Arduino Kombucha Thermostat: 3 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ฉันชอบคอมบูชามาโดยตลอด แต่ในร้านมีราคาแพงมาก ที่ประมาณ $4 ต่อ 12 ออนซ์ ไม่มีทางที่ฉันจะดื่มมันได้มากเท่าที่ฉันต้องการ ฉันมองหาการทำคอมบูชาของตัวเองและตระหนักว่ามันไม่ได้ยากขนาดนั้น และไม่ต้องใช้ทรัพยากรมากเกินไป ฉันซื้อชุดนี้เพื่อเริ่มต้น แต่คุณอาจมีสินค้าเหล่านี้อยู่แล้ว ดังนั้นอย่าซื้อสิ่งที่คุณมีอยู่แล้ว! ฉันเป็นนักเรียนเต็มเวลาและแทบไม่เคยอยู่บ้านเลย ดังนั้นฉันจึงคิดว่าฉันจะพยายามสร้างวงจรโดยใช้ Arduino เพื่อควบคุมความร้อนโดยอัตโนมัติ

รายการที่จำเป็นในการสร้างวงจร:

• Arduino Uno (หากคุณยังไม่มี Arduino ฉันขอแนะนำให้ใช้ชุดเริ่มต้น ฉันเริ่มต้นด้วยสิ่งนี้และมาพร้อมกับ LCD, เขียงหั่นขนม, ออด, LED และเซ็นเซอร์อุณหภูมิ TMP36 ที่สามารถใช้ได้ นอกคอมบูชา)
• เขียงหั่นขนมและสายไฟ
• DS18B20 เซ็นเซอร์อุณหภูมิ (คุณจะต้องมีตัวต้านทาน 4.7k ด้วย)
• โมดูลรีเลย์
• เครื่องทำความร้อน

รายการเสริมเพื่อสร้างวงจร:

• จอ LCD เขียงหั่นขนม
• LED เขียงหั่นขนม
• เขียงหั่นขนม Piezo Buzzer

รายการที่จำเป็นในการทำ Kombucha:

ฉันได้ชุดนี้ซึ่งมีทุกอย่างด้านล่างและอีกมากมาย

• คอมบูชา สโคบี้
• โถแก้ว 1 แกลลอน
• ชาดำ ชาเขียว หรือชาอู่หลง
• กลั่นน้ำตาล
• ขวดแก้วแบบมีฝาปิด (สำหรับใส่คอมบูชาในการหมักครั้งที่ 2)

ขั้นตอนที่ 1: เริ่มการหมักครั้งแรก

สำหรับขั้นตอนนี้ เราไม่ต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใดๆ เพียงแค่หม้อเล็กๆ น้ำตาล สกอบี้ และชา

1. ต้มน้ำ 4 ถ้วยตวง พอเดือดก็ปิดไฟ
2. ใช้ถุงชา 6 ถุง หรือเทชาดำ ชาเขียว หรือชาอู่หลง 3 ช้อนโต๊ะลงในถุงชาฝ้ายแล้วใส่ลงในหม้อ
3. แช่ไว้ 5-7 นาที
4. นำถุงชาออกและทิ้งชา
5. ใส่น้ำตาล 1 ถ้วยลงในหม้อแล้วคนให้เข้ากัน ไม่ต้องกังวลกับการดื่มน้ำตาลมากขนาดนั้น สโคบี้จะกินน้ำตาลส่วนใหญ่ในระหว่างการหมัก
6. เมื่อน้ำตาลละลายแล้ว ให้เทชาหวานลงในโถชงขนาด 1 แกลลอน
7. เทน้ำเย็นที่กรองแล้ว 8 ถ้วย ฉันใช้น้ำขวดเย็น
8. ส่วนผสมควรเป็นอุณหภูมิห้องหรือสูงกว่าเล็กน้อย เพียงตรวจสอบให้แน่ใจว่าน้ำไม่สูงกว่า 86 องศาในหน่วย Freedom ก่อนที่จะไปยังขั้นตอนต่อไป
9. เพิ่ม scoby และ liquid starter ที่เข้ามาในส่วนผสม ผัดเพียงครั้งเดียว
10. ปิดฝาขวดด้วยผ้าฝ้ายและปิดด้วยหนังยาง

ตอนนี้เรามีคอมบูชา (ที่กำลังจะเป็น) ของเราแล้ว ให้ไมโครคอนโทรลเลอร์สมอง…..

ขั้นตอนที่ 2: สร้างวงจร

ในการเริ่มต้นขั้นตอนที่ 2 ขั้นแรกให้ตั้งค่า Arduino ถัดจากเขียงหั่นขนม และประกอบชิ้นส่วนทั้งหมดที่จำเป็นเพื่อช่วยตัวคุณเองในระยะยาว เพื่อให้สายตาของคุณง่ายขึ้น ฉันแบ่งวงจรออกเป็น 3 ไดอะแกรม LCD ตัวแจ้งเตือน และเซ็นเซอร์อุณหภูมิ บังคับฉันสร้างไดอะแกรมทั้งหมดเหล่านี้ด้วย Fritzing ภาพสุดท้ายเป็นวงจรของฉัน ไม่ต้องกังวลหากวงจรของคุณดูไม่เรียบร้อยเหมือนของฉัน (;

***หมายเหตุ ไม่ใช้ด้านอนาล็อกของ Arduino ห้ามเสียบสายไฟใดๆ เข้ากับช่องเสียบเหล่านั้น***

ฉันจะเริ่มต้นด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิ DS18B20 ของฉันมีสายสีแดง สีน้ำเงิน และสีเหลือง ของคุณควรมีสีใกล้เคียงกัน สีแดงเชื่อมต่อกับ 5V สีน้ำเงินเชื่อมต่อกับ GND สีเหลืองน่าสนใจเพราะเป็นสายข้อมูล แต่ต้องการพลังงานเสริมผ่านตัวต้านทาน 4.7k Ohm ดังนั้นสีเหลืองจะเชื่อมต่อกับพิน 13 บน Arduino และตัวต้านทาน 4.7k Ohm เปลี่ยนจากสีเหลืองเป็น 5V อ้างอิงรูปภาพเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น

* จอ LCD ใช้พื้นที่มากที่สุดและทำให้ทั้งภาพดูบ้าๆ บอๆ แต่ค่อนข้างเรียบง่าย ฉันจะไปตามลำดับจากซ้ายไปขวา เริ่มที่ 1 และสิ้นสุดที่ 16

• พินที่ 1 ไปที่ GND
• พินที่ 2 ไปที่ 5V
• พินที่ 3 ไปที่ GND
• พินที่ 4 ไปที่ 12 บน Arduino
• พินที่ 5 ไปที่ GND
• พินที่ 6 ไปที่ 11 บน Arduino
• พิน 7-10 ไม่ได้ใช้
• พินที่ 11 ไปที่ 5 บน Arduino
• พินที่ 12 ไปที่ 4 บน Arduino
• พินที่ 13 ไปที่ 3 บน Arduino
• พินที่ 14 ไปที่ 2 บน Arduino
• พินที่ 15 เชื่อมต่อกับ 5V ผ่านตัวต้านทาน 330 โอห์ม
• พินที่ 16 เชื่อมต่อกับ GND

รีเลย์เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดสำหรับชิ้นส่วนเทอร์โมสตัท เพราะจะควบคุมเมื่อเปิดหรือปิดฮีตเตอร์ ในการสร้างโมดูลจริงๆ ฉันใช้บทช่วยสอนนี้จาก SparkFun ฉันใช้เว็บไซต์นี้ ซึ่งช่วยแยกแยะว่าสายไฟไปที่ไหน อีกทางหนึ่ง คุณสามารถซื้อ IOT Relay จาก SparkFun หรือ Adafruit ที่ทำสิ่งเดียวกันได้ ฉันใส่ดาต้าพินบนรีเลย์ไปที่พินดิจิตอล 6 บน Arduino ฉันตั้งค่ารีเลย์สำหรับ NC หรือ Normal Closed ดังนั้นหากคุณเลือกให้เป็น NO หรือ Normal Open คุณจะต้องแก้ไขรหัส

สุดท้ายนี้ สิ่งที่ฉันเรียกว่าผู้แจ้ง นี่เป็นอีกทางเลือกหนึ่งและไม่ใช่ส่วนที่จำเป็น โดยพื้นฐานแล้ว ถ้าคุณไม่ต้องการให้รีเลย์ควบคุมเมื่อเปิดและปิดฮีตเตอร์ คุณสามารถทำได้ด้วยตนเองทุกครั้งที่ได้ยินเสียงบี๊บ มีไฟ LED และ Piezo Buzzer ด้านที่ยาวกว่าของ LED เชื่อมต่อกับตัวต้านทาน 220 โอห์ม ซึ่งเชื่อมต่อกับพิน 8 บน Arduino ด้านที่สั้นกว่าเชื่อมต่อกับ GND ออดมีด้านบวกและด้านลบ โดยปกติแล้วจะทำเครื่องหมายด้วย + และ - ตามลำดับ ด้าน + ไปที่พิน 9 บน Arduino ด้าน - ไปที่ GND

* โปรดทราบว่าฉันสร้างโปรเจ็กต์นี้เป็นโอเพ่นซอร์สเพื่อให้คุณสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามที่คุณมี! หากคุณไม่มี LCD คุณสามารถแก้ไขโค้ดให้ทำงานเหมือนเดิมได้โดยไม่ต้องมี!

ขั้นตอนที่ 3: ส่วนที่ดีที่สุด… เขียนโค้ด

ไม่มีความภาคภูมิใจและความสำเร็จใดดีไปกว่าการเขียนโค้ดที่ได้ผลในครั้งแรก! น่าเสียดายที่ฉันไม่ใช่แบบนั้น แต่ก็ยังสนุกเมื่อใช้งานได้ คุณจะต้องใช้ Arduino IDE เพื่อแฟลชโค้ดไปที่ Uno มีวิธีอื่น แต่วิธีนี้ง่ายที่สุด หากคุณไม่ได้ติดตั้งหรือติดตั้ง IDE โปรดพังรูกระต่ายนี้

ขั้นตอนแรกคือการเริ่มต้น มีไลบรารี่สามไลบรารีที่จำเป็นสำหรับโค้ดนี้ ซึ่งทั้งหมดสามารถดาวน์โหลดได้ผ่าน Arduino IDE โดยไปที่ Sketch -> Include Libraries -> Manage Libraries… จากนั้นค้นหาและติดตั้งไลบรารี OneWire, LiquidCrystal และ Dallas Temperature ฉันได้แนบรหัสและอัปโหลดไปยัง Github ของฉันแล้ว! ไฟล์นี้มีชื่อว่า KombuchaThermostat.ino

รหัสนี้สามารถอัปโหลดได้โดยตรงหากคุณต้องการเพียงแค่รีเลย์ (เช่น ไม่มี LED หรือ Buzzer) และคุณตั้งค่าเป็นรีเลย์แบบปิดปกติ มิฉะนั้น ฉันได้เขียนโค้ดสำรอง และกลยุทธ์การดีบักในนั้น พวกเขาเพิ่งแสดงความคิดเห็น รหัสของฉันได้รับอนุญาตภายใต้โดเมนสาธารณะ ดังนั้นอย่าลังเลที่จะแก้ไขรหัสตามสไตล์และความชอบของคุณ

กำลังแก้ไขข้อมูล…

การดีบักไม่ได้น่ากลัวเลย โดยเฉพาะกับ Arduino

• ถ้าโค้ดของคุณไม่ได้คอมไพล์ เป็นไปได้ว่าคุณไม่ได้ติดตั้งไลบรารี่ไว้
• หากไม่ได้อัปโหลด เป็นไปได้ว่าคุณเลือกพอร์ต บอร์ด หรือโปรแกรมเมอร์ผิด ลิงก์ด้านบนเพื่อตั้งค่า IDE เป็นแหล่งข้อมูลที่ดีเพื่อให้แน่ใจว่าคุณมีการกำหนดค่าทั้งหมดอย่างถูกต้อง
• หากอุณหภูมิดูแปลก ๆ ให้ยกเลิกการใส่เครื่องหมายคำพูดทั้งหมดที่มีคำว่า "ซีเรียล" แล้วเปิดจอภาพอนุกรมเพื่อดูว่าอุณหภูมิของคุณเป็นอย่างไร

รหัสนี้ได้รับการทดสอบบน Ubuntu 16.04

ถ้ามันทำงานบนระบบของคุณที่มีระบบปฏิบัติการอื่น แจ้งให้เราทราบ แล้วฉันจะเพิ่มลงในรายการ!