Páratartalom és hőmérséklet szabályozó rendszer a terráriumhoz: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

BEVEZETÉS:

Ez az utasítás egy moduláris páratartalom- és hőmérséklet -szabályozó rendszer kifejlesztésére szolgál Arduino Uno segítségével. Ez a rendszer vízálló nedvesség- és hőmérséklet -szondát használ a környezeti paraméterek figyelésére, valamint egy 5 V -os relékhez csatlakoztatott Arduino Uno -t, amely szabályozza a párásító és a hűtőventilátor aktiválását. A valós idejű órát (RTC) használó másodlagos rendszer biztosítja a párás levegő napi frissítését, és lehetővé teszi az ütemezett párásítás és hűtés programozását. A páratartalom és a hőmérséklet mérése az LCD képernyőre kerül.

Ennek az eszköznek a célja a trópusi növények környezeti paramétereinek szabályozása. Ebben az esetben ezek a növények a magasabb páratartalmat kedvelik (jellemzően 70%felett), és érzékenyek a magasabb hőmérsékletre (30-35 ° C). Tekintettel az épületem HVAC rendszerének mérsékelt hőmérsékletére, biztosíthatom, hogy a hőmérséklet ne csökkenjen egy meghatározott küszöbérték alá (20 ° C). Ebben az esetben az üvegházhatás inkább aggodalomra ad okot, ezért a párásítás mellett hűtést is végre kell hajtani.

VIGYÁZAT:

Ez a konstrukció magában foglalja az elektromos árammal való munkát. Tegyen különleges óvintézkedéseket az áramütés és az áramütés elkerülése érdekében. Ügyeljen a kábelezésre, nehogy rövidzárlatot vagy rossz csatlakozásokat hozzon létre.

Bár ezt a rendszert úgy tervezték, hogy kompatibilis legyen a 120 V -os eszközökkel, nem alkalmas nagyáramú rendszerekhez. Egyszerű módosítások lehetővé teszik egy ilyen rendszer használatát, beleértve a nagyobb teljesítményű reléket, a hűtőrendszert stb.

MÓDOSÍTÁS:

Ez a rendszer módosítható további vezérlési paraméterek, például fűtőberendezés hozzáadásával. Ezenkívül aktív vezérlőrendszer nélkül is működtethető, ha csak ütemezetten nedves levegőt alkalmaz. Ez a tényező nagymértékben függ a terráriumban termesztendő organizmusok típusától.

TÁROLÓ:

A program, diagramok és 3D nyomtatási modellek szintén megtalálhatók a GitHub itt.

Kellékek

VEZÉRLŐ

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x 2 vagy 4 csatornás 5V 10A relé (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x SHT 20 I2C vízálló hőmérséklet- és páratartalom szonda (RobotShop SEN0227)
  • 1x I2C 16x2 LCD modul (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • 1x adatgyűjtő pajzs RTC vagy RTC modullal (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • 1x csavaros terminálpajzs az Arduino Uno készülékhez (opcionális, RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • 3x 120 V-os 2-érintkezős hosszabbító kábel (3-érintkező is használható, győződjön meg róla, hogy 10 A [1200 W] vagy több teljesítményt tudnak kezelni)
  • 1x projekt doboz legalább 7 "x5" x3 "(RadioShack, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x NYÁK lap vagy szerelőlap a dobozhoz
  • 1x USB a/b kábel

  • 1x USB fali töltő adapter (120V)

PÁRÁSÍTÓ

• • 1x Homasy Cool Mist párásító (ASIN B07RZSBSHJ)
  • 1x 5/8 "x 6" PVG epeszivattyú kisülési cső (vagy hasonló 3/4 " - 5/8" cső, LOWES #814327)
  • 1x 3/4 "női-női csatlakozó PVC szerelvény (LOWES #23850)
  • 2x 3/4 "férfi-női csavaros könyök PVC szerelvény (LOWES #126822)
  • 1x 3/4 "oldalsó kimeneti könyök PVC szerelvény (LOWES #315496)
  • 1x 3/4 "forgó férfi-nő öntöző adapter (LOWES #194629)

HŰTŐVENTILLÁTOR

• • 1x 12V számítógépes ventilátor
  • 1x 12V 1A hálózati adapter
  • 1x 12V férfi+nő 2,1x5,5MM DC tápcsatlakozó dugó adapter csatlakozó

KIS RÉSZEK

• • 20x Jumper kábelek
  • 4x kábelmirigy (PH7)
  • 3x 22-10 AWG huzal anyák
  • 12x leállások, csavarok és csavarok
  • 6x M3-0,5 vagy UNC 4-40 csavar és csavar
  • 4x csavar (a szerelőlap rögzítéséhez a projektdobozhoz)
  • 3x tapadókorong kampó

ESZKÖZÖK

• • Drótcsíkoló
  • Csavarhúzók (különböző méretek)
  • Fúró
  • Rotációs eszköz (opcionális)
  • 3D nyomtató (opcionális)

PROGRAM

A program ezen az oldalon vagy a GitHubon található

1. lépés: Csatlakoztassa az Adruino áramkört

Ez a lépés az elektronika beállítására és csatlakoztatására szolgál. Ebben az esetben csak az Arduino UNO, SHT 20 kábelezésre van szükség, és csak az Arduino csatlakozási részek a relékhez. *Megjegyzés: a 120V -os hosszabbító kábeleket most nem kell csatlakoztatni.

WIRE ARDUINO

1. Gyűjtse össze a Kellékek alatt felsorolt alkatrészeket a VEZÉRLŐ RENDSZER alatt.

2. Csatlakoztassa az Arduino Uno -t a mellékelt séma szerint (ábra). Még ne csatlakoztassa a relét.

   • Adatgyűjtő tábla:

     Csatlakozás az Arduino Uno tetején

   • Csavaros csatlakozópajzs:

     Csatlakoztassa az analóg oldalt az Arduino Uno Datalogger Board analóg oldalához

   • SHT 20:

     • Piros - 3.3V
     • Zöld a GND -hez
     • Fekete - A5
     • Fehértől A4 -ig

   • I2C 16x2 LCD képernyő:

     • SCL - A5
     • SDA -tól A4 -ig
     • GND - GND
     • VCC 5V -ig

   • 4 csatornás relé (IN3 és IN4 -et használtam egy 4 csatornás reléből, ez működhet az IN1 és IN2 esetén a relén is):

     • VCC 5V -ig
     • GND - GND
     • IN 3 - 7
     • IN 4 -től 8 -ig
3. Ha a csavaros csatlakozópajzsot használja, akkor az 5V és a GND -t használhatja a képernyő közvetlen csatlakoztatásához, hogy ne legyen 2 érintkező ugyanabba a bemenetbe.
4. A képernyő vagy az SHT 20 szonda csatlakoztatható a másik SDA SCL bemenethez, amelyet az Arduinos az AREF bemenet felett talál. Ne feledje, hogy nem minden pajzson van ilyen.

2. lépés: Programozza az Arduino programot és ellenőrizze

Ez a lépés annak ellenőrzése, hogy minden összetevő működik -e, és hogy a program rendeltetésszerűen fog -e futni.

PROGRAM ARDUINO

1. Számítógép segítségével töltse le az Arduino IDE -t, amely itt található.
2. Csatlakoztassa az Arduino -t a számítógéphez az USB a/b adapter segítségével.
3. Töltse le az Arduino programot innen vagy erről az oldalról.
4. Töltse fel a szoftvert az Arduino -ba (győződjön meg arról, hogy a megfelelő COM -port van kiválasztva, különben nem töltődik fel).

ELLENŐRIZZE AZ ELEKTRONIKÁT

1. Ellenőrizze, hogy a program fut -e, és minden összetevő megfelelően olvasható -e.

   1. A páratartalom ellenőrizhető úgy, hogy az érzékelőt a párásító közelében helyezi be.

      • 70%alatti páratartalom esetén a relének be kell kapcsolnia, ezt gyakran kattanó hang és a relén lévő fény jelzi (modellfüggő).
      • 85% feletti páratartalom esetén ki kell kapcsolnia, ezt gyakran egy újabb kattanás és a fény kikapcsolása jelzi.

   2. A hőmérsékletet úgy ellenőrizheti, hogy a szondát a kezében tartja, hogy megemelje a hőmérsékletet.

      Hasonlóképpen, 30 ° C feletti hőmérsékleten a ventilátor reléjének be kell kapcsolnia

   3. Ne feledje, hogy a szonda körülbelül 6 másodperces késleltetési idővel rendelkezik a környezeti változások bejelentéséhez.

2. Győződjön meg arról, hogy a kijelző ésszerű környezeti számmal leolvassa a hőmérséklet páratartalmát.

   Az aktuális páratartalmat és hőmérsékletet egy másik érzékelővel vagy a helyi időjárás alapján becsülheti meg

3. lépés: Hozzon létre projektdobozt és szerelje fel az elektronikát

A projektdoboz most elkészíthető, és az elektronika felszerelhető, hogy később a dobozba lehessen helyezni.

PROJEKT DOBOZ

1. A projektdobozhoz 4 lyukat kell fúrni:

   • 120V -os bemeneti kábel.
   • Bemenet az SHT20 érzékelőhöz.
   • Kimenet a páratartalom szabályozására.
   • Kimenet a hőmérséklet -szabályozáshoz.

2. A lyukak bárhol elhelyezhetők. Ebben a példadobozban a következőképpen kerültek elhelyezésre:

   • 120V -os bemenet - jobbra fent középen.
   • SHT 20 bemenet - bal oldalon középen.
   • Páratartalom -szabályozó kimenet - középen jobbra a teteje felé.
   • Hőmérséklet -szabályozó kimenet - jobbra lent, középen.

3. Jelölje meg és fúrja ki a lyukakat egy 11,5 mm -es fúróval.

   Megjegyzés: 7/16 "-os fúróhegy használható, majd csiszolható/reszelhető a nagyításhoz ahhoz, hogy a tömszelencét behelyezze

4. Távolítsa el a kupakot és a tömítést minden tömszelencéről, és rögzítse a többi csavarházat és anyát a testhez, amint az az ábrán látható.

BEÉPÍTÉSI

1. Használjon műanyagdarabot, szerelőlapot vagy a dobozba illeszkedő prototípuslapot.
2. Fúrjon lyukakat a dobozban található rögzítő lyukakhoz.
3. Helyezze el elektronikáját (Arduino Uno pajzsokkal és relével) úgy, hogy elférjenek a táblán.
4. Jelölje meg a lyukakat, és fúrja a megfelelő méretű fúrószárral.
5. A tetszőleges fejlécekkel rögzítse az Arduino -t és a reléket a táblához (ábra)

4. lépés: A Project Box Electronics beállítása

Ez a lépés arra összpontosít, hogy az összes alkatrészt a projektdobozba helyezze, hogy a végső huzalozás elvégezhető legyen.

HOZZÁADÁS ARDUINO ÉS RELAY

1. Óvatosan válassza le az SHT 20 érzékelőt és a képernyőt.
2. Helyezze a szerelőlapot a dobozba (ábra). Még ne csavarja be.

ELŐKÉSZÍTŐ KÁBELEK

1. Vágja le a hosszabbító kábeleket a kívánt hosszúságra.

   • Lesz 1 fogú bemenete, amely a dobozban marad. Ez az Arduino és más, később hozzáadható eszközök (pl. Ventilátor, teljesítményátalakító stb.) Áramellátására szolgál.
   • Ebből a dugaszbemenetből 2 -et használnak a párásító és a hűtőberendezés áramellátására. Bármilyen hosszúságúvá teheti őket, de én úgy döntök, hogy a készülék közelében tartom őket, nehogy mindenhol lógjanak a zsinórok.
   • Ezen hosszabbítók közül 1 -ből mentheti a vezeték végét a készülék áramellátásához. Ha a feszültség alatt álló vezetéket jelzi a zsinóron, használja azokat (leggyakrabban csíkosak, ne aggódjon, ha a vezetékén van ilyen, csak megkönnyíti a rendszerezést).
2. Távolítsa el a tápkábel végeit és a három tápbemenetet.
3. Csavarja le a lecsupaszított végeket a kopás elkerülése érdekében (ábra, ábra).
4. Helyezze a kupakot és a gumitömítést a dugóra, a relé 2 kimenetére és az SHT 20 szondára.

KÁBELEK HOZZÁADÁSA

Kábelek csatlakoztathatók a dobozon elhelyezett tömszelencékhez (ábra). Még ne csavarja be őket

5. lépés: Relé huzalozása

Ennél a résznél alaposabb kábelezést vettem fel, mivel ez bonyolult lehet. Ez ugyanazt a huzalozást követi, mint a 2. lépésben látható ábra (ábra).

VEZETÉKRELÉ

1. Csatlakoztassa a két laza vezetéket a két relé közös (C) bemenetéhez egy csavarhúzó segítségével, hogy rögzítse a vezetéket (ábra).

   • Ez általában a relé középső bemenete, és gyakran C vagy függőleges vonalként jelölik.
   • Előfordulhat, hogy a vezetékeket le kell vágni, hogy megfelelően illeszkedjenek.
   • Győződjön meg arról, hogy szinte nincs réz kitéve, az illeszkedés jól illeszkedik, és nem kopott vezetékek lógnak ki.
   • Lehet, hogy kissé ki kell emelnie a táblát a vezetékek behelyezéséhez.

2. Csatlakoztassa a vezeték feszültség alatt álló végét a 2 tápbemenetről a relé normál nyitott (NO) részéhez (ábra).

   Ez hasonló a fenti lépéshez, de ezt a kimenetet egy szögben jelölt vonal jelöli (mint egy kapcsoló, amely nincs csatlakoztatva a közös vezetékhez)

3. Kezdje az összes feszültség alatt álló vezeték csatlakoztatásával. (Ez a két vezeték közül a nagyobbiknak felel meg, és ezt gyakran a vezeték vagy a fekete vezeték egyes csíkjai jelzik.) Az összekötő kábelek a következők:

   • Élő vezeték a csatlakozóból
   • Élő vezeték a dugó bemenetéről az Arduino tápellátására
   • 2 lecsupaszított vezeték
4. Csavarja össze a vezetékeket, és csavarja le a kupakot.

5. Csatlakoztassa az összes semleges vezetéket.

   • Semleges vezeték a csatlakozóból
   • Semleges vezeték a kimenetről az Arduino tápellátására
   • Vigye vissza a vezetékeket mind a 2 kimenetből
6. Csavarja össze a vezetékeket, és csavarja be a kupakot (ábra).

7. Győződjön meg arról, hogy az összes csavaros kupak szorosan illeszkedik és nem esik le.

   • Ha a csavaros kupakok nem illeszkednek jól, használjon más méretű kupakot.
   • Alternatív megoldásként a vezetékeket 2 -szer lehet csatlakoztatni, és a felesleges vezetéket össze lehet kapcsolni

Csatlakoztassa az SHT20 -at

1. Csavarja be az SHT20 csavart a csavarlapba.

   A vezetékeket áthidaló vezetékekbe is lehet tolni, és/vagy jumpervezetékekhez csatlakoztatni, ha nem használnak csavarlapot

FESZÍTETT Mirigyek

1. Húzza meg mindegyik tömszelencesapkát a vezetékek körül

   A zsinórokat kissé meg lehet rángatni, hogy eltávolítsák a lazaságot, de mindig ügyeljen arra, hogy maradjon egy kis lazaság

6. lépés: A vezérlőpult fedelének konfigurálása

Ebben a lépésben a képernyőt a doboz tetejére kell felszerelni, és hozzá kell adni a 3D nyomtatott alkatrészeket, hogy tisztább legyen.

LECSÜLJEN lyukat az LCD -hez

1. Keressen egy helyet, ahol a képernyőt a fedélre rögzítheti.

   Ez a projekt a bal és bal oldali 1 "-os oldalra helyezte

2. Keresse meg a képernyőt és a lyukak helyét.
3. Dremel vagy borotvapenge segítségével vágja ki a négyszögletes területet a képernyő elhelyezéséhez.
4. Fúrjon lyukakat a képernyőhöz a megfelelő fúrószárral.

3D NYOMTATOTT ALKATRÉSZEK HOZZÁADÁSA (opcionális)

1. Nyomtassa ki a mellékelt 2 STL fájlt:

   • Keret az LCD számára a vágási következetlenségek elrejtésére (16x2 LCD képernyő keret (retro). Stl).
   • Hivatalos megjelenésű logó (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Nyomtatás után helyezze a 2 nyomtatott alkatrészt a fedélre, ahol szeretné.
3. A megfelelő fúrószárral jelölje ki a képernyő fúrólyukait.
4. Ha szükséges, fessen.

CSATLAKOZÁS

1. Kis csavarok és csavarok segítségével (az M3 jól működik ehhez) csavar a képernyőn, csavarokkal az elülső és a képernyő mögött. Ha a keretet használja, rögzítse az elejét (ábra).
2. Rögzítse a logót, és helyezzen be csavarokat (opcionális) (ábra).
3. Győződjön meg arról, hogy minden csavar és csavar szorosan van rögzítve.

7. lépés: Fejezze be a vezérlőrendszer dobozát

Ezek a lépések befejezik a projektdoboz beállítását a vezérlőrendszerrel.

TELJESÍTMÉNY ÉS ZÁRÁS

1. Használja a dobozba helyezett hosszabbító kábel bemenetét, hogy hozzáadja a tápcsatlakozót az Arduino -hoz.

   Szeretem használni az USB -t, így könnyen kinyithatom, és megragadva a kábelt újraprogramozhatom

2. Kapcsolja be a dobozt, és győződjön meg arról, hogy minden csatlakozás működik.
3. Csavarja be a szerelőlapot a megfelelő csavarokkal.
4. Csavarja fel a doboz tetejét a projektdoboz készlet csavarjaival.

A vezérlőrendszer most kész. A következő lépések egy párásító és egy hűtőventilátor hozzáadása.

8. lépés: A párásító beállítása

Ez egy alapvető párásító rendszer felállítására szolgál kereskedelmi ultrahangos párásító használatával

PÁRÁSÍTÓ

1. A PVC alkatrészek segítségével csatlakoztassa őket az ábrán látható szerkezethez

   • Csatlakoztassa a 3/4 "hüvelyes-női PVC csatlakozót a férfi-női PVC csavaros könyökhöz.
   • Rögzítse a csavar könyökét egy másik csavar könyökéhez, hogy derékszöget kapjon.
   • Adja hozzá a férfi-nő öntöző adaptert a csavar könyökének csavarvégéhez.
   • Csatlakoztassa az oldalsó PVC -könyökcsövet az öntözőadapter végéhez.
2. Mérje meg és vágja le a csövet a kívánt hosszúságra
   • Ennek a hossznak a terrárium tetejétől a párásító közepéig kell lennie.
   • A vonalnak nagyon csekélynek kell lennie, és a függőlegesnek kell lennie. Bármilyen hurok vagy vízgyűjtő terület eltömíti a csövet, és megakadályozza a kis vízrészecskék áramlását.
   • Ennél a beállításnál a csövek valahol lábon voltak, és három láb működött.

3. Csatlakoztassa a csövet a PVC részhez

   Ebben az esetben egy 5/8 "epevezetéket használnak, amely szorosan illeszkedik a 3/4" -os csatlakozóhoz

4. Távolítsa el a fehér kupakot a párásító kimenetéről
5. Tolja a csövet a kimenetbe, hogy jól illeszkedjen.
6. Helyezze a PVC cső oldalát a terrárium belsejébe úgy, hogy a pereme mentén üljön. A PCV alkatrészeket többé -kevésbé be lehet csavarni, hogy be lehessen illeszteni a terrárium peremének szélességét.

9. lépés: A hűtőventilátor beállítása

Ez szükség esetén hűtőventilátort ad a konvekciós hűtés révén a hőmérséklet csökkentéséhez

HŰTŐVENTILLÁTOR

1. Csatlakoztassa a számítógép ventilátorának kimeneti vezetékét egy 12 V -os dugaszos adapterhez.

2. 2 tapadókorong segítségével úgy helyezze el/hajlítsa meg őket, hogy beleférjenek a ventilátor lyukaiba (ábra).

   A ventilátort kissé lefelé kell fordítani, hogy levegőt szívjon be a környezetből, hogy lehűtse a lakókat

10. lépés: Csatlakoztassa és ellenőrizze

Ez az utolsó lépés az irányítási rendszer véglegesítéséhez!

FELSZERELÉS SHT 20

1. Egy tapadókorong segítségével rögzítse az SHT 20 -at a terrárium teteje felé (ábra).

   Elméletileg a levegőben lévő víz gradiensének a legalacsonyabbnak kell lennie a terrárium teteje felé, mivel ez keveredik a szobalevegővel. Ebben az esetben biztos lehet abban, hogy a terrárium többi része az érzékelő által mért páratartalomnál vagy kissé meghaladja azt

MINDEN DUGATLANÍTÓ

1. Csatlakoztassa a vezérlőrendszert egy konnektorhoz, és győződjön meg arról, hogy bekapcsol és megfelelően olvas
2. Csatlakoztassa a párásítót a páratartalom-szabályozó aljzathoz.
3. Csatlakoztassa a ventilátort a hőmérséklet-szabályozó aljzathoz.

TESZT

Tesztelje a rendszert az érzékelő körüli környezet beállításával, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a relék szükség esetén be- és kikapcsolnak. További információért lásd a 2. lépést

11. lépés: Utolsó szavak

ZÁRÓ SZAVAK

A rendszer fel van állítva, és jónak kell lennie. Amint azt korábban említettük, a rendszer moduláris, mivel a dolgok könnyen beállíthatók vagy módosíthatók a szükséges követelményeknek megfelelően. Nagyon fontos megjegyezni, hogy ez a rendszer nem okos: Nem fogja tudni, hogy van -e hiba, és csak be- vagy kikapcsolja a dolgokat. A rendszert folyamatosan ellenőrizni kell annak biztosítása érdekében, hogy elegendő víz legyen a párásítóban, hogy a vezeték ne legyen eltömődve, a páratartalom -érzékelő még mindig működik stb. Összességében ennek a rendszernek a kereskedelmi szabályozórendszerekkel azonos szinten kell működnie funkcionális, alkalmazkodó és költséghatékony. Jó szórakozást az építkezéshez.