Hidroponik Controller: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Sebuah organisasi bagus bernama Seeds of Change di Anchorage, Alaska telah membantu kaum muda memulai perdagangan yang produktif. Ini mengoperasikan sistem pertumbuhan hidroponik vertikal besar di gudang yang dikonversi dan menawarkan pekerjaan untuk mempelajari bisnis perawatan tanaman. Mereka tertarik pada sistem IoT untuk membantu mengotomatisasi kontrol air mereka. Instruksi ini terutama untuk mendokumentasikan upaya sukarela saya untuk membangun sistem mikrokontroler yang terjangkau dan dapat diperluas untuk membantu upaya mereka.

Operasi penanaman Hidroponik besar telah datang dan pergi selama beberapa tahun terakhir. Konsolidasi dalam bisnis ini ditandai dengan sulitnya menghasilkan keuntungan. Anda harus mengotomatisasi seperti orang gila oleh semua akun untuk membuat tas selada yang mewah dijual untuk mendapatkan keuntungan. Unit vertikal ini tidak menghasilkan apa pun dengan kalori nyata - Anda pada dasarnya menanam air kemasan yang baik - jadi Anda harus menjualnya dengan harga premium. Unit yang dapat disesuaikan tahan air ini dibuat untuk mengontrol ketinggian air di reservoir utama dan secara konstan mengukur kedalaman, ph, suhunya. Unit utama berjalan pada ESP32 Featherwing dan melaporkan temuannya melalui web ke aplikasi blynk di ponsel Anda untuk pemantauan dan peringatan email atau teks jika ada masalah pada Anda.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan Anda

Desainnya didasarkan pada kotak listrik tahan air murah dari Lowes dan beberapa dudukan yang dicetak 3D. Suku cadang lainnya relatif murah kecuali unit pH dari DF Robot dan ETape dari Adafruit. DF Robot menjual versi baru 3 volt dari sensor pH analog mereka dengan probe pH yang lebih murah dan Anda mungkin harus berinvestasi dalam versi mahal yang satu ini untuk pencelupan konstan. Saya belum menyertakan penguji konduktivitas tetapi ini mungkin akan ditingkatkan setelah melihat bagaimana tarifnya.

1. Dua kotak listrik tahan air geng dari Lowes - dengan berbagai alat kelengkapan untuk menahan tabung lurus dan bengkok - $ 10

2. Sensor Level Cairan eTape Standar 12 dengan Casing Plastik Adafruit --$59 Anda bisa mendapatkannya tanpa casing plastik dengan harga lebih murah $20…

3. Adafruit HUZZAH32 – ESP32 Feather Board--papan yang bagus.$20

4. Aiskaer 2 Pieces Side mount Aquarium Tank Side mount Saklar Apung Cair Horizontal Ketinggian Air $4

5. Adafruit Non-Latching Mini Relay FeatherWing

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

7. Berbagai warna LED pasangan

8. Tahan air DS18B20 Sensor suhu digital + tambahan $10 Adafruit

9. Gravitasi: Analog pH Sensor/Meter Kit V2 DF Robot $39--Probe pH industri akan lebih mahal $49

10 Sakelar On/Off Logam Kasar Tahan Air dengan Cincin LED Merah - 16mm Merah Nyala/Mati $5

11 Katup Solenoid Air Plastik - 12V - 3/4 (Jangan sampai 1/2 inci--tidak muat apa-apa…)

12. Diymall 0.96 Inch Kuning Biru I2c IIC Serial Oled LCD LED Modul $5

Langkah 2: Kawat Itu

Cukup ikuti diagram Fritzing untuk pengkabelan. esp32 dipasang pada papan foto dengan layar OLED di sisi yang berlawanan di mana ia akan menghadapi lubang kecil di bagian belakang tengah kotak geng. LED terhubung ke dua output digital ESP. Salah satunya menunjukkan koneksi WiFi dan yang lainnya mengumumkan jika Relay dihidupkan ke keluaran air. Baterai Lipo terpasang ke input baterai di papan. Semua papan lain (pH, relai, Etape, suhu satu kabel, OLED) semuanya diberi daya dari 3 volt di papan. On/off terhubung ke ground dengan mengaktifkan pin pada papan utama--LED ditenagai oleh NO koneksi ke daya. eTape jelas merupakan sesuatu yang harus diperiksa dengan cermat -- di papan saya, kekuatan dan ground terbalik (MERAH/HITAM) dan ini tampaknya menjadi kasus dengan orang lain yang memiliki masalah ini (lakukan pencarian di situs web adafruits untuk masalah ini…) juga resistor yang termasuk dalam kepala harus diukur dengan hati-hati - tidak seperti yang dipublikasikan. Papan Robot DH baru bekerja dengan 3V sekarang dan bekerja dengan ESP32. Tidak dapat membuat A0 berfungsi -- tidak menerima input sebelum koneksi Wifi jadi saya menggunakan input analog lainnya.

Langkah 3: Bangun Itu

Semuanya pas dengan rapi ke dalam kotak utama. Dua kutub saluran listrik pas dengan baik dari puting kedap air di bagian bawah. Ini mendukung alat ukur. Mereka dapat dibuat lebih panjang atau lebih pendek secara sewenang-wenang untuk menggantung kotak lebih tinggi atau lebih rendah ke permukaan air - satu-satunya batasan Anda adalah panjang kabel penghubung Anda yang harus masuk ke dalam kotak. Tabung ini harus disegel di bagian bawah dengan silikon. Instrumen ditangguhkan dari konektor cetak 3D yang sesuai dengan kelengkungan badan etape dan saluran. Mereka mudah disesuaikan dengan mur sayap. Pemegang khusus untuk probe pH dan probe suhu satu kawat juga dicetak. Dukungan kotak untuk level - sakelar kontrol air juga dicetak 3D. Sakelar ini tahan air dan dirancang dengan baik dan murah. Mereka tampak seperti saklar buluh tertutup. Kotak itu diisi dengan silikon setelah diamankan dengan mur yang disertakan di bagian dalam. Jarak antara sakelar ini akan menentukan berapa banyak cairan yang diizinkan masuk sebelum dimatikan. Semua kabel ditimbal melalui bukaan yang lebih rendah dan kemudian disegel dengan silikon. Kawat probe pH dimasukkan melalui lubang atas karena kemungkinan besar akan sering diganti. Sakelar on/off panas terpaku pada posisinya. Rak untuk memasang esp32 dengan aman dengan layar dicetak 3D. Sebuah jendela plastik bundar kecil dilapisi silikon di atas bukaan penutup belakang untuk melindungi layar OLED dari air.

Langkah 4: File Cetak 3D

Ini adalah file STL untuk semua pemegang dan dukungan terkait. Ini semua dirancang agar sesuai dengan fitur dukungan. Kotak untuk solenoida harus dimodifikasi pasca pencetakan untuk port kontrol daya/relai dan lubang LED di bagian depan.

Langkah 5: Kontrol Air

Solenoid 12 volt ditempatkan ke dalam rumah cetak 3D kustomnya sendiri yang juga menyertakan port untuk daya terpisah dan jalur kontrol dari papan relai bulu di rumah utama. Itu juga termasuk led merah kecil yang menyala ketika solenoida diaktifkan. Selang taman biasa dapat disambungkan dengan bukaan 3/4 inci--jangan dapatkan variasi 1/2 inci ini --Anda akan kesulitan menemukan konektor….

Langkah 6: Program Ini

Kode ini cukup mudah. Ini membuat beberapa subrutin berbeda dan melaporkannya melalui jaringan Blynk. Jika Anda telah bekerja dengan Blynk sebelum Anda mengetahui latihannya. Anda harus menyertakan semua perangkat lunak Blynk dan kunci penghubung untuk mikrokontroler dan stasiun laporan khusus Anda. Anda juga harus memberikan kredensial ke koneksi Wifi Anda. Semuanya bekerja dengan sangat indah dan menyediakan cara yang sangat mudah untuk melaporkan data yang rumit tanpa melakukan banyak pekerjaan. Anda harus menyiapkan serangkaian penghitung waktu yang dimediasi Blynk untuk setiap sensor yang diukur. Ini harus dimulai dan dijalankan dalam subrutin terpisah. Saya memiliki yang terpisah untuk pH, suhu, tinggi air dan waktu katup solenoid tetap terbuka - ini untuk memeriksa apakah air menyala terlalu lama tanpa mengisi tangki - tidak baik. Subrutin ketinggian air hanya mengambil rata-rata beberapa pembacaan dari pembagi tegangan pada eTape (lihat catatan sebelumnya--alat ini salah kabel dari pabrik ….) dan kemudian perbaiki pembacaan dengan peta dan fungsi kendala yang dilakukan dengan pengukuran di air tangki pada batas tinggi dan rendah pita. Subrutin pH lebih rumit. DH Robot menyertakan beberapa perangkat lunak untuk melakukan inisialisasi tetapi saya tidak dapat membuatnya bekerja sama sekali. Anda harus mengambil pembacaan mentah dari port A2 dengan buffer pada 4.0 dan 7.0 (termasuk dalam kit) dan mengaturnya ke "nilai asam" dan "nilai netral" di bagian atas program. Ini kemudian akan mengidentifikasi kemiringan dan intersep y untuk menghitung semua nilai pH berikutnya untuk Anda. pH harus dikalibrasi ulang dengan cara yang sama setiap 2 bulan untuk memeriksanya. Subrutin temp adalah program satu kabel standar Anda. Satu-satunya aktivitas di bagian void loop adalah memeriksa status kedua sakelar pelampung untuk menentukan kapan harus menyalakan air dan memulai pengatur waktu.

Langkah 7: Gunakan Ini

Pada uji coba awal, alat berat ini bekerja dengan baik--memiliki jangkauan instrumen yang mudah disesuaikan dan penutup kedap air yang dibuat untuk pengaturan yang lebih mudah di lingkungan yang berubah dengan cepat. Harus dilihat apakah jarak antara dua sakelar ketinggian air terbukti memadai. Lingkungan Blynk membuat pelaporan dan kontrol dengan ponsel mudah dilakukan. Kontrol langsung atas relai keluaran melalui telepon memungkinkan penggantian sistem ketika situasi ketinggian air yang menakutkan muncul. Kemudahan yang dengannya Anda dapat segera memberikan output yang disalurkan ke sebanyak mungkin perangkat membuat berbagi data dengan banyak orang menjadi mulus. Kepentingan masa depan adalah dengan mengotomatisasi pasokan nutrisi, pengujian konduktivitas (masalah yang diketahui dengan pengukuran pH) dan jaringan mesh dengan node lain untuk mengukur lokasi terpencil di kompleks tumbuh.