ETape van Adafruit. DF Robot verkoopt hun nieuwe 3 volt-versie van hun analoge pH-sensor met een goedkopere pH-sonde en u zult waarschijnlijk moeten investeren in een dure versie van deze voor constante onderdompeling. Ik heb nog geen geleidbaarheidstester meegeleverd, maar dit zal waarschijnlijk in een upgrade zijn nadat ik heb gezien hoe deze het doet.

1. Twee bende waterbestendige elektriciteitskasten van Lowes - met verschillende fittingen om rechte en gebogen buizen vast te houden - $ 10

2. 12-inch standaard eTape-vloeistofniveausensor met plastic behuizing Adafruit -- $ 59 je kunt dit krijgen zonder de plastic behuizing voor $ 20 minder …

3. Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board - geweldig bord. $ 20

4. Aiskaer 2 stuks aan de zijkant gemonteerde aquariumtank aan de zijkant gemonteerde horizontale vloeistofvlotterschakelaar Waterniveau $ 4

5. Adafruit niet-vergrendelende mini-relais FeatherWing

6. Lipo--batterij $5 (power back-up)

7. Paar LED's verschillende kleuren

8. Waterdichte DS18B20 Digitale temperatuursensor + extra's $10 Adafruit

9. Zwaartekracht: analoge pH-sensor/meterkit V2 DF-robot $ 39 - Industriële pH-sonde kost $ 49 meer

10 waterdichte robuuste metalen aan / uit-schakelaar met rode LED-ring - 16 mm rood aan / uit $ 5

11 Plastic watermagneetklep - 12V - 3/4 (neem de 1/2 inch niet - er past niets in…)

12. Diymall 0,96 Inch Geel Blauw I2c IIC Seriële Oled LCD LED-module $5

Stap 2: bedraad het

Volg gewoon het Fritzing-diagram voor de bedrading. De esp32 was op een fotobord gemonteerd met het OLED-scherm aan de andere kant, waar het naar het kleine gaatje in de centrale achterkant van de gang-box zou kijken. De LED's werden aangesloten op twee digitale uitgangen van de ESP. De ene is indicatief voor een wifi-verbinding en de andere kondigt aan of het relais is ingeschakeld voor de wateruitgang. De Lipo-batterij is bevestigd aan de batterij-ingang op het bord. Alle andere boards (pH, relais, Etape, one-wire temp, OLED) worden allemaal gevoed door de 3 volt op het bord. De aan/uit is verbonden met aarde door de activeringspin op het moederbord - de LED wordt gevoed door GEEN verbinding met de voeding. De eTape is zeker iets om zorgvuldig te onderzoeken -- op mijn bord waren de stroom en aarde omgekeerd (ROOD/ZWART) en dit lijkt het geval te zijn bij anderen die dit probleem hebben gehad (zoek op de website van adafruits naar dit probleem…) ook de weerstand in de kop moet zorgvuldig worden gemeten - het is niet zoals gepubliceerd. Het nieuwe DH Robot-bord werkt nu met 3V en werkt dus ook met de ESP32. Kon A0 niet aan het werk krijgen - neemt geen ingangen voor wifi-verbinding, dus ik gebruikte andere analoge ingangen.

Stap 3: Bouw het

Alles past redelijk netjes in de hoofdbox. Twee polen van elektrische leiding passen mooi uit de waterdichte nippels aan de onderkant. Deze ondersteunen de meetinstrumenten. Ze kunnen willekeurig langer of korter worden gemaakt om de doos hoger of lager op het waterniveau te hangen - uw enige limiet is de lengte van uw verbindingsdraden die in de doos moeten gaan. Deze buizen moeten aan de onderkant worden afgedicht met siliconen. De instrumenten worden opgehangen aan 3D-geprinte connectoren die overeenkomen met de kromming van het etape-lichaam en de leiding. Ze zijn eenvoudig verstelbaar met vleugelmoeren. Er werden ook speciale houders voor de pH-sonde en de One-wire temp-sonde geprint. De doossteun voor de niveau - water - controleschakelaars was ook 3D-geprint. Deze schakelaars zijn waterdicht en goed ontworpen en goedkoop. Het lijken gesloten reed-schakelaars te zijn. De doos werd gevuld met siliconen nadat ze aan de binnenkant waren vastgezet met de meegeleverde moer. De afstand tussen deze schakelaars bepaalt hoeveel vloeistof er wordt binnengelaten voordat het wordt uitgeschakeld. Alle draden worden door een onderste opening geleid en vervolgens afgedicht met siliconen. De draad van de pH-sonde werd ingevoerd via de bovenste opening, aangezien deze hoogstwaarschijnlijk vaak zal worden vervangen. De aan / uit-schakelaar was heet op zijn plaats gelijmd. Een rek om de esp32 veilig met scherm te monteren werd 3D geprint. Een klein rond plastic venster was over de opening van de achterklep gesiliconeerd om het OLED-scherm tegen water te beschermen.

Stap 4: 3D-afdrukbestanden

Dit zijn de STL-bestanden voor alle gerelateerde houders en steunen. Deze zijn allemaal ontworpen om te passen bij de ondersteuningsfuncties. De doos voor de solenoïde moet na het printen worden aangepast voor de stroom-/relaisbesturingspoorten en het LED-gat aan de voorkant.

Stap 5: Waterbeheersing

De 12 volt-solenoïde werd in zijn eigen op maat gemaakte 3D-geprinte behuizing geplaatst, die ook een poort voor aparte voeding en een besturingslijn van de veerrelaiskaart in de hoofdbehuizing bevatte. Het bevatte ook een kleine rode led die aanging wanneer de solenoïde werd geactiveerd. Normale tuinslang kan worden aangesloten op de 3/4 inch-openingen - neem niet de 1/2 inch-variant hiervan - u zult moeite hebben om connectoren te vinden ….

Stap 6: Programmeer het

De code is redelijk eenvoudig. Het maakt ruzie over een aantal verschillende subroutines en rapporteert deze via het Blynk-netwerk. Als je met Blynk hebt gewerkt voordat je de oefening kent. U moet alle Blynk-software en de verbindingssleutel voor uw specifieke microcontroller en meldstation toevoegen. U moet ook inloggegevens voor uw wifi-verbinding opgeven. Het werkt allemaal vrij mooi en biedt een heel gemakkelijke manier om gecompliceerde gegevens te rapporteren zonder veel werk te doen. U moet voor elke gemeten sensor een reeks Blynk-gemedieerde timers instellen. Deze moeten worden gestart en uitgevoerd in een aparte subroutine. Ik heb aparte voor pH, temperatuur, waterhoogte en tijd dat de magneetklep open blijft - dit is om te controleren of het water te lang aan staat zonder de tank te vullen - niet goed. De subroutine voor de waterhoogte neemt slechts een gemiddelde van meerdere metingen van de spanningsdeler op de eTape (zie vorige opmerking - dit instrument was verkeerd bedraad vanuit de fabriek …) en corrigeert vervolgens de meting met kaart en beperkingsfuncties gedaan met metingen in een water tank op de hoge en lage limieten van de tape. De pH-subroutine was ingewikkelder. DH Robot heeft wat software meegeleverd om de initialisatie uit te voeren, maar ik kreeg het helemaal niet werkend. U zult ruwe metingen moeten doen van de A2-poort met buffers op 4.0 en 7.0 (meegeleverd in de kit) en deze in de "zuurwaarde" en "neutrale waarde" in het bovenste gedeelte van het programma instellen. Het zal dan de helling en het y-snijpunt identificeren om alle volgende pH-waarden voor u te berekenen. De pH moet ongeveer elke 2 maanden op dezelfde manier opnieuw worden gekalibreerd om deze te controleren. De tijdelijke subroutine is uw standaard eendraadsprogramma. De enige activiteit in het gedeelte van de lege lus is om de status van de twee vlotterschakelaars te controleren om te bepalen wanneer het water moet worden ingeschakeld en een timer moet worden gestart.

Stap 7: Gebruik het

Bij de eerste tests werkte de machine goed - met een gemakkelijk instelbaar bereik voor de instrumenten en een waterbestendige behuizing die is gemaakt voor een eenvoudigere installatie in een snel veranderende omgeving. Of de afstand tussen de twee waterstandschakelaars voldoende is, zal moeten blijken. De Blynk-omgeving maakte rapportage en controle met de mobiele telefoon eenvoudig. Directe controle over het uitgangsrelais via de telefoon maakt het mogelijk om het systeem op te heffen wanneer er zich angstaanjagende waterstandsituaties voordoen. Het gemak waarmee je direct gechannelde output aan zoveel mogelijk devices kunt leveren, maakt het delen van data met meerdere mensen naadloos. Toekomstige interesses zullen liggen bij het automatiseren van de toevoer van voedingsstoffen, geleidbaarheidstesten (bekende problemen met pH-meting) en mesh-netwerken met andere knooppunten om afgelegen locaties in het kweekcomplex te meten.