ระบบตรวจสอบและควบคุมเรือนกระจกแบบ Hydroponic: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีสร้างระบบเฝ้าติดตามและควบคุมเรือนกระจกแบบไฮโดรโปนิกส์ ฉันจะแสดงส่วนประกอบที่เลือก แผนภาพการเดินสายไฟของวิธีสร้างวงจร และภาพร่าง Arduino ที่ใช้ในการตั้งโปรแกรม Seeeduino Mega 2560 ฉันจะโพสต์วิดีโอสองสามรายการในตอนท้ายเพื่อให้คุณเห็นผลลัพธ์สุดท้าย

อินพุต:

DHT11

ผลลัพธ์:

• ปั๊มน้ำ
• ปั๊มลม
• แฟน 2 คน
• แถบไฟ LED
• จอ LCD 4x20

การทำงาน:

• ปั๊มลมและน้ำติดอยู่กับฟังก์ชันขัดจังหวะภายนอกซึ่งควบคุมโดยสวิตช์ SPDT ทำให้ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนสารละลายธาตุอาหารหรือคนจรจัดกับระบบชลประทานโดยไม่ต้องปิดวงจรทั้งหมด นี่เป็นสิ่งสำคัญเพราะเมื่อคุณปิดวงจรทั้งหมด เวลาสำหรับไฟจะรีเซ็ต
• ไฟถูกควบคุมโดยฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์อย่างง่าย ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถกำหนดระยะเวลาที่ต้องการให้ไฟเปิดและปิดได้
• พัดลมถูกควบคุมโดยอุณหภูมิ ฉันได้ตั้งโปรแกรมรีเลย์ให้เปิดพัดลมทุกครั้งที่เซ็นเซอร์อ่านอุณหภูมิสูงกว่า 26 องศาเซลเซียส และจะปิดเมื่อใดก็ได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 26 องศาเซลเซียส

ฉันรู้สึกว่าควรพูดถึงว่าโครงการนี้ยังอยู่ในระหว่างดำเนินการ ในช่วงปลายฤดูร้อน ฉันวางแผนที่จะติดตั้งเซ็นเซอร์วัดค่า pH การนำไฟฟ้า และ DO (เนื่องจากสิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการตรวจสอบระบบไฮโดรโปนิกส์อย่างเหมาะสม) ดังนั้นหากคุณชอบสิ่งที่คุณเห็น โปรดกลับมาตรวจสอบเป็นระยะๆ ตลอดฤดูร้อนเพื่อตรวจสอบความคืบหน้าของฉัน!

**อัปเดต(1/30/19)** ขณะนี้โค้ดสำหรับโครงการนี้พร้อมใช้งานผ่านไฟล์ Greenhouse_Sketch.txt (อยู่ที่ด้านล่างของส่วน 4

ขั้นตอนที่ 1: การเลือกส่วนประกอบ

ภาพถ่ายที่แสดงในขั้นตอนที่ 1 แสดง; ส่วนประกอบ รุ่น บริษัท ฟังก์ชัน และราคา

คุณสามารถหาส่วนประกอบเหล่านี้ได้ในราคาที่ถูกกว่าผ่าน Amazon หรือแหล่งอื่นๆ ฉันเพิ่งรวบรวมข้อมูลนี้จากแหล่งที่มาของแต่ละส่วนประกอบ เนื่องจากฉันกำลังรวบรวมแผ่นข้อมูลจำเพาะในเวลาเดียวกัน

***แก้ไข***

เพิ่งรู้ว่าฉันทิ้งเขียงหั่นขนม 2x สำหรับรายการชิ้นส่วนของฉัน สิ่งเหล่านี้ค่อนข้างถูกและสามารถซื้อผ่าน Amazon หรือร้านค้าปลีกส่วนประกอบใดก็ได้

ขั้นตอนที่ 2: การเดินสายไฟวงจร

ในรูปภาพที่แสดงในขั้นตอนที่ 2 คุณจะพบไดอะแกรมการเดินสายและโครงสร้างทางกายภาพของวงจร มีการบัดกรีเล็กน้อยในขั้นตอนนี้เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่มั่นคงกับรีเลย์รวมถึงสวิตช์ขัดจังหวะและไฟ

หากคุณกำลังมีปัญหาในการรับส่วนประกอบเพื่อเพิ่มพลัง โปรดจำไว้ว่า DMM คือเพื่อนที่ดีที่สุดของคุณในขั้นตอนนี้ ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าข้ามส่วนประกอบแบบขนาน และตรวจสอบกระแสผ่านส่วนประกอบในอนุกรม ฉันพบว่าการตรวจสอบส่วนประกอบโดย DMM นั้นเร็วกว่าการพยายามรื้อสายไฟใหม่เพื่อค้นหาสาเหตุที่บางอย่างไม่ทำงาน

หมายเหตุ: คุณจะสังเกตเห็นว่าฉันใช้ตัวป้องกัน MicroSD ที่ด้านบนของ Seeeduino Mega 2560 ซึ่งไม่จำเป็นสำหรับโครงการนี้ เว้นแต่ว่าคุณต้องการบันทึกข้อมูล (ซึ่งฉันยังไม่ได้ตั้งโปรแกรมไว้สำหรับ…

ขั้นตอนที่ 3: การสร้างเรือนกระจกไฮโดรโปนิกส์

ขนาดของเรือนกระจกขึ้นอยู่กับคุณจริงๆ สิ่งที่ดีที่สุดเกี่ยวกับโครงการนี้คือสิ่งที่คุณต้องทำในขนาดที่ใหญ่ขึ้นคือสายไฟที่ยาวขึ้น! (และปั้มน้ำหัวสูงเกิน 50 ซม.)

โครงฐานของเรือนกระจกสร้างจากไม้จาก LOWE's และฉันใช้ท่อพีวีซีและลวดไก่แบบยืดหยุ่นเพื่อสร้างโครงเครื่องดูดควัน (ภาพที่ 1)

ใช้แผ่นพลาสติกธรรมดาปิดฝากระโปรงหน้ารถ และสร้างระบบนิเวศแบบแยกส่วนสำหรับพืช พัดลมสองตัวในชุดถูกใช้เพื่อเคลื่อนย้ายอากาศไปทั่วเรือนกระจก หนึ่งเพื่อดึงอากาศเข้าและอีกหนึ่งเพื่อดึงอากาศออก สิ่งนี้ทำเพื่อทำให้เรือนกระจกเย็นลงโดยเร็วที่สุดและเพื่อจำลองสายลม พัดลมถูกตั้งโปรแกรมให้ปิดเมื่อ DHT11 วัดอุณหภูมิหรือ = ถึง 26 *C สิ่งนี้จะแสดงในส่วนร่างของคำแนะนำ (ภาพที่ 2)

ระบบไฮโดรโปนิกส์ประกอบด้วยท่อพีวีซี OD ขนาด 3 นิ้ว รู 2 นิ้ว 2 รูที่ตัดด้านบนสุดสำหรับหม้อตาข่าย โดยจะเว้นระยะห่างกัน 3 นิ้ว เพื่อให้พืชแต่ละต้นมีพื้นที่เพียงพอสำหรับการรูตและการปลูก ใช้ระบบน้ำหยดเพื่อให้สารละลายธาตุอาหารแก่พืช และเจาะรูขนาด 1/4 นิ้วจากก้นพีวีซีเพื่อให้ ให้น้ำกลับคืนสู่อ่างเก็บน้ำเบื้องล่าง ปั๊มลมและน้ำทั้งสองเชื่อมต่อกับสวิตช์ขัดจังหวะที่ควบคุมจากช่องว่างที่สองที่วิ่งขนานกับวงโมฆะหลัก วิธีนี้ทำให้ฉันสามารถปิดปั๊มเพื่อเปลี่ยนสารละลายธาตุอาหารได้โดยไม่ส่งผลต่อส่วนที่เหลือของระบบ (ภาพที่ 3, 4 และ 5)

ติดแถบไฟ LED ที่ด้านบนของฝากระโปรงหน้าและต่อเข้ากับรีเลย์ผ่านเครื่องขยายเสียง RBG ไฟอยู่บนตัวจับเวลาซึ่งควบคุมโดยคำสั่ง "If" และ "else if" ในการเขียนโปรแกรมของฉัน คุณจะพบว่ามันถูกตั้งโปรแกรมให้เปิดและปิดทุกๆ 15 วินาที นี่เป็นเพียงจุดประสงค์ในการสาธิตเท่านั้น และควรเปลี่ยนตามวงจรแสงปกติเพื่อสภาพการเจริญเติบโตที่เหมาะสมที่สุด นอกจากนี้ สำหรับสภาพการเจริญเติบโตจริง ฉันแนะนำให้ใช้ไฟจริงมากกว่าแถบ LED ธรรมดาที่ฉันใช้ในโครงการระดับเดียวกัน (ภาพที่ 6)

ขั้นตอนที่ 4: การเขียนโปรแกรมใน Arduino

ภาพที่ 1: การตั้งค่าไลบรารีและคำจำกัดความ

• ไม่ได้ลงนาม timer_off_lights=15000. นาน

  นี่คือจุดที่เรากำหนดว่าเมื่อใดควรปิดไฟ LED ขณะนี้ไฟถูกตั้งโปรแกรมให้เปิดไว้จนกว่าจะถึงเวลานี้ สำหรับการใช้งานจริง ขอแนะนำให้ตรวจสอบวงจรแสงที่ต้องการสำหรับพืชที่คุณต้องการเติบโต เช่น หากคุณต้องการเปิดไฟเป็นเวลา 12 ชั่วโมง ให้เปลี่ยนเวลานี้จาก 15,000 เป็น 43200000

ไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ในส่วนนี้ของโปรแกรม

ภาพที่ 2: การตั้งค่าเป็นโมฆะ

ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงในส่วนนี้

ภาพที่ 3: วงโมฆะ

• อื่นถ้า (time_diff <30000)

  เนื่องจากไฟถูกตั้งโปรแกรมให้เปิดเมื่อสตาร์ทและปิดในโปรแกรม 15 วินาที 30000 ทำหน้าที่เป็นขีด จำกัด ของเวลาที่วัดได้ ไฟยังคงปิดอยู่จนกว่าจะถึงเวลา 30000 และรีเซ็ตกลับเป็น 0 ดังนั้นจะเปิดไฟอีกครั้งจนกว่าจะถึง 15,000 อีกครั้ง 30000 ควรเปลี่ยนเป็น 86400000 เพื่อแสดงรอบ 24 ชั่วโมง

• ถ้า (t<26)

  นี่คือจุดที่โปรแกรมบอกให้แฟน ๆ ยังคงปิดอยู่ หากพืชของคุณต้องการอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ให้เปลี่ยน 26 เพื่อให้เหมาะกับความต้องการของคุณ

• อื่นถ้า (t>=26)

  นี่คือจุดที่โปรแกรมบอกให้แฟน ๆ ยังคงเปิดอยู่ เปลี่ยน 26 นี้เป็นตัวเลขเดียวกับที่คุณเปลี่ยนคำสั่งก่อนหน้าเป็น

ภาพที่ 4: โมฆะ StopPumps

นี่เป็นโมฆะรองที่กล่าวถึงในตอนต้นของคำสั่งนี้ ไม่จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลงใดๆ เพียงแค่บอกพินที่เชื่อมต่อว่าต้องทำอย่างไรเมื่อสวิตช์ SPDT ถูกพลิกจากตำแหน่งเดิม

ขั้นตอนที่ 5: วิดีโอแสดงการทำงานของระบบ

วิดีโอ 1:

แสดงปั๊มลมและน้ำถูกควบคุมโดยสวิตช์ คุณยังสามารถดูว่าไฟ LED บนรีเลย์เปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อสวิตช์ถูกโยนออกไป

วิดีโอ 2:

เมื่อดู Serial Monitor เราจะเห็นว่าไฟเปิดขึ้นเมื่อโปรแกรมเริ่มทำงาน เมื่อ time_diff ข้ามเกณฑ์ 15,000 ms ไฟจะดับลง นอกจากนี้ เมื่อ time_diff ข้ามขีดจำกัด 30000 ms เราสามารถดู time_diff ที่รีเซ็ตกลับเป็นศูนย์และไฟจะสว่างขึ้นอีกครั้ง

วิดีโอ 3:

เราจะเห็นได้ในวิดีโอนี้ว่าอุณหภูมิกำลังควบคุมพัดลม

วิดีโอ 4:

แค่เดินเล่นรอบเรือนกระจก

รางวัลชนะเลิศการประกวดเซนเซอร์ 2016