Sistem za nadzor vlažnosti in temperature za terarij: 11 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

UVOD:

Ta navodila so namenjena razvoju modularnega sistema za nadzor vlažnosti in temperature z uporabo Arduino Uno. Ta sistem uporablja vodotesno sondo za vlažnost in temperaturo za spremljanje okoljskih parametrov in Arduino Uno, priključen na releje 5V, za nadzor vklopa vlažilnika in hladilnega ventilatorja. Sekundarni sistem, ki uporablja uro realnega časa (RTC), zagotavlja dnevno osvežitev vlažnega zraka in omogoča programiranje načrtovanega vlaženja in hlajenja. Meritve vlažnosti in temperature se projicirajo na LCD zaslon.

Uporaba te naprave je za nadzor okoljskih parametrov za tropske rastline. V tem primeru imajo te rastline raje višjo vlažnost (običajno nad 70%) in so občutljive na višje temperature (30-35C). Glede na zmerno temperaturo v sistemu HVAC moje zgradbe lahko zagotovim, da temperatura ne pade pod določen prag (20C). V tem primeru je učinek tople grede bolj zaskrbljujoč, zato je treba poleg vlaženja uporabiti tudi hlajenje.

POZOR:

Ta gradnja vključuje delo z električno energijo. Upoštevajte posebne varnostne ukrepe, da se izognete električnemu udaru in šoku. Bodite previdni pri ožičenju, da ne pride do kratkih stikov ali slabih povezav.

Čeprav je ta sistem zasnovan tako, da je združljiv z 120V napravami, ni namenjen uporabi z visokotokovnimi sistemi. Enostavne spremembe bodo omogočile tak sistem, vključno z releji, namenjenimi večji moči, hladilnim sistemom itd. Omejite skupno porabo toka na največ 10A skupaj za vse priključene naprave.

SPREMEMBA:

Ta sistem lahko spremenite tako, da dodate dodatne krmilne parametre, kot je grelec. Poleg tega ga je mogoče zagnati brez aktivnega nadzornega sistema z rednim nanašanjem vlažnega zraka. Ta dejavnik je močno odvisen od vrst organizmov, ki se gojijo v terariju.

REPOZITOR:

Program, diagrame in modele 3D tiskanja najdete tudi na GitHubu tukaj.

Zaloge

KRMILNIK

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x 2 ali 4-kanalni rele 5V 10A (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x SHT 20 I2C vodotesna sonda za temperaturo in vlažnost (RobotShop SEN0227)
  • 1x LCD modul I2C 16x2 (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • 1x ščitnik zapisovalnika podatkov z modulom RTC ali RTC (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • 1x vijačni priključni ščit za Arduino Uno (neobvezno, RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • 3x 120V 2-žilni podaljšek (lahko uporabite tudi 3-Prong, preverite, ali lahko prenesejo 10A [1200W] ali več)
  • 1x projektna škatla najmanj 7 "x5" x3 "(RadioShack, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x PCB plošča ali montažna plošča za škatlo
  • 1x USB a/b kabel
  • 1x USB stenski polnilec (120V)

VLAŽILEC

• • 1x vlažilec zraka Homasy Cool Mist (ASIN B07RZSBSHJ)
  • 1x izpustna cev žolčne črpalke PVG 5/8 "x 6 '(ali podobna cev 3/4" do 5/8 ", LOWES #814327)
  • 1x 3/4 "žensko-ženska sklopka iz PVC okovja (LOWES #23850)
  • 2x 3/4 "vijačni komolec za moški in žensko PVC (LOWES #126822)
  • 1x 3/4 "stranski izpustni komolec iz PVC -ja (LOWES #315496)
  • 1x 3/4 "vrtljiv napajalni adapter moški-ženska (LOWES #194629)

VENTILATOR

• • 1x 12V računalniški ventilator
  • 1x 12V 1A napajalnik
  • 1x 12V moški+ženski 2.1x5.5MM priključek za vtičnico za enosmerni tok DC

MALI DELI

• • 20x mostični kabli
  • 4x kabelske uvodnice (PH7)
  • 3x 22-10 AWG žične matice
  • 12x Stojala in vijaki in vijaki
  • 6x vijaki in vijaki M3-0.5 ali UNC 4-40
  • 4x vijaki (za pritrditev montažne plošče na škatlo)
  • 3x kavlji za sesalne skodelice

ORODJA

• • Odstranjevalec žice
  • Izvijači (različne velikosti)
  • Vrtalnik
  • Rotacijsko orodje (neobvezno)
  • 3D tiskalnik (neobvezno)

PROGRAM

Program najdete na tej strani ali na GitHub tukaj

1. korak: Ožičite Adruino vezje

Ta korak je namestitev in priključitev elektronike. V tem primeru je treba vse ožičiti Arduino UNO, SHT 20 in samo priključne dele Arduino na releje. *Upoštevajte, da priključitve 120V podaljševalnih kablov zdaj ni treba izvesti.

ŽICA ARDUINO

1. Zberite komponente, navedene v razdelku Potrošni material v SISTEMU NADZORA.

2. Arduino Uno povežite po vključeni shemi (slika). Releja še ne priključite.

   • Plošča za beleženje podatkov:

     Povežite se na vrhu Arduino Uno

   • Vijačni priključni ščit:

     Priključite analogno stran na analogno stran plošče za zapisovanje podatkov na Arduino Uno

   • SHT 20:

     • Rdeča do 3.3V
     • Zelena do GND
     • Črna do A5
     • Bela do A4

   • LCD zaslon I2C 16x2:

     • SCL do A5
     • SDA do A4
     • GND v GND
     • VCC do 5V

   • 4 -kanalni rele (uporabil sem IN3 in IN4 iz 4 -kanalnega releja, to lahko deluje tudi za IN1 in IN2 na releju):

     • VCC do 5V
     • GND v GND
     • IN 3 do pin 7
     • IN 4 na pin 8
3. Če uporabljate ščitnik z vijačnimi sponkami, lahko uporabite 5V in GND za neposredno povezavo z zaslonom, tako da nimate dveh zatičev, ki gredo v isti vhod.
4. Zaslon ali sondo SHT 20 lahko povežete z drugim SDA SCL vhodom, ki ga najdete na Arduinosu nad vhodom AREF. Upoštevajte, da tega ne bodo imeli vsi ščiti.

2. korak: Programirajte Arduino in preverite

Ta korak je preveriti, ali vse komponente delujejo in ali bo program deloval po predvidevanjih.

PROGRAM ARDUINO

1. Z računalnikom prenesite Arduino IDE, ki ga najdete tukaj.
2. Arduino povežite z računalnikom z adapterjem USB a/b.
3. Prenesite program Arduino od tukaj ali na tej strani.
4. Naložite programsko opremo v Arduino (preverite, ali imate izbrana prava vrata COM, ali se ne bodo naložila).

PREVERITE ELEKTRONIKO

1. Preverite, ali se program zažene in ali so vse komponente pravilno prebrane.

   1. Vlažnost lahko preverite tako, da senzor postavite blizu vklopljenega vlažilca.

      • Pri vlažnosti pod 70%se mora rele vklopiti, kar pogosto označuje zvok klika in lučka na releju (odvisno od modela).
      • Pri vlažnosti nad 85% se mora izklopiti, kar pogosto označuje še en klik in ugasnitev luči.

   2. Temperaturo lahko preverite tako, da sondo držite v rokah za dvig temperature.

      Podobno se mora pri temperaturi nad 30C vklopiti rele za ventilator

   3. Upoštevajte, da ima sonda čas zakasnitve približno 6 sekund, da poroča o okoljski spremembi.

2. Prepričajte se, da na zaslonu piše temperaturna vlažnost z razumno številko okolja.

   Svojo trenutno vlažnost in temperaturo lahko ocenite z drugim senzorjem ali glede na lokalno vreme

3. korak: Ustvarite Project Box in namestite elektroniko

Projektno škatlo je zdaj mogoče izdelati in elektroniko namestiti, da se pozneje postavi v škatlo.

ŠKATLA ZA PROJEKTE

1. Za projektno škatlo je treba izvrtati 4 luknje:

   • 120V vhodni kabel.
   • Vhod za senzor SHT20.
   • Izhod za nadzor vlažnosti.
   • Izhod za nadzor temperature.

2. Luknje lahko postavite kjerkoli. V tem primeru so bili postavljeni na naslednji način:

   • 120V vhod - zgoraj desno na sredini.
   • Vhod SHT 20 - leva stran na sredini.
   • Izhod za nadzor vlažnosti - desno proti vrhu na sredini.
   • Izhod za nadzor temperature - desno proti dnu na sredini.

3. Označite in izvrtajte luknje s svedrom 11,5 mm.

   Opomba: Lahko uporabite sveder 7/16 "in ga nato brušite/vložite, da ga dovolj povečate, da ga vstavite v uvodnico

4. Odstranite pokrovček in tesnilo iz vsake žleze in pritrdite preostalo telo vijaka in matico na telo, kot je prikazano na sliki.

MONTAŽA

1. Uporabite bodisi kos plastike, montažno ploščo ali ploščo za izdelavo prototipov, ki se prilega v škatlo.
2. Izvrtajte luknje, ki ustrezajo pritrdilnim luknjam v škatli.
3. Elektroniko (Arduino Uno s ščitniki in relejem) postavite tako, da se prilega plošči.
4. Označite luknje in izvrtajte z ustrezno velikostjo svedra.
5. Z uporabo poljubnih glav po vaši izbiri pritrdite Arduino in releje na ploščo (slika)

4. korak: Nastavitev elektronike Project Box

Ta korak se osredotoča na postavitev vseh komponent v škatlo projekta, tako da je mogoče končno ožičenje.

DODAJ ARDUINO IN RELEJ

1. Previdno odklopite senzor SHT 20 in zaslon.
2. Montažno ploščo vstavite v škatlo (slika). Ne privijte ga še.

PRIPRAVNI KABLI

1. Razrežite podaljške na želeno dolžino.

   • Imeli boste 1 vhod za vijake, ki bo ostal v škatli. To je za napajanje Arduina in drugih naprav, ki jih je mogoče naknadno dodati (npr. Ventilator, pretvornik energije itd.).
   • 2 od teh vhodov za vijake bosta uporabljena za napajanje vsakega vlažilca in hladilne naprave. Lahko jih naredite poljubno dolžine, vendar se odločim, da jih držim blizu naprave, da se izognem povsod visečim vrvicam.
   • Iz enega od teh podaljševalnih kablov boste shranili konec kabla za napajanje naprave. Če je na žici označena žica pod napetostjo (najpogosteje imajo proge, ne skrbite, če ima kabel to, le olajša organizacijo).
2. Odstranite konce napajalnega kabla in tri vhode za napajanje.
3. Odtrgane konce zavrtite, da se izognete obrabi (slika, slika).
4. Pokrov in gumijasto tesnilo namestite na vtikač, 2 izhoda za rele in sondo SHT 20.

DODAJ KABLE

Kable lahko dodate v uvodnice, nameščene na škatli (slika). Ne privijte jih še

5. korak: ožičenje releja

V ta del sem vključil temeljitejše ožičenje, saj je lahko težavno. To bo sledilo istemu ožičenju kot shema, prikazana v 2. koraku (slika).

OŽIČNI RELEJ

1. Povežite dve ohlapni žici v vsak skupni (C) vhod obeh relejev z izvijačem, da pritrdite žico (slika).

   • Običajno je to osrednji vhod releja in je pogosto označen kot C ali navpična črta.
   • Morda bo treba obrezati žice, da se prepričajo, da se pravilno prilegajo.
   • Prepričajte se, da baker skoraj ni izpostavljen, da je tesno prilegajoč in da nobena pokvarjena žica ne visi.
   • Morda boste morali ploščo nekoliko dvigniti, da vstavite žice.

2. Konec žice pod napetostjo iz dveh vhodov za napajanje priključite na normalno odprt (NO) del releja (slika).

   To je podobno zgornjemu koraku, vendar je ta izhod označen s črto, ki je pod kotom (kot stikalo, ki ni priključeno na skupno žico)

3. Začnite s povezovanjem vseh žic pod napetostjo. (To ustreza večji od obeh žic in je pogosto označeno z nekaj trakovi na žici ali črni žici.) Kabli za povezavo skupaj so:

   • Žica pod napetostjo iz vtiča
   • Žica pod napetostjo iz vtiča, ki se uporablja za napajanje Arduina
   • 2 ogoljeni žici
4. Zvijte žice skupaj in jih zaprite z navojnim pokrovom.

5. Vse nevtralne žice povežite skupaj.

   • Nevtralna žica iz vtiča
   • Nevtralna žica iz izhoda za napajanje Arduina
   • Vrnite žice z vsakega od dveh izhodov napajanja
6. Zvijte žice skupaj in jih pokrijte z vijačnim pokrovom (slika).

7. Prepričajte se, da so vsi pokrovčki vijakov tesni in da ne bodo padli.

   • Če se vijačni pokrovi ne prilegajo dobro, uporabite pokrovček druge velikosti.
   • Druga možnost je, da se žice povežeta 2 naenkrat, odvečna žica pa se uporabi za njihovo preskakovanje

PRIKLJUČITE SHT20

1. Privijte SHT20 na vijačno ploščo.

   Žice lahko potisnete tudi v mostične žice in/ali priključite na mostične žice, če ne uporabljate vijačne plošče

ZASTOPLJENE ŽLEZDE

1. Zategnite vsak pokrovček žice okoli žic

   Vrvice lahko nekoliko povlečete, da odstranite nekaj ohlapnosti, vendar vedno poskrbite, da ostanejo le malo

6. korak: Konfiguracija pokrova nadzornega polja

Ta korak je namestitev zaslona na vrh škatle in dodajanje 3D tiskanih komponent, da bo videti čist.

NAREDI LUKNJO ZA LCD

1. Poiščite mesto za pritrditev zaslona na pokrov.

   Ta projekt ga je postavil na levo 1 "z zgornje in leve strani

2. Izsledite zaslon in lokacijo lukenj.
3. Z rezilom Dremel ali britvico izrežite pravokotno površino, da postavite zaslon.
4. Z ustreznim svedrom izvrtajte luknje za sito.

DODAJTE TISKANE KOMPONENTE 3D (neobvezno)

1. Natisnite 2 priloženi datoteki STL:

   • Okvir za LCD, ki skrije vse nedoslednosti pri rezanju (okvir LCD zaslona 16x2 (retro).stl).
   • Logotip za uradni videz (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Po tiskanju položite 2 natisnjeni komponenti na pokrov, kjer koli želite.
3. Z ustreznim svedrom označite svedre za zaslon.
4. Po želji pobarvajte.

PRIKLJUČITE ZASLON

1. Z majhnimi vijaki in vijaki (za to dobro deluje M3) pritrdite na zaslon z vijaki na sprednji strani in zaslonom na zadnji strani. Če uporabljate okvir, ga pritrdite skozi sprednjo stran (slika).
2. Pritrdite logotip in dodajte vijake (neobvezno) (slika).
3. Prepričajte se, da so vsi vijaki in vijaki tesni.

Korak 7: Dokončajte polje z nadzornim sistemom

Ti koraki zaključijo nastavitev projektne škatle z notranjim krmilnim sistemom.

MOČ IN ZAPRANJE

1. Z vhodom za podaljšek, ki je bil nameščen v škatli, priključite napajalni konektor v Arduino.

   Rad uporabljam USB, da ga enostavno odprem in primem za kabel, da ga ponovno programiram

2. Vklopite škatlo, da se prepričate, ali vse povezave delujejo.
3. Montažno ploščo privijte z ustreznimi vijaki.
4. Z vijaki iz kompleta projektnih škatel privijte zgornji del škatle.

Nadzorni sistem je zdaj dokončan. Naslednji koraki so dodajanje vlažilnika zraka in hladilnega ventilatorja.

8. korak: Nastavitev vlažilca

To je za nastavitev osnovnega sistema vlaženja z uporabo komercialnega ultrazvočnega vlažilca

VLAŽILEC

1. S pomočjo PVC delov jih povežite v konstrukcijo, prikazano na sliki

   • Pritrdite 3/4 "PVC-sklopko ženska-ženska na PVC-vijak kolena moški-ženski.
   • Pritrdite ta vijačni komolec na drug vijačni komolec, da naredite pravi kot.
   • Namakalni adapter za moške in ženske dodajte na konec vijaka komolca vijaka.
   • PVC komolec stranskega izhoda pritrdite na konec napajalnega adapterja.

2. Izmerite in odrežite cev na želeno dolžino

   • Ta dolžina mora biti od vrha terarija do sredine vlažilca.
   • Črta mora biti zelo majhna in mora biti čim bolj navpična. Vsaka zanka ali območja, ki zbirajo vodo, bodo zamašila cev in preprečila iztekanje majhnih vodnih delcev.
   • V primeru te nastavitve so imele cevi razmejitve pri vsaki nogi in tri noge so delovale.

3. Cev priključite na PVC del

   V tem primeru se uporablja 5/8 "žolčni kanal, ki se tesno prilega 3/4" spoji

4. Odstranite beli pokrovček z izhoda vlažilnika
5. Potisnite cev znotraj izhoda tako, da se tesno prilega.
6. Stran PVC cevi položite v terarij, tako da leži ob robu. Deli PCV se lahko bolj ali manj privijejo, da se omogoči prilagoditev širine roba terarija.

9. korak: Nastavitev ventilatorja za hlajenje

S tem se doda hladilni ventilator, ki po potrebi zniža temperaturo s konvektivnim hlajenjem

VENTILATOR

1. Izhodne žice računalniškega ventilatorja priključite na 12V moški vtič.

2. S pomočjo 2 sesalnika jih postavite/upognite tako, da se usedejo v odprtine ventilatorja (slika).

   Ventilator je treba nekoliko nagniti navzdol, da potegne zrak iz okolice, da se prebivalci ohladijo

10. korak: Priključite in preverite

To je zadnji korak pri dokončanju nadzornega sistema!

NOSILEC SHT 20

1. S pomočjo obroča za sesalnik pritrdite SHT 20 proti vrhu terarija (slika).

   Teoretično bi moral biti naklon vode v zraku najnižji proti vrhu terarija, saj se tam meša z zrakom v prostoru. V tem primeru smo lahko prepričani, da je preostali del terarija na ali nekoliko nad vlažnostjo, ki jo meri senzor

VKLOPITE VSE

1. Krmilni sistem priključite v vtičnico in se prepričajte, da se napaja in pravilno bere
2. Vlažilec zraka priključite v vtičnico za nadzor vlažnosti.
3. Ventilator priključite v vtičnico za nadzor temperature.

TEST

Preizkusite sistem tako, da prilagodite okolje okoli senzorja in se prepričate, da se releji po potrebi vklopijo/izklopijo. Za več informacij si oglejte 2. korak

11. korak: Zadnje besede

KONČNE BESEDE

Sistem je nastavljen in bi ga bilo treba pripraviti. Kot smo že omenili, je sistem modularen in ga je mogoče enostavno prilagoditi ali spremeniti, da ustreza vsem zahtevam. Pomembno si je zapomniti, da ta sistem ni pameten: ne bo vedel, ali je prišlo do okvare, in bo stvari samo vklopil ali izklopil. Sistem je treba stalno preverjati, da se prepričate, da je v vlažilniku dovolj vode, da cev ni zamašena, da senzor vlažnosti še vedno deluje itd. Na splošno bi moral ta sistem delovati na isti ravni kot komercialni nadzorni sistemi in biti bolj funkcionalna, prilagodljiva in stroškovno učinkovita. Zabavajte se pri gradnji.