Humiditeits- en temperatuurbeheerstelsel vir terrarium: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

INLEIDING:

Hierdie instruksie is vir die ontwikkeling van 'n modulêre humiditeits- en temperatuurbeheerstelsel met 'n Arduino Uno. Hierdie stelsel gebruik 'n waterdigte humiditeits- en temperatuursonde om omgewingsparameters te monitor en 'n Arduino Uno wat gekoppel is aan 5V -relais om die aktivering van 'n lugbevochtiger en 'n koelwaaier te beheer. 'N Sekondêre stelsel wat 'n real-time-klok (RTC) gebruik, sorg vir 'n daaglikse verfrissing van vogtige lug en maak voorsiening vir die programmering van geskeduleerde bevochtiging en verkoeling. Die humiditeits- en temperatuurmetings word op die LCD -skerm geprojekteer.

Die toepassing van hierdie toestel is om omgewingsparameters vir tropiese plante te beheer. In hierdie geval verkies hierdie plante hoër humiditeit (tipies bo 70%) en is hulle sensitief vir hoër temperature (30-35C). Gegewe die matige temperatuur van die HVAC -stelsel in my gebou, kan ek verseker dat die temperatuur nie onder 'n bepaalde drempel (20C) daal nie. In hierdie geval is die kweekhuiseffek meer kommerwekkend, dus moet koeling benewens bevochtiging geïmplementeer word.

LET WEL:

Hierdie konstruksie behels die werk met elektrisiteit. Neem spesiale voorsorgmaatreëls om elektrisiteit en skok te voorkom. Wees versigtig met die bedrading om te voorkom dat u kortbroek of swak verbindings skep.

Alhoewel hierdie stelsel ontwerp is om verenigbaar te wees met 120V -toestelle, is dit nie bedoel vir gebruik met hoëstroomstelsels nie. Eenvoudige aanpassings maak voorsiening vir so 'n stelsel, insluitend relais wat bedoel is vir hoër wattage, 'n verkoelingstelsel, ens. Beperk die totale stroomopname tot 'n maksimum van 10A vir alle gekoppelde toestelle.

WYSIGING:

Hierdie stelsel kan aangepas word om addisionele beheerparameters soos 'n verwarmer by te voeg. Boonop kan dit sonder 'n aktiewe beheerstelsel uitgevoer word deur net op 'n geskeduleerde basis vogtige lug toe te dien. Hierdie faktor is sterk afhanklik van die tipes organismes wat in die terrarium verbou moet word.

REPOSITORIE:

Die program, diagramme en 3D -drukmodelle kan ook op GitHub hier gevind word.

Voorrade

BEHEERDER

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x 2 of 4 kanaal 5V 10A aflos (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x SHT 20 I2C waterdigte temperatuur- en humiditeitsprobe (RobotShop SEN0227)
  • 1x I2C 16x2 LCD -module (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • 1x Datalogger -skild met RTC- of RTC -module (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • 1x Skroefaansluitskerm vir Arduino Uno (opsioneel, RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • 3x 120V verlengsnoer met 2 tande (3-tande kan ook gebruik word, maak seker dat hulle 10A [1200W] of meer kan hanteer)
  • 1x Project Box minstens 7 "x5" x3 "(RadioShack, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x PCB -bord of monteerbord vir boks
  • 1x USB a/b kabel

  • 1x USB -muurlaaieradapter (120V)

BEVOGTER

• • 1x Homasy Cool Mist Luchtbevochtiger (ASIN B07RZSBSHJ)
  • 1x 5/8 "x 6 'PVG galpompafvoerbuis (of soortgelyke 3/4" tot 5/8 "buis, LOWES #814327)
  • 1x 3/4 "vroulike-vroulike koppeling PVC-koppeling (LOWES #23850)
  • 2x 3/4 "man-tot-vroulike skroef-elmboog PVC-koppeling (LOWES #126822)
  • 1x 3/4 "sy -uitlaat elmboog PVC -koppeling (LOWES #315496)
  • 1x 3/4 "roterende man-tot-vroulike besproeiingsadapter (LOWES #194629)

WAAIER

• • 1x 12V rekenaarwaaier
  • 1x 12V 1A kragadapter
  • 1x 12V manlik+vroulik 2.1x5.5MM DC -aansluiting vir aansluiting

KLEIN ONDERDELE

• • 20x springkabels
  • 4x kabelklier (PH7)
  • 3x 22-10 AWG draadneute
  • 12x afstande en skroewe en boute
  • 6x M3-0.5 of UNC 4-40 skroewe en boute
  • 4x skroewe (om die monteerbord aan die projektiekas vas te maak)
  • 3x suigbekerhake

GEREEDSKAP

• • Draadstropper
  • Skroewedraaiers (verskillende groottes)
  • Boor
  • Rotary Tool (opsioneel)
  • 3D -drukker (opsioneel)

PROGRAM

Die program kan op hierdie bladsy of op GitHub hier gevind word

Stap 1: Verbind die Adruino -stroombaan

Hierdie stap is vir die opstel en aansluiting van die elektronika. In hierdie geval is al die bedrading wat nodig is die Arduino UNO, SHT 20, en slegs die Arduino -verbindingsdele na die relais. *Let wel: die aansluiting van die 120V -verlengkoorde hoef nie nou gedoen te word nie.

DRAAD ARDUINO

1. Versamel die komponente wat in voorraad is onder BEHEERSTELSEL.

2. Draai die Arduino Uno volgens die skema wat ingesluit is (figuur). Sluit nog nie die aflos aan nie.

   • Dataloggerraad:

     Koppel bo -op Arduino Uno

   • Skroef terminale skild:

     Koppel die analoogkant aan die analoogkant van die dataloggerbord op die Arduino Uno

   • SHT 20:

     • Rooi tot 3.3V
     • Groen tot GND
     • Swart tot A5
     • Wit tot A4

   • I2C 16x2 LCD skerm:

     • SCL tot A5
     • SDA tot A4
     • GND tot GND
     • VCC tot 5V

   • 4 Channel Relay (ek het IN3 en IN4 van 'n 4 Channel Relay gebruik, dit kan ook vir IN1 en IN2 op 'n relais werk):

     • VCC tot 5V
     • GND tot GND
     • IN 3 tot pen 7
     • IN 4 tot pen 8
3. As u die skroefklemskerm gebruik, kan u die 5V en GND gebruik vir direkte aansluiting op die skerm, sodat daar nie 2 penne in dieselfde ingang gaan nie.
4. Die skerm of die SHT 20 -sonde kan gekoppel word aan die ander SDA SCL -invoer wat op Arduinos bo die AREF -invoer gevind word. Let daarop dat nie alle skilde dit sal bevat nie.

Stap 2: Program Arduino en Check

Hierdie stap is om te kontroleer of al die komponente werk en dat die program werk soos bedoel.

PROGRAM ARDUINO

1. Laai die Arduino IDE af met behulp van 'n rekenaar, wat u hier kan vind.
2. Koppel die Arduino aan op 'n rekenaar met behulp van die USB a/b -adapter.
3. Laai die Arduino -program hier of op hierdie bladsy af.
4. Laai die sagteware op na die Arduino (maak seker dat u die regte COM -poort gekies het, anders laai dit nie op nie).

KONTROLEER ELEKTRONIES

1. Kontroleer of die program werk en dat alle komponente behoorlik gelees is.

   1. Die humiditeit kan nagegaan word deur die sensor naby die bevochtiger te plaas.

      • By 'n humiditeit onder 70%moet die relais aanskakel, wat dikwels aangedui word deur 'n klikgeluid en 'n lig op die relais (modelafhanklik).
      • By 'n humiditeit van meer as 85% moet dit afskakel, wat dikwels aangedui word deur nog 'n klik en 'n lig wat afskakel.

   2. Die temperatuur kan gekontroleer word deur die sonde reg in u hande te hou om die temperatuur te verhoog.

      Net so moet die relais vir die waaier by 'n temperatuur bo 30C aangeskakel word

   3. Let op, die sonde het 'n vertragingstyd van ongeveer 6 sekondes om 'n omgewingsverandering aan te meld.

2. Maak seker dat die skerm temperatuurvochtigheid met 'n redelike omgevingsgetal aandui.

   U kan u huidige humiditeit en temperatuur skat met behulp van 'n ander sensor of gebaseer op plaaslike weer

Stap 3: Skep Project Box en monteer elektronika

Die projekkas kan nou gebou word en die elektronika gemonteer word om later in die boks te plaas.

PROJEKBUS

1. Vir die projekkas moet 4 gate geboor word:

   • 120V ingangskoord.
   • Invoer vir die SHT20 -sensor.
   • Uitset vir die humiditeitsbeheer.
   • Uitset vir die temperatuurbeheer.

2. Gaatjies kan oral geplaas word. In hierdie voorbeeldkassie is hulle soos volg geplaas:

   • 120V -ingang - bo regs in die middel.
   • SHT 20 invoer - linkerkant in die middel.
   • Uitvoer van humiditeitsbeheer - regs na bo in die middel.
   • Temperatuurbeheeruitset - regs na onder in die middel.

3. Merk en boor gate met 'n 11,5 mm boorpunt.

   Let wel: 'n 7/16 "boorpunt kan gebruik word en dan geskuur/ingedien word om dit genoeg te vergroot om die klier in te sit

4. Verwyder die dop en seël van elke klier en bevestig die oorblywende skroefliggaam en moer aan die liggaam soos in die figuur gesien.

MONTERING

1. Gebruik óf 'n stuk plastiek, monteerbord of 'n prototipe bord wat in die boks pas.
2. Boor gate om by die monteergate in die boks te pas.
3. Plaas u elektronika (Arduino Uno met skilde en relais) so dat dit op die bord pas.
4. Merk die gate en boor met die toepaslike boorpuntgrootte.
5. Bevestig die Arduino en Relays met die opskrifte van u keuse op die bord (figuur)

Stap 4: Opstel van elektroniese projekboks

Hierdie stap fokus daarop om al die komponente in die projekkas te plaas, sodat die finale bedrading gedoen kan word.

VOEG ARDUINO EN RELAY BY

1. Ontkoppel die SHT 20 -sensor en die skerm versigtig.
2. Plaas die monteerpaneel in die boks (figuur). Moet dit nog nie vasskroef nie.

VOORBEREID KABELS

1. Sny u verlengkoorde op die verlangde lengte.

   • U sal 1 ingang hê wat in die boks bly. Dit is vir die voeding van die Arduino en ander toestelle wat later bygevoeg kan word (bv. Waaier, kragomvormer, ens.).
   • 2 van hierdie ingange sal gebruik word om elk van die lugbevochtiger en die koeltoestel aan te dryf. U kan hulle maak in elke lengte wat u kies, maar ek kies om hulle naby die toestel te hou om te voorkom dat toue oral hang.
   • Vanuit 1 van hierdie verlengkoorde sal u die koord se einde stoor om die toestel aan te dryf. As die lewendige draad op die koord aangedui word, gebruik dit (dit het meestal strepe, moenie bekommerd wees as u dit nie het nie, dit maak dit net makliker om te organiseer).
2. Trek die punte van die netsnoer en die drie ingange af.
3. Draai die gestroopte punte om te voorkom dat dit rafel (figuur, figuur).
4. Plaas die pet en rubber pakking op die prop, die 2 uitgange vir die relais en die SHT 20 sonde.

VOEG KABELS BY

Kabels kan bygevoeg word in die kliere wat op die boks aangebring is (figuur). Moet hulle nog nie inskroef nie

Stap 5: Relay bedrading

Vir hierdie deel het ek meer deeglike bedrading ingesluit, aangesien dit moeilik kan wees. Dit volg op dieselfde bedrading as die skematiese in stap 2 (figuur).

BEDRADINGSLAAI

1. Koppel die twee los drade in elk van die algemene (C) insette van die twee aflosse met 'n skroewedraaier om die draad vas te maak (figuur).

   • Dit is gewoonlik die middelste invoer van die aflos en word dikwels aangedui as 'n C of 'n vertikale lyn.
   • Drade moet moontlik gesny word om te verseker dat hulle behoorlik pas.
   • Maak seker dat daar bykans geen koper blootgestel word nie, dat die pasvorm styf is en dat daar geen gerafelde drade hang nie.
   • Miskien moet u die bord effens optel om die drade in te trek.

2. Koppel die lewendige einde van die draad van die 2 kraginsette aan die normaalweg oop (NO) deel van die relais (figuur).

   Dit is soortgelyk aan die stap hierbo, maar hierdie uitset word aangedui deur 'n hoek wat skuins is (soos 'n skakelaar wat nie aan die gewone draad gekoppel is nie)

3. Begin met die aansluiting van al die lewendige drade. (Dit stem ooreen met die grootste van die twee drade en word dikwels aangedui deur 'n paar stroke op die draad of swart draad.) Die kabels om aan te sluit, is:

   • Spanningsdraad uit die prop
   • Spanningsdraad van die ingang van die prop wat gebruik moet word om die Arduino aan te dryf
   • 2 gestroopte drade
4. Draai die drade saam en maak dit met 'n skroefdop vas.

5. Koppel al die neutrale drade aan mekaar.

   • Neutrale draad uit die prop
   • Neutrale draad van die uitvoer wat gebruik moet word om die Arduino aan te dryf
   • Dra drade terug van elk van die 2 kraguitsette
6. Draai die drade saam en kap met 'n skroefdop (figuur).

7. Maak seker dat al die skroefdoppe stewig is en nie val nie.

   • As die skroefdoppe nie goed pas nie, gebruik 'n ander deksel.
   • Alternatiewelik kan drade 2 op 'n slag verbind word en oortollige draad gebruik word om dit aanmekaar te spring

Heg SHT20 aan

1. Draai SHT20 terug aan die skroefbord.

   Die drade kan ook in springdrade gestoot word en/of met drade gekoppel word as daar nie 'n skroefbord gebruik word nie

Draai die kloue vas

1. Draai elk van die klierdoppe om die drade vas

   Toue kan 'n bietjie getrek word om 'n bietjie slap te verwyder, maar sorg altyd dat daar 'n bietjie slap is

Stap 6: Konfigurasie van die deksel van die bedieningsboks

Hierdie stap is om die skerm bo -op die boks te monteer en 3D -gedrukte komponente by te voeg om dit skoon te laat lyk.

MAAT GAT VIR LCD

1. Soek 'n plek om die skerm op die deksel te monteer.

   Hierdie projek het dit aan die linkerkant 1 "van bo en linkerkant geplaas

2. Ontdek die skerm en die plek vir gate.
3. Gebruik 'n Dremel of 'n skeermeslem om die reghoekige area uit te sny om die skerm te plaas.
4. Boor gate vir die skerm met die toepaslike boorpunt.

VOEG 3D -GEDRUKTE KOMPONENTE (opsioneel)

1. Druk die 2 STL -lêers wat ingesluit is, af:

   • 'N Raam vir die LCD om enige inkonsekwenthede te verberg (16x2 LCD Screen Frame (retro).stl).
   • 'N Logo om dit amptelik te laat lyk (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Plaas die gedrukte komponente na die druk op die deksel waar u wil.
3. Merk boorgate vir die skerm met die toepaslike boorpunt.
4. Verf indien nodig.

HEG SKERM AAN

1. Gebruik klein skroewe en boute (M3 werk goed hiervoor) bout op die skerm met skroewe aan die voorkant en skerm deur die agterkant. As u die raam gebruik, heg dit aan die voorkant vas (figuur).
2. Heg die logo aan en voeg skroewe by (opsioneel) (figuur).
3. Maak seker dat alle skroewe en boute stewig is.

Stap 7: Voltooi die beheerstelselkas

Hierdie stappe voltooi die opstel van die projekkas met die beheerstelsel binne.

KRAG EN SLUITING

1. Gebruik die ingang van die verlengsnoer wat in die boks geplaas is om u kragkonnektor by die Arduino te voeg.

   Ek hou daarvan om die USB te gebruik, sodat ek dit maklik kan oopmaak en die koord kan gryp om dit te herprogrammeer

2. Skakel die boks aan om seker te maak dat alle verbindings werk.
3. Skroef die monteerbord vas met die toepaslike skroewe.
4. Skroef die bokant van die boks vas met die skroewe uit die projekkas.

Die beheerstelsel is nou voltooi. Die volgende stappe is die toevoeging van 'n lugbevochtiger en 'n koelwaaier.

Stap 8: Opstelling van bevochtiger

Dit is vir die opstel van 'n basiese bevochtigingstelsel met 'n kommersiële ultraklankbevochtiger

BEVOGTER

1. Koppel dit met die PVC -onderdele aan die element wat in die figuur gesien word

   • Bevestig die 3/4 "wyfie-tot-vroulike PVC-koppeling aan die PVC-skroef elmboog van man-tot-vrou.
   • Heg die skroef elmboog aan 'n ander skroef elmboog om 'n regte hoek te maak.
   • Voeg die besproeiingsadapter van man tot vrou by die skroefkant van die skroef elmboog.
   • Bevestig die PVC -elmboog aan die einde van die besproeiingsadapter.

2. Meet en sny die buis tot die verlangde lengte

   • Hierdie lengte moet van die bokant van die terrarium tot die middel van die lugbevochtiger wees.
   • Daar moet baie min speling in die lyn wees en dit moet so vertikaal as moontlik wees. Enige lus of gebiede wat water versamel, sal die buis verstop en verhoed dat klein waterdeeltjies vloei.
   • In die geval van hierdie opset, het die buis afbakeninge op elke voet en drie voet gewerk.

3. Koppel die buis aan die PVC -deel

   In hierdie geval word 'n 5/8 "galbuis gebruik wat goed in die 3/4" koppeling pas

4. Verwyder die wit dop van die lugbevochtigeruitgang
5. Druk die buis binne -in die uitgang sodat dit goed pas.
6. Plaas die PVC -buiskant binne -in die terrarium sodat dit langs die rand sit. Die PCV -onderdele kan min of meer ingeskroef word sodat die breedte van die rand van die terrarium gehuisves kan word.

Stap 9: Opstelling van die waaier

Dit voeg 'n koelwaaier by om die temperatuur deur konvektiewe verkoeling te verlaag indien nodig

WAAIER

1. Koppel die uitvoerdrade van die rekenaarwaaier aan 'n 12V -mannetjie -adapter.

2. Plaas/buig hulle met 'n 2 -suigbeker sodat u in die gate van die waaier kan sit (figuur).

   Die waaier moet effens afwaarts gekantel word om lug uit die omgewing te trek om die inwoners af te koel

Stap 10: Koppel dit aan en kontroleer

Dit is die laaste stap om die beheerstelsel af te handel!

MOUNT SHT 20

1. Bevestig die SHT 20 aan die bokant van die terrarium met 'n suigbekerring (figuur).

   In teorie behoort die gradiënt van water in die lug die laagste na die bokant van die terrarium te wees, aangesien dit waar dit met kamerlug meng. In hierdie geval kan u seker wees dat die res van die terrarium op of effens hoër is as die humiditeit wat die sensor meet

PLUG-IN ALLES

1. Steek die beheerstelsel in 'n stopcontact en sorg dat dit aanskakel en behoorlik lees
2. Steek die lugbevochtiger in die uitlaat van die humiditeitsbeheer.
3. Steek die waaier in die temperatuurbeheeruitlaat.

TOETS

Toets die stelsel deur die omgewing rondom die sensor aan te pas om seker te maak dat die relais aan/af skakel wanneer dit nodig is. Sien stap 2 vir meer inligting

Stap 11: Laaste woorde

SLOTWOORDE

Die stelsel is opgestel en moet goed wees om te gebruik. Soos vroeër gesê, is die stelsel modulêr deurdat dinge maklik aangepas of aangepas kan word om aan al die vereistes te voldoen. Dit is baie belangrik om te onthou dat hierdie stelsel nie slim is nie: dit sal nie weet of daar 'n mislukking is nie en dit sal dinge net aan- of uitskakel. Die stelsel moet voortdurend nagegaan word om te verseker dat daar genoeg water in die lugbevochtiger is, dat die leiding nie verstop is nie, of die humiditeitsensor nog funksioneer, ens. In die algemeen moet hierdie stelsel op dieselfde vlak as kommersiële beheerstelsels werk funksioneel, aanpasbaar en koste-effektief. Lekker bou.