Hydroponics Controller: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

En fin organisation som heter Seeds of Change här i Anchorage, Alaska, har hjälpt unga människor att komma igång med produktiv handel. Det driver ett stort vertikalt hydroponiskt växande system i ett ombyggt lager och erbjuder anställning för att lära sig verksamheten inom växtvård. De var intresserade av ett IOT -system för att automatisera deras vattenkontroll. Detta instruerbara är huvudsakligen att dokumentera mina volontärinsatser för att bygga ett prisvärt och utbyggbart mikrokontrollsystem för att hjälpa till med deras ansträngningar.

Stora hydroponiska odlingsverksamheter har kommit och gått under de senaste åren. Konsolideringen i denna verksamhet har präglats av svårigheten att göra den lönsam. Du måste automatisera som en galning av alla konton för att få snygga påsar med sallad att sälja med vinst. Dessa vertikala enheter producerar ingenting med några riktiga kalorier-du odlar i princip fint förpackat vatten-så du måste sälja det till en överlägsen kostnad. Denna vattentäta justerbara enhet är byggd för att styra vattennivån i huvudbehållaren och ständigt mäta dess djup, ph, temperatur. Huvudenheten körs på en ESP32 Featherwing och rapporterar sina fynd via webben till en blynk -app på din telefon för övervakning och e -post eller textvarningar om det går på tok för dig.

Steg 1: Samla dina material

Designen baserades på billiga vattenresistenta elektriska lådor från Lowes och några hållare som var 3D-tryckta. Resten av delarna är alla relativt billiga förutom pH -enheten från DF Robot och ETape från Adafruit. DF Robot säljer sin nya 3 -voltsversion av sin analoga pH -sensor med en billigare pH -sond och du kommer förmodligen att behöva investera i en dyr version av denna för konstant nedsänkning. Jag inkluderade inte en konduktivitetstestare än, men detta kommer förmodligen att vara i en uppgradering efter att ha sett hur det går för den här.

1. Två gängvattentäta elboxar från Lowes-med olika beslag för att hålla raka och böjda rör- $ 10

2. 12 Standard eTape Liquid Level Sensor med plasthölje Adafruit -$ 59 du kan få detta utan plasthuset för $ 20 mindre …

3. Adafruit HUZZAH32-ESP32 fjäderbräda-bra bräda. $ 20

4. Aiskaer 2 delar Sidmonterad akvariumtank Sidmonterad Horisontell flytande flottörbrytare Vattennivå $ 4

5. Adafruit Non-Latching Mini Relay FeatherWing

6. Lipo-batteri $ 5 (strömförsörjning)

7. Par LED: s olika färger

8. Vattentät DS18B20 Digital temperatursensor + extra $ 10 Adafruit

9. Gravity: Analog pH-sensor/mätarsats V2 DF Robot $ 39-Industriell pH-sond kostar $ 49 mer

10 Vattentät robust av/på -omkopplare med röd LED -ring - 16 mm röd på/av $ 5

11 plastvattenventil - 12V - 3/4 (får inte 1/2 tum - den passar ingenting …)

12. Diymall 0,96 tum gul blå I2c IIC Serial Oled LCD LED -modul $ 5

Steg 2: Wire It

Följ bara Fritzing -diagrammet för ledningarna. Esp32 monterades på en fotokort med OLED-skärmen på motsatt sida där den skulle vända mot det lilla hålet i den centrala baksidan av gängboxen. Lysdioderna var anslutna till två digitala utgångar från ESP. Den ena är en indikation på en WiFi -anslutning och den andra meddelar om reläet är påslagen till vattenutgången. Lipo -batteriet är anslutet till batteriingången på kortet. Alla andra kort (pH, relä, Etape, en-tråds temp, OLED) drivs alla från de 3 volt på kortet. På/av är ansluten till jord med aktiveringsstiftet på huvudkortet-lysdioden drivs av NO-anslutning till ström. ETape är definitivt något att undersöka noggrant - på mitt bräde var kraften och marken omvända (RÖD/SVART) och detta verkar vara fallet med andra som har haft detta problem (sök på adafruits webbplats för detta problem …) även motståndet i huvudet bör mätas noggrant-det är inte som publicerat. Det nya DH Robot -kortet fungerar med 3V nu och fungerar så med ESP32. Kunde inte få A0 att fungera - tar inte ingångar innan Wifi -anslutning så jag använde andra analoga ingångar.

Steg 3: Bygg det

Allt passar ganska snyggt i huvudboxen. Två poler med elektrisk ledning passar fint ut ur de vattentäta bröstvårtorna i botten. Dessa stödjer mätinstrumenten. De kan göras godtyckligt längre eller kortare för att hänga upp lådan högre eller lägre till vattennivån-dina enda gränser är längden på dina anslutningskablar som måste gå in i lådan. Dessa rör bör förseglas på botten med kisel. Instrumenten är upphängda från 3D -tryckta kontakter som motsvarar krökning av etape -kroppen och ledningen. De är lätt justerbara med vingmuttrar. Särskilda hållare för pH-sonden och en-tråds temp-sonden trycktes också. Lådstödet för nivåvattenkontrollbrytare trycktes också i 3D. Dessa switchar är vattentäta och väldesignade och billiga. De verkar vara slutna vassströmbrytare. Lådan fylldes med kisel efter att de hade fästs med medföljande mutter på insidan. Avståndet mellan dessa omkopplare bestämmer hur mycket vätska som släpps in innan avstängning. Alla ledningar leds genom en nedre öppning och förseglas sedan med kisel. PH -sondtråden matades in genom den övre öppningen eftersom den troligen kommer att bytas ut ofta. På/av -omkopplaren varmlimmades på plats. Ett rack för att säkert montera esp32 med skärm trycktes i 3D. Ett litet runt plastfönster silikonades över öppningen på baksidan för att skydda OLED -skärmen från vatten.

Steg 4: 3D -utskriftsfiler

Dessa är STL -filer för alla relaterade innehavare och support. Dessa var alla utformade för att passa supportfunktionerna. Lådan för solenoiden måste ändras efter utskrift för ström-/reläkontrollportarna och LED -hålet på framsidan.

Steg 5: Vattenkontroll

12 volts solenoiden placerades i sitt eget anpassade 3D -tryckta hus som också inkluderade en port för separat ström och en styrledning från fjäderreläkortet i huvudhuset. Det inkluderade också en liten röd lysdiod som tändes när solenoiden är aktiverad. Vanlig trädgårdsslang kan anslutas till 3/4 tums öppningar-fatta inte 1/2 tum sorten av detta-du kommer att ha svårt att hitta kontakter….

Steg 6: Programmera det

Koden är ganska enkel. Det krånglar ett par olika underrutiner och rapporterar dem över Blynk -nätverket. Om du har arbetat med Blynk innan du känner till övningen. Du måste inkludera all Blynk -programvara och anslutningsnyckeln för just din mikrokontroller och rapportstation. Du måste också ange autentiseringsuppgifter för din Wifi -anslutning. Allt fungerar ganska vackert och ger ett riktigt enkelt sätt att rapportera komplicerade data utan att göra mycket arbete. Du måste ställa in en serie Blynk -medierade timers för varje uppmätt sensor. Dessa måste startas och köras i en separat underprogram. Jag har separata för pH, temp, vattenhöjd och tid då magnetventilen förblir öppen-det här är för att kontrollera om vattnet är för långt utan att fylla tanken-inte bra. Vattenhöjdsrutinen tar bara ett genomsnitt av flera avläsningar från spänningsdelaren på eTape (se föregående anteckning-detta instrument var felkopplat från fabriken …) och korrigerar sedan avläsningen med kart- och begränsningsfunktioner som utförts med mätningar i ett vatten tanken vid bandets höga och låga gränser. Sub -rutinen med pH var mer komplicerad. DH Robot inkluderade lite programvara för att göra initialiseringen men jag kunde inte få det att fungera alls. Du måste ta råa avläsningar från A2 -porten med buffertar på 4,0 och 7,0 (ingår i satsen) och ställa in dessa i "surt värde" och "neutralt värde" i den övre delen av programmet. Det kommer sedan att identifiera lutningen och y -avlyssningen för att beräkna alla efterföljande pH -värden för dig. PH -värdet måste kalibreras på samma sätt ungefär varannan månad för att kontrollera det. Temp-subrutinen är ditt vanliga entrådsprogram. Den enda aktiviteten i void loop -sektionen är att kontrollera statusen för de två flottöromkopplarna för att bestämma när vattnet ska slås på och starta en timer.

Steg 7: Använd den

Vid de första försöken fungerade maskinen bra-med lätt justerbar räckvidd för instrumenten och ett vattentätt hölje som gjorde det enklare att installera i en miljö som förändras snabbt. Det måste ses om avståndet mellan de två vattennivåomkopplarna visar sig vara tillräckligt. Blynk -miljön gjorde rapportering och kontroll med mobiltelefonen enkelt. Direkt kontroll över utgångsreläet via telefon gör det möjligt att åsidosätta systemet när läskiga vattennivåer uppstår. Det enkla med vilket du omedelbart kan tillhandahålla kanaliserad utmatning till så många enheter som möjligt gör det enkelt att dela data med flera personer. Framtida intressen kommer att vara att automatisera näringstillförseln, konduktivitetstestning (kända problem med pH -mätning) och nätverksnätverk med andra noder för att mäta avlägsna platser i odlingskomplexet.