Napenergiával működő "intelligens" WiFi vezérlésű öntözőrendszer: 6 lépés (képekkel)

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

Ez a projekt az ebay szabványos DIY napelemes és 12 V -os alkatrészeit használja fel, a Shelly IoT eszközökkel és néhány alapvető programozással az openHAB -ban, hogy házi készítésű, teljesen napelemes, intelligens kerti elektromos hálózatot és öntözőrendszert hozzon létre.

A rendszer legfontosabb elemei:

• Teljesen napelemes rendszer (éjjel -nappal)
• 3 zónás öntözőrendszer (több is lehet!)
• Teljesen wifi vezérlésű, Google Home/Alexa integrációval Shelly RGBW2 eszközök segítségével
• "Intelligens" öntözés, használja a beállított automatikus öntözőrendszert, az időjárási API -val való linkekkel, hogy ellenőrizze a legutóbbi esőt.

Miért ez a design?

1) A veteményeskert öntözőrendszereit néztem, és azt tapasztaltam, hogy azok vagy nagyon drágák, vagy meglehetősen korlátozottan működnek (csak be- és kikapcsolás egy adott tömlőnél meghatározott időben).

2) A kertem nagyon hosszú, és nincs külső áram, ezért a napenergiával működő 12 V -os kerti rács felállítása a fészerből szórakoztató (és biztonságos!) Ötletnek tűnt, hogy áramot kapjunk a kert túlsó végén)

3) Shelly eszközökkel és OpenHAB -al játszottam, és úgy gondoltam, jó lenne látni, hogy mit tudok elérni!

Kellékek

Naprendszer:

• Napelem (120W)
• Akkumulátor (130aH szabadidős akkumulátor)
• Napelemes töltésvezérlő (30A)
• 12V stabilizátor
• Kábelezés

"Intelligens" öntözőrendszer:

• Vízcsap / Vízellátás
• 12V DC vízszivattyú
• 12v mágnesszelep (3x = 1 öntözőzónánként)
• Vízálló ház
• Öntözőtömlő, csatlakozók és tömlő
• 5 magos kábel
• Shelly RGBW2

(+szabványos elemek, például szerszámok, kábelcsatlakozók, tömlők stb. szükség szerint!)

A projekt számos funkcióját a Shelly alkalmazással is elvégezheti, de az öntözés fejlettebb automatizálási logikája érdekében OpenHAB -ot használtam.

1. lépés: Naprendszer beállítása

Ez a lépés csak egy gyors magyarázat a beállításomhoz, sok jó útmutató található a DIY napelemes rendszer legjobb beállításához, és ennek az utasításnak a fő célja az "Intelligens" kerti rács és öntözőrendszer! (Ez a lépés is opcionális, ha az egész rendszert 12V -os hálózati transzformátoron keresztül táplálja, ha könnyen hozzáfér az áramforráshoz, és nem szeretne napelemet használni.)

120W -os napelemet (eBay vagy Amazon), 130aH -s szabadidős akkumulátort használtam (kisebb kapacitást is igénybe vehet, de javasoljuk, hogy szabadidő -akkumulátort használjon normál autó -akkumulátoron, például egy ilyen napelemes rendszer ciklusos használata miatt) és 30A -s napelemes töltést vezérlőegység. Használhat egy kisebb erősítőegységet, de a költségkülönbség nagyon minimális, és 12 V -os áramfelvétel esetén az erősítők hamar felmászhatnak!

Maga a napelemes rendszer többféle feszültséget fog kiadni (a modellem dokumentációja szerint 10,7 V - 14,4 V az akkumulátor töltöttségi szintjétől és a napelemes bemenettől függően). A projektben használt Shelly eszközök ésszerűen feszültségérzékenyek, és állandó 12 V -os tápellátást igényelnek. Ennek eléréséhez szüksége lesz egy feszültségstabilizátorra, amely könnyen elérhető az eBay -en. Kaptam egy 8V-40V-os bemenetet 12V-os kimenetre, amely 10A-t képes szállítani. A 10A volt a legnagyobb stabilizátor, amit ebben a feszültségtartományban találtam, így csak 10A -t tud húzni egyszerre a kapcsolaton keresztül. Mindig lehetséges egy második stabilizátor csatlakoztatása később, hogy újabb 10A tápegységet biztosítson.

Gyors tesztelést végeztem a kerti asztalon, hogy megbizonyosodjak arról, hogy minden rendben működik a telepítés előtt. Megnéztem a szolár szabályozó kimeneti feszültségét, és valóban ~ 13.4V volt. Miután csatlakoztatta a feszültségstabilizátort, újra ellenőriztem, és 12,2 V volt - alkalmas a Shelly RGBW2 -hez, és csatlakoztatom.

A Shelly azonnal bekapcsol, és konfigurálhatom a WiFi -mhez, és teszteltem a válaszát - az első napenergiával működő IoT -készülékemet!

Miután minden tesztelt és működött, szétszedtem a beállítást, és áthelyeztem az alkatrészeket a kerti fészerbe a teljes telepítéshez.

Építettem egy alapkeretet a napelemek 40 fokos szögben tartásához (a leghatékonyabb a déli fekvésű, 40 fokos magasságban az én helyemen - ellenőrizze az interneten, sok számológép található, hogy megtalálja a legjobb szöget a helyhez!)

2. lépés: Intelligens öntözés - öntözőszelep ház

Az automatikus intelligens öntözőrendszer létrehozásának első lépése egy szelepvezérlő rendszer létrehozása.

A projekthez használt szelepek alap, általában zárt, 12V DC, 1/2 "mágnesszelepek. Ezek könnyen beszerezhetők az eBay -ről viszonylag olcsón. Különböző méretek is rendelkezésre állnak. 1/2" -ot használtam, mivel sok különböző szabvány létezik öntözőrendszer elemei, amelyek használhatók ezzel a méretű szeleppel/csővel. A szelepek mindkét oldalán szabványos 1/2 "-os csavarmenettel rendelkeznek, így megfelelő szerelvényekre lesz szüksége, hogy megfeleljen a használni kívánt tömlő/öntözőcső típusának.

Mivel a szelepek elektromos alkatrészei nem vízállóak, vízálló házra van szükség. Megállapítottam, hogy a Schnider Electric 12 bejáratú csatlakozódoboza (195x165x90mm) tökéletes méretű ahhoz, hogy illeszkedjen a használni kívánt 3 szelephez, valamint a 1/2 -os csavaros adapterekhez a 12 mm-es öntözőtömlőhöz.

A víz áramlását vízszintesen hajtom át a dobozon, a táp-/vezérlőkábel pedig a csatlakozódoboz alján keresztül belép az időjárásálló bemeneten.

3. lépés: Intelligens öntözés - Szelepek csatlakoztatása a Shelly RGBW2 vezérlőhöz

Minden szelepnek 2 ásókapcsa van. Az általam használt szelepeken nincs polaritáskülönbség, így pozitív vagy negatív csatlakozást tudok kötni bármelyik terminálhoz. Nincs áram, a szelep zárva van. Kapcsolja be, a szelep nyitva van.

(Megjegyzés: a rendszer ezen részének felépítéséhez/teszteléséhez egy szabványos 12 V -os egyenáramú transzformátort (régi LED -meghajtót) használtam, hogy ne kelljen tovább mennem a kertbe, és csatlakoznom a napelemhez a teszteléshez azt).

A dobozba kerülő 5-eres kábel 3 kábelét szakítsa meg megfelelő méretű ásócsatlakozókkal. (A példaképen ehhez barna, fekete és szürke színeket használnak). Egy kábelt (a képen kék) használnak közös +ve-ként, ezért kösse le az egyik kábelt egy megfelelő többkábeles csatlakozóba (én 5 kivezetéses Wago 221-et használtam).

A Shelly RGBW2 -t „Fehér” módba kell állítani (a Shelly vezérlőképernyő beállításai alatt). Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy a Shelly 4 különálló 12 V DC (tompítható) reléként működik.

Az áramforrásnak és a Shelly -nek valahol távol kell lenniük a víztől, biztonságos (száraz) helyen, és a szelepházhoz kell csatlakoztatni az 5 magos kábelt (az enyém körülbelül 5 m hosszú, a fészertől a zöldségfoltig). A Shelly egy kis időjárásálló csatlakozó dobozban van a fészerben.

Csatlakoztassa a tápellátást a mellékelt ábra szerint, és úgy kell kinéznie, mint a fényképen. Megjegyzés: a tartalék kábel és az 5-terminálos Wago hely a szivattyú csatlakoztatására szolgál.

4. lépés: Intelligens öntözés: a szivattyú csatlakoztatása

A következő lépés a szivattyú csatlakoztatása. Beállításomhoz a szivattyút a szelepházon keresztül csatlakoztattam, mivel a fő 5-eres kábelt használtam a fészer áramellátásához, de ha kényelmesebb, akkor külön is csatlakoztathatja a szivattyút.

A legnagyobb áramlású 12V -os szivattyút használtam, amit az ebay -en találtam (1000L/h), de sok lehetőség áll rendelkezésre. (Több szivattyúm van a Shelly RGBW2 -hez csatlakoztatva, és azt tapasztaltam, hogy egyes szivattyúk csak 100%-on működnek BE/KI, míg mások a Shelly dimmer funkció segítségével szabályozhatják az áramlást. Ez nem fontos az öntözőrendszer számára, ahogy szeretné max 'áramlás, de fontos lehet egy vízellátásnál stb.).

Ne feledje, hogy a mágnesszelepekkel ellentétben a szivattyúk polaritásérzékenyek, ezért gondoskodnia kell arról, hogy a +ve és -ve tápellátást a megfelelő módon kösse össze.

Ha ez befejeződött, a szivattyút minden szelep bemenetéhez kell csatlakoztatni, és minden szelep kivezetést biztosít a dobozból (így nem öntheti el a dobozt teszteléskor!).

Víz nélkül tesztelheti a szelepeket, ha be-/kikapcsolja őket a Shelly RGBW2 interfészen. Látnia kell, hogy az áramfogyasztás akár 10 W -ra is felmegy, amikor nyitva vannak (győződjön meg róla, hogy a „fényerő -szabályozó” 100% -ra van állítva, mielőtt bekapcsolja a csatornát, úgy tűnik, hogy semmi más nem tetszik nekik, mint 100%!). Ha bekötte a Shelly RGBW2-t a bekötési rajzon látható módon, akkor az 1-3 csatornáknak kell vezérelniük a szelepeket és a 4-es csatornát a szivattyút.

A képen azt látom, hogy kipróbálom a rendszert egy vödörrel a fürdőben, hogy keringtessem a vizet (a szivattyú a vörös dolog a vödörben).

A végső kép azt mutatja, hogyan kötöttem össze ezt a beállítást a vízfenekemhez vízellátás céljából.

5. lépés: Intelligens öntözés: Shelly RGBW2 csatlakoztatása

A rendszer összes kábelének száraz területre kell jutnia (wifi kapcsolattal!), Ahol a Shelly RGBW2 elhelyezhető.

A kábeleket a Shelly -hez kell csatlakoztatni a kapcsolási rajz szerint. Úgy döntök, hogy statikus IP -t használok minden Shelly eszközömön, mivel általában stabilabbá teszi a kapcsolatot.

6. lépés: Intelligens öntözés: vezérlőrendszer

Most, hogy a rendszer be van állítva, többféle módon is szabályozhatja a rendszert, és különböző szinten, hogy mennyire „intelligens” akar lenni!

Alap: A rendszer vezérlésének legalapvetőbb módja a Shelly alkalmazás és a natív integráció a Google Home vagy az Alexa segítségével. Az alkalmazásban szabványos ütemezéseket állíthat be az egyes csatornákhoz (szivattyú, 1. zóna, 2. zóna stb.), És ezeket is csatlakoztathatja a hangvezérléshez, ha úgy kívánja.

Előre: A Shelly App lehetővé teszi a "jelenetek" létrehozását is, különféle "jeleneteket" állíthat be, amelyek különböző öntözési mintákon futnak át a különböző napszakokban, stb. Sok lehetőség van az alkalmazásban … legyetek kreatívak!

Tényleg Okos

Eldöntöttem, hogy egy lépéssel tovább akarok lépni. Már az OpenHAB -ot használom a házamban lévő legtöbb IoT -eszköz vezérléséhez, ezért beállítom saját öntözőrendszer -vezérlőmet az OpenHAB használatával. Az alapvető.items.rules és.sitemap fájlokat csatoltam ehhez az Instructable -hez, hogy segítsen, ha valami hasonlót szeretne beállítani.

Általános jellemzők:

• Teljesen automatikus és kézi vezérlés a műszerfal oldaláról.
• A Google otthoni integrációja - "Hey Google, Start Irrigation". - Lásd a videót.
• Időjárási integráció - Csatlakoztam az OpenWeatherMap API -hoz, hogy ellenőrizzem az elmúlt 24 óra teljes csapadékmennyiségét, és ha 10 mm -nél több eső esett, az öntözési ciklus nem fut automatikusan
• Az öntözés minden nap meghatározott időben történhet, vagy változó napnyugta/napfelkelte stb.
• A rendszer kiszámítja, hogy mennyi vizet kell használni minden öntözési ciklushoz (ez fontos, ha vízcsapokat használ, mint én!
• Nyomja meg az értesítést a telefonjára, hogy figyelmeztesse Önt, ha az automatikus öntözés futni készül.