Outomatiese LED -beligting vir aangeplante akwarium met behulp van RTC: 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

'N Paar jaar gelede het ek besluit om 'n aangeplante akwarium op te rig. Ek was gefassineer deur die skoonheid van die akwariums. Ek het alles gedoen wat ek veronderstel was om te doen tydens die opstel van die akwarium, maar het een van die belangrikste dinge nagelaat. Die ding was beligting. Alles het 'n paar dae goed gelyk, maar toe het alge oral in die tenk begin groei en die plante het nie goed gevaar nie. Dit is 'n moeilike taak om alles weer normaal te kry.

Na baie jare wil ek die akwarium weer oprig, waardeur beligting belangrik is. Ek het 'n bietjie navorsing gedoen op die internet en gevind dat plante daagliks ongeveer 10-12 uur lank blootgestel moet word aan lig. Ek het ook geleer dat plante meer reageer op die rooi en blou ligspektrum.

Die truuk is om die natuur so na as moontlik binne die akwarium te simuleer. Ek kon die ligte met die hand aangeskakel of afgeskakel het, maar hoekom outomatiseer ek dit nie? Dit verminder die menslike fout. Daarom het ek besluit om 'n LED -beligtingstelsel te maak wat outomaties met Arduino aan- en uitskakel. Dit maak die beligtingstyd konsekwent, wat die plante nodig het.

Daarop het my tenk 'n deksel. Daarom het ek besluit om die beheerbord buite die tenk te monteer, aangesien vog die grootste vyand van elektronika is.

Laat ons begin!

Stap 1: RTC - Real Time Clock

Die plan is om die LED's op 'n spesifieke tyd van die dag aan en af te skakel. Die LED's word nie onmiddellik aangeskakel na volle helderheid nie, maar dit bereik binne 'n uur van nul helderheid tot volle helderheid. Dit is om die sonsopkoms te simuleer. Dieselfde geld terwyl die LED's afgeskakel word.

Die werk om die presiese tyd te verskaf, word uitgevoer deur die Real Time Clock of RTC. Die voordeel van die gebruik van 'n RTC bo millis () is dat presiese tyd direk verkry kan word. Die RTC -module het ook sy eie battery -rugsteun. Dus, selfs as die Arduino afgeskakel is of teruggestel word, gaan die tyd nie verlore nie. Dit maak dit perfek vir ons toepassing.

Die module wat ek gaan gebruik, is DS3231 IIC Real Time Clock. Dit gebruik die I2C -koppelvlak om met Arduino te kommunikeer. Ek het myne hiervandaan gekry.

Dankie aan Rinky-Dinky Electronics vir die harde werk. Laai die biblioteek vir DS3231 hier af

Stap 2: LED's en bestuurders

Vir 'n aangeplante akwarium is die duimreël 2 Watt per liter. Myne is 'n tenk van 20 liter en ek sal twee LED's van 10 Watt gebruik. Ek weet dat dit die helfte van die aanbevole Watts is, maar my tenk sit net langs my venster met baie lig daardeur. Ek sal die installasie vir 'n paar weke toets, die plantgroei monitor en indien nodig meer LED's byvoeg.

Ek gebruik LED's wat ek by Ebay gekoop het met 'n kleurtemperatuur van 6500K, wat ideaal is vir plantgroei. Volgens die lys moet die voorwaartse spanning 9-11V wees en die maksimum vorentoe ongeveer 900mA. Ek het die LED -bestuurders dienooreenkomstig bestel.

Waarom bestuurders gebruik?

Ons leef nie in 'n volmaakte wêreld nie. Die uitset sal dus altyd minder wees as die inset. So, waar is die verlore krag? Dit word omgeskakel in hitte. Dieselfde is die geval met LED's. 'N Halfgeleier het 'n negatiewe temperatuurkoëffisiënt (NTC), wat beteken dat die weerstand afneem namate die temperatuur toeneem. 'N LED is ook 'n halfgeleier. Namate die temperatuur toeneem, begin die weerstand afneem, waardeur die stroom wat daardeur vloei toeneem. Dit verhoog die verhitting nog meer. Dit gaan voort totdat die LED beskadig is. Daarom moet ons die stroom beperk sodat dit nie bo 'n vasgestelde limiet styg nie. Hierdie werk word uitgevoer deur die LED -bestuurders

By die toets het ek gevind dat die LED by 11V slegs ongeveer 350mA trek. Dis vreemd!

Die opstel van die LED -bestuurder

'N Bestuurder is basies 'n toestel wat 'n konstante uitsetspanning bied met 'n stroombeperkingsvermoë. Daar is verskillende LED -drywers op die mark wat 'n konstante stroom lewer. As u dieselfde gekoop het as wat ek gekoop het, bevat dit 3 potte om aan te pas. Ons bekommer ons oor slegs twee daarvan. Die eerste is vir die spanningverstelling en die laaste word gebruik om die huidige limiet in te stel. Volg die stappe om dit op te stel:

1. Koppel 12V DC-voeding aan die penne gemerk IN+ en IN-. Gaan die polariteit na.
2. Koppel 'n multimeter aan die penne gemerk OUT+ en OUT- en stel die multimeter op spanning.
3. Draai die aanpassingspot tot die multimeter die nominale voorwaartse spanning van LED lees. In my geval is dit 9-11V. Ek het 10.7V gekies. ('N Bietjie minder sal nie skade doen nie).
4. Plaas nou die multimeter in die huidige leesmodus. Stroom sal daardeur begin vloei. Draai die huidige verstelpot totdat die nominale stroom van LED begin vloei.
5. Dis dit! U kan nou u LED daaraan koppel.

Stap 3: Maak die LED -paneel

Soos vroeër genoem, het ek besluit om twee LED's van 10 Watt en vier RGB LED -stroke wat ek rondlê, te gebruik. Ek sal die strook vir rooi en blou kleure gebruik. Ek het 'n aluminiumraam gebruik (wat die meeste gebruik word om venster- en deurkosyne te maak) byna die lengte van my akwarium. Ek het 'n aluminiumraam gehad, want dit dien as 'n heatsink vir die LED's. Heatsinks is belangrik vir sulke hoë -krag LED's, aangesien dit baie hitte afvoer. Die lewensduur van LED sal verminder as dit nie beskikbaar is nie. Aangesien dit tussenin hol is, kan al die bedrading daarin verborge en veilig bly.

Ek het alle LED -verbindings uitgebrei na die 6 terminale verbindings, soos op die foto getoon. Dit word maklik om die paneel aan te sluit op die kontroleerder wat ons volgende gaan maak.

Stap 4: Maak die beheerder

Die hoofdoel is om die LED's aan en af te skakel volgens die tyd wat die gebruiker bepaal. Die brein van die beheerder is 'n Arduino Nano. Waarom net die beligting beheer? Aangesien daar 'n paar relais rondgelê het, sal ek dit ook gebruik om sommige van die toestelle soos die filter, lugpomp, verwarmer, ens. Aan of uit te skakel indien nodig. Ek het 'n 12V DC rekenaarwaaier bygevoeg om ventilasie te verseker.

'N Skakelaar word voorsien om te kies tussen die handmatige en outomatiese modus. As ons toegang tot die vistenk moet kry nadat die LED's in die nag afgeskakel is, kan die skakelaar in die handmatige posisie gedraai word, en dan kan die helderheid van die LED's met 'n pot beheer word.

Ek het 'n ULN2803 Darlington Transistor Array IC gebruik om die relais en waaier te beheer. Hierdie IC staan algemeen bekend as 'n Relay Driver.

Die skema vir die bou is hierby aangeheg. Met 'n pasgemaakte PCB sal dit netjies en professioneel lyk.

Ek het gekies om die skakelbord as 'n omhulsel vir die beheerder te gebruik, aangesien dit vooraf geboorde gate vir montering en 'n dekplaat het. Ek het 'n moer in elke gleuf vasgeplak deur 'n bietjie epoksiegom te gebruik. Ek het dieselfde gedoen aan die teenoorgestelde kant. Dit verseker dat die PCB stewig deur die skroewe gehou word. Ek het klein gaatjies aan die onderkant van die boks gemaak, soos op die foto getoon vir die kragkabel en die drade na die LED -paneel.

Stap 5: Tyd vir 'n bietjie kode

Nadat u die beheerbord gemaak het, is dit tyd om dit te laat werk! Laai die skets hierby af en maak dit oop in Arduino IDE. Maak seker dat u die biblioteek vir DS3231 wat hier aangeheg is, aflaai en installeer.

Die opstel van die RTC

1. Plaas 'n 2032-tipe muntstukbattery.
2. Maak die DS3231_Serial_Easy oop uit die voorbeelde soos getoon.
3. Los die 3 reëls uit en voer die tyd en datum in soos op die foto getoon.
4. Laai die skets op na Arduino en maak die seriële monitor oop. Stel die baud -tempo op 115200. U moet elke 1 sekonde die tyd kan sien wat verfris.
5. Ontkoppel die Arduino en koppel dit weer na 'n paar sekondes. Kyk na die seriële monitor. Dit moet real-time wys.

Klaar! RTC is opgestel. Hierdie stap moet slegs een keer gedoen word om die datum en tyd in te stel.

Voordat jy oplaai

• Stel die begintyd vir die LED's in.
• Stel die stoptyd vir die LED's in.
• Stel die aanvangstyd vir die waaier in.
• Stel die stoptyd vir die waaier in.

Let wel: die tyd is in 24-uur-formaat. Stel die tyd dienooreenkomstig in

Soos vroeër genoem, sal die LED's nie in volle helderheid aangeskakel word nie. Byvoorbeeld, as u die LED -aanvangstyd as 10:00 stel, dan sal die LED's stadig aanskakel en die volle helderheid bereik tot 11:00 en bly dit konstant totdat die stoptyd bereik is. Dit is om die sonsopkoms en sonsondergang te simuleer. Rooi en blou LED's is konstant. Hulle bly gedurende die hele tyd heeltemal AAN.

Dit is al wat u hoef te stel. Laai die kode op na die Arduino. U hoef nie meer te onthou om u akwariumligte meer aan en af te skakel nie!

Ek kan nie 'n paar skote daarvan kry uit die werklike vistenk waarin dit gemonteer sal word nie, aangesien ek dit nog nie opgestel het nie. Ek sal die instruksies opdateer sodra ek klaar is!

Hoop jy het die konstruksie geniet. Maak dit self en om pret te hê! Daar is altyd ruimte vir verbetering en baie om te leer. Kom met jou eie idees.

Ek sal na baie jare weer begin met aangeplante akwariums. Ek is nie 'n kenner op hierdie gebied nie. Lewer gerus kommentaar oor enige voorstelle rakende die bou. Dankie dat u tot die einde vasbyt.