DIY Aquarium Controller: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Γεια! Σε αυτό το διδακτικό, ήθελα να σας δείξω πώς να φτιάξετε τον ελεγκτή ενυδρείου. Υπάρχουν πολλοί ελεγκτές που διατίθενται στο Διαδίκτυο, αλλά κοστίζουν τουλάχιστον $ 100. Το χειριστήριο μου κόστισε περίπου 15 $. Ένα άλλο σπουδαίο πράγμα για την κατασκευή του δικού σας ελεγκτή ενυδρείου είναι ότι μπορείτε να το εξατομικεύσετε.

Εντάξει, αλλά γιατί το χρειάζομαι;

Ο ελεγκτής ενυδρείου είναι μια τεράστια βοήθεια για κάθε ιδιοκτήτη ενυδρείου. Μπορεί να ελέγξει τις λυχνίες LED (να τις ενεργοποιήσετε και να τις απενεργοποιήσετε αργά), να μετρήσει τη θερμοκρασία του νερού (και να ενεργοποιήσετε τον συναγερμό εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή ή πολύ υψηλή), να ταΐσει τα ψάρια σας, να παρακολουθήσει τη στάθμη του νερού, να ελέγξει το pH νερού, κλπ. Μπορεί να ελέγξει όλα όσα πρέπει να ελέγξετε στο ενυδρείο σας και να μετρήσει κάθε παράμετρο που σχετίζεται με εσάς, τα ψάρια και τα φυτά σας.

Εντάξει, ξέρετε γιατί το χρειάζεστε, τώρα ας δούμε πώς να το φτιάξουμε.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Αυτό το διδακτικό είναι μόνο για την κατασκευή του ελεγκτή ενυδρείου, όχι για την κατασκευή του ίδιου του ενυδρείου. Υποθέτω ότι έχετε ήδη ένα «λειτουργικό» ενυδρείο με ψάρια και φυτά ή θέλετε να φτιάξετε ένα νέο ενυδρείο.

Βήμα 1: Αυτό που χρειάζεστε

Πρώτον, χρειάζεστε ένα ενυδρείο και μια κουκούλα για αυτό (μπορείτε να το φτιάξετε μόνοι σας. Περισσότερες πληροφορίες στο βήμα 2).

Ηλεκτρονικά μέρη:

• ένα Arduino (χρησιμοποίησα το Nano 3.0) - μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε Arduino αλλά θα πρέπει να έχει τουλάχιστον 30 kB μνήμης
• Λωρίδες LED (περισσότερα για τις λυχνίες LED στο βήμα 2)
• αδιάβροχος αισθητήρας θερμοκρασίας (χρησιμοποίησα DS18B20) - Χρησιμοποίησα 2 αισθητήρες, αλλά ένας είναι αρκετός
• Οθόνη LCD (χρησιμοποίησα 1602 I2C)
• ρολόι σε πραγματικό χρόνο (χρησιμοποίησα το DS3231)
• Channelηφιακός αισθητήρας αφής 4 καναλιών (χρησιμοποίησα αυτόν)
• αισθητήρας στάθμης νερού (δεν χρησιμοποιείται)
• τρανζίστορ για έλεγχο LED (χρησιμοποίησα IRF840, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε άλλο MOSFET)
• Ρυθμιστής τάσης 5V
• βομβητής (προαιρετικό για συναγερμό)
• Αντίσταση 10k, 4,7k και 1k ohm
• Υποδοχή τροφοδοσίας DC θηλυκή υποδοχή 5,5*2,1 mm
• Τροφοδοτικό DC 12V (ανάλογα με το πόση ενέργεια καταναλώνει οι λωρίδες led επιλέξτε το τροφοδοτικό με αρκετή ισχύ)

Αλλα μέρη:

• καθολική πλακέτα PCB
• μερικές ανδρικές κεφαλίδες καρφιτσών
• πολλά καλώδια (σύρματα από θηλυκό σε αρσενικό, θηλυκό σε θηλυκό και συμπαγή πυρήνα)
• πολλή συγκόλληση
• φερμουάρ
• σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας
• ξυλάκια ζεστής κόλλας
• συνδετήρες σύρματος

Εργαλεία:

• συγκολλητικό σίδερο
• κόφτης καλωδίων
• πιστόλι θερμότητας
• πιστόλι θερμής κόλλας
• ψαλίδι
• 3D εκτυπωτής (για εκτύπωση βάσης για LCD)
• Μετροταινία
• τρυπανάκι (προαιρετικό)
• κατσαβίδι

Δεξιότητες:

• Προγραμματισμός Arduino (δείτε αυτό το μάθημα)
• συγκόλληση (δείτε αυτό το σεμινάριο)
• Τρισδιάστατη εκτύπωση και τρισδιάστατο σχέδιο (δείτε αυτήν την τάξη)

Όπως είπα νωρίτερα όλα τα μέρη (εκτός από τις λωρίδες LED) μου κόστισαν περίπου 15 $.

Βήμα 2: Φως

Δεν είμαι ειδικός οπότε υπάρχουν κάποιοι σύνδεσμοι που εξηγούν τα πάντα για το φως:

• όλα σχετικά με την πηγή φωτός σε ένα ενυδρείο
• σχετικά με το φάσμα φωτός
• χρησιμοποιώντας LED ως πηγή φωτός σε ένα ενυδρείο
• Οδηγός αγοραστών LED

Εντάξει, αν διαβάσετε τα παραπάνω άρθρα, γνωρίζετε αρκετά για να επιλέξετε τον τύπο φωτισμού για το ενυδρείο σας. Σε αυτό το διδακτικό, θα χρησιμοποιήσω LED, επειδή είναι εύκολο να ελεγχθούν, πιο ανθεκτικά από άλλους τύπους φωτισμού και καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια. Τώρα πρέπει να απαντήσετε σε μερικές ερωτήσεις.

Αδιάβροχο ή όχι;

Γενικά, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε μη αδιάβροχα LED. Η υψηλή υγρασία σε ένα ενυδρείο μπορεί να βλάψει ακόμη και αδιάβροχα LED, οπότε αν κάνετε κουκούλα για τα LED και τα απομονώσετε καλά ώστε να μην έρθει νερό στα LED, το σύστημα φωτισμού σας θα λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα. Δεν το έκανα αυτό. Διάλεξα αδιάβροχα LED, το κόλλησα στην κουκούλα και μετά από ένα μήνα έπρεπε να φτιάξω ένα πάνελ γιατί κάηκαν κάποια LED, επίσης λωρίδες LED που ξεκολλήθηκαν από την κουκούλα και έπεσαν στο νερό. Ας ελπίσουμε ότι δεν συνέβη κάτι κακό. Έτσι, εάν θέλετε να διατηρήσετε τα LED και τα ψάρια ασφαλή, πρέπει να φτιάξετε ή να αγοράσετε μια κουκούλα που έχει διάφανο πάτο και δεν μπορεί να περάσει νερό από αυτήν (όπως αυτή).

RGB, λωρίδες διαφορετικού χρώματος ή λωρίδες ενός χρώματος;

Το RGB είναι φανταστικό επειδή μπορείτε να ελέγξετε το ανοιχτόχρωμο χρώμα, αλλά είναι πιο ακριβό και πιο δύσκολο να το ελέγξετε από ένα μόνο LED LED. Θέλετε πραγματικά να αλλάξετε χρώματα; Αν θέλετε, για παράδειγμα, να μιμηθείτε το φως του φεγγαριού, απαιτείται φωτισμός RGB, αλλά αν δεν το κάνετε, μπορείτε να επιλέξετε διαφορετικές λωρίδες χρώματος ή λωρίδες ενός χρώματος. Εάν επιλέξετε μία λωρίδα χρώματος, τα καλύτερα είναι LED με θερμοκρασία χρώματος από 5500 K έως 6500 K - είναι το ίδιο ανοιχτό χρώμα που εκπέμπει ο ήλιος. Περιέχει ένα πλήρες φάσμα φωτός από κόκκινο έως ιώδες, οπότε τα φυτά σας θα έχουν το κατάλληλο φως για φωτοσύνθεση και τα ψάρια θα φαίνονται υπέροχα.

Πολλά LED που εκπέμπουν λιγότερο φως ή λίγα πολύ ισχυρά LED;

Δεν έχει σημασία. Κατά τη γνώμη μου, πολλές λυχνίες LED που εκπέμπουν λιγότερο φως είναι καλύτερες επειδή μοιάζουν με μια μεγάλη πηγή φωτός. Αλλά είναι μόνο η γνώμη μου.

Βήμα 3: Πίνακας ελεγκτή ενυδρείου

Τώρα ας φτιάξουμε τον πίνακα που θα ελέγχει το ενυδρείο.

LED ισχύος

Πρέπει να φτιάξετε συνδέσμους στους οποίους μπορείτε εύκολα να συνδέσετε τις λωρίδες LED. Για να το κάνετε αυτό χρειάζεστε καρφίτσες και 2 καλώδια σύνδεσης όπως στην 3η εικόνα. Βιδώστε μεγαλύτερο μέρος του πείρου σε κάθε βύσμα. Φτιάξτε όσες συνδέσεις χρειάζεστε για να συνδέσετε τις λωρίδες LED. Χρειαζόμουν 3 - ένα για κάθε λωρίδα.

Συγκόλληση ανταλλακτικών

Προγραμματίστε πού θα κολλήσετε τα εξαρτήματα (μπορείτε να δείτε την εικόνα 4). Χρησιμοποιώ ένα βομβητή για ειδοποίηση όταν η θερμοκρασία πέσει πολύ χαμηλά ή αυξηθεί πολύ, αλλά δεν χρειάζεται να το χρησιμοποιήσετε. Θυμηθείτε, ότι η αντίσταση 10k ohm βρίσκεται μεταξύ της θύρας GND και του Arduino PWM που ελέγχουν το MOSFET, η αντίσταση 1k ohm είναι μεταξύ της θύρας Arduino PWM που ελέγχει την πύλη MOSFET και MOSFET και η αντίσταση 4.7k ohm είναι μεταξύ της θύρας Arduino που διαβάζει τη θερμοκρασία από τους αισθητήρες και +5V Προσπαθήστε να τοποθετήσετε πινέζες όσο το δυνατόν πιο κοντά στις κατάλληλες θύρες Arduino.

Τώρα μπορείτε να κολλήσετε τα εξαρτήματα στην πλακέτα PCB. Εάν συγκολλήσατε όλα τα μέρη στον πίνακα, μπορείτε να τα συνδέσετε με καλώδιο. Θυμηθείτε, - από LED σε πηγή στο MOSFET και στραγγίστε από MOSFET σε GND. Και θυμηθείτε επίσης να συνδέσετε LED απευθείας στα 12V από τροφοδοτικό DC, όχι στον ρυθμιστή τάσης. Μπορείτε να προσθέσετε ετικέτες στις καρφίτσες για να γνωρίζετε ποια καρφίτσα είναι ποια.

Δεν χρησιμοποίησα τον αισθητήρα στάθμης νερού, αλλά αν θέλετε, μπορείτε να τον χρησιμοποιήσετε.

Πρόγραμμα Arduino

Συνδέστε την πλακέτα στο τροφοδοτικό. Εάν η δίοδος στο Arduino ενεργοποιηθεί σημαίνει ότι δεν υπάρχουν βραχυκυκλώματα. Τώρα μπορείτε να ανεβάσετε το πρόγραμμα. Για να εκτελέσετε αυτό το πρόγραμμα θα χρειαστείτε μερικές βιβλιοθήκες:.

• LiquidCrystal_I2C
• DS3231
• OneWire
• DallasTemperature
• Wire (τυπική βιβλιοθήκη)
• EEPROM (τυπική βιβλιοθήκη)

Εάν κατεβάσατε όλες τις βιβλιοθήκες, μπορείτε να ανεβάσετε το πρόγραμμα στο Arduino. Θα βρείτε τον κώδικα στο κάτω μέρος αυτού του ιστότοπου (ή μπορείτε να τον κατεβάσετε εδώ).

Βήμα 4: Τοποθέτηση όλων των πραγμάτων

Λωρίδες LED

Πρώτον, πρέπει να γνωρίζετε πόσες και πόσες λωρίδες χρειάζεστε. Εάν χρησιμοποιείτε κουκούλα που δεν έχει σχεδιαστεί για LED (όπως μου), ελέγξτε πού μπορείτε να στερεώσετε τις λωρίδες.

Κόψτε τις λωρίδες και συγκολλήστε τα σύρματα σε + και - στη λωρίδα. Εάν τα LED δεν έχουν κάλυμμα, πρέπει να απομονώσετε τα καλώδια. Χρησιμοποιήστε σωλήνα θερμοσυρρίκνωσης και μονωτική ταινία και πολύ θερμή κόλλα. Τώρα συνδέστε τις λωρίδες LED στην κουκούλα. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ακετόνη για να απολιπάνετε την επιφάνεια, επίσης να χρησιμοποιήσετε πολύ ζεστή κόλλα για να στερεώσετε τις λωρίδες στην κουκούλα ώστε να μην πέσουν κάτω. Εάν οι λωρίδες είναι προσαρτημένες, περάστε τα καλώδια στο σημείο όπου θα είναι η πλακέτα ελέγχου.

Δοκιμή

Τώρα ήρθε η ώρα για τη δοκιμή. Συνδέστε την οθόνη, το RTC, τον ψηφιακό αισθητήρα αφής 4 καναλιών, τους αισθητήρες θερμοκρασίας, τον αισθητήρα στάθμης νερού (εάν έχετε έναν), τα LED και συνδέστε την τροφοδοσία.

Εάν όλα είναι ενεργοποιημένα και η οθόνη LCD εμφανίζει την ώρα και τη θερμοκρασία, όλα λειτουργούν τέλεια.

Τώρα θα σας πω πώς να το ελέγξετε. Λειτουργίες κάθε κουμπιού: 1 (κοιτάξτε την 5η εικόνα) - μενού, εντάξει, αποδεχτείτε. 2 - ακύρωση, πίσω 3 - κάτω, αριστερά. 4 - πάνω, δεξιά.

Για να αλλάξετε την ώρα πρέπει να κάνετε κλικ στο 1, στη συνέχεια 2 φορές 4 και 1 (για να εισαγάγετε το Ρολόι). Κάντε κλικ στο 1 για να ορίσετε μια ώρα. Κάνοντας κλικ στο 3 και 4 επιλέξτε ώρα, στη συνέχεια κάντε κλικ στο 1 για αποδοχή ώρας, στη συνέχεια επιλέξτε λεπτό και κάντε κλικ στο 1 και, στη συνέχεια, επιλέξτε δευτερόλεπτα. Οι αλλαγές θα αποθηκευτούν όταν κάνετε κλικ στο 1 αφού επιλέξετε δευτερόλεπτα. Εάν κάνατε λάθος και θέλετε να ακυρώσετε κάντε κλικ στο 2.

Στη συνέχεια, μεταβείτε στην επιλογή Ορισμός ημερομηνίας και ορίστε την ημερομηνία όπως ορίσατε την ώρα. Επόμενο σετ εάν η θερινή ώρα είναι ενεργοποιημένη ή απενεργοποιημένη (η προεπιλογή είναι απενεργοποιημένη). Τέλος, ορίστε την ημέρα της εβδομάδας.

Τώρα πρέπει να ρυθμίσετε πότε θέλετε να ανάψει και να σβήσει το φως. Κάντε κλικ στο 2 για να επιστρέψετε στο κύριο μενού. Κάντε κλικ στο κουμπί 3 δύο φορές. Κάντε κλικ στο 1 για να μεταβείτε στις Ρυθμίσεις φωτισμού. Εάν θέλετε να απενεργοποιήσετε εντελώς τα φώτα, μεταβείτε στη Λειτουργία και ορίστε από Αυτόματο σε Απενεργοποιημένο. Αλλά τώρα πρέπει να δοκιμάσετε τα LED, οπότε μην το κάνετε αυτό. Κάντε κλικ στο Dawn Start για να ρυθμίσετε πότε θέλετε να ανάψετε τα φώτα. Στη συνέχεια, ρυθμίστε τη διάρκεια της αυγής (πόσο καιρό πρέπει να ανάψουν τα LED). Κάντε κλικ στο Dusk Start για να ρυθμίσετε πότε θέλετε να σβήσετε τα φώτα. Και μετά από αυτό, ρυθμίστε τη διάρκεια του σούρουπου (πόσο καιρό πρέπει να σβήσουν τα LED). Εάν ο χρόνος είναι μεταξύ της έναρξης της αυγής και της έναρξης του σούρουπου, οι λυχνίες LED θα πρέπει να ανάβουν αργά, αν όχι, αλλάξτε την εκκίνηση του σούρουπου ότι θα ξεκινήσει αργότερα. Αν ανάβουν τα LED όλα είναι υπέροχα. Εάν αποσυνδέσετε το ρεύμα, όλες οι ρυθμίσεις θα αποθηκευτούν στο EEPROM.

Τώρα μπορείτε να τοποθετήσετε την οθόνη LCD στην κουκούλα του ενυδρείου.

Λαβή LCD

Πρώτα απ 'όλα, κατεβάστε και εκτυπώστε τα μέρη STL που θα βρείτε στο κάτω μέρος του ιστότοπου (μπορείτε να τα κατεβάσετε εδώ). Θα χρειαστείτε 6 ηλεκτρονικές αιχμές και 6 αιχμές στήριξης.

Συνδέστε τον ψηφιακό αισθητήρα αφής 4 καναλιών στο κάλυμμα της οθόνης αφής χρησιμοποιώντας 2 ηλεκτρονικές ακίδες. Στη συνέχεια, στερεώστε το κάλυμμα της οθόνης αφής με ψηφιακό αισθητήρα αφής 4 καναλιών στην οθόνη LCD με 2 ακίδες στήριξης (εικόνα 5).

Συνδέστε τα καλώδια στον αισθητήρα αφής και λυγίστε τους πείρους ώστε να μην εμποδίσουν τη στερέωση της οθόνης LCD. Τώρα στερεώστε την οθόνη LCD με 4 ηλεκτρονικές ακίδες, συνδέστε τα καλώδια στην οθόνη LCD (εικόνα 8) και συνδέστε το κάλυμμα LCD στην οθόνη στήριξης χρησιμοποιώντας 4 αιχμές στήριξης. Voilà, φτιάξατε τη λαβή LCD.

Συνδέστε την οθόνη LCD στην κουκούλα και συνδέστε τα υπόλοιπα

Χρησιμοποιώντας φερμουάρ, συνδέστε καλώδια από LCD και αισθητήρα αφής μαζί. Χρησιμοποιώντας ζεστή κόλλα, συνδέστε τη λαβή LCD στην κουκούλα του ενυδρείου. Τοποθετήστε την πλακέτα του ελεγκτή στη θέση της και συνδέστε τα όλα σε αυτήν. Συνδέστε το τροφοδοτικό και ελέγξτε αν όλα λειτουργούν.

Βήμα 5: Το τέλος

Αυτό είναι. Έχετε έναν ελεγκτή ενυδρείου που λειτουργεί. Ελέγξτε προσεκτικά το μενού. Υπάρχουν μερικές επιλογές που μπορεί να σας φανούν χρήσιμες. Αυτό είναι απλώς ένα πρωτότυπο. Μπορείτε να το επεκτείνετε - προσθέστε περισσότερους αισθητήρες, περισσότερα πράγματα για έλεγχο. Αλλά αν θέλετε να προσθέσετε αυτά τα πράγματα, πρέπει να προσθέσετε τη συσκευή ανάγνωσης καρτών SD στο Arduino, επειδή θα εξαντληθεί η μνήμη σας.

Αναβαθμίστε το και μοιραστείτε φωτογραφίες. Ελπίζω να σας άρεσε αυτό.

Ευχαριστώ που διαβάσατε και τα λέμε σύντομα.

Simonexc

Βήμα 6: Αντιμετώπιση προβλημάτων

Λάθος:

LiquidCrystal_I2C / I2CIO.cpp: 35: 26: μοιραίο σφάλμα:../Wire/Wire.h: Δεν υπάρχει τέτοιο αρχείο ή κατάλογος

Λύση:

Στη βιβλιοθήκη LiquidCrystal_I2C στο αρχείο I2CIO.cpp αλλάξτε την 35η γραμμή από #include σε #include

Λάθος:

Δεν υπάρχει κείμενο στην οθόνη ή υπάρχουν περίεργα σύμβολα.

Λύση:

Τα καλώδια δεν είναι σωστά συνδεδεμένα. Τραβήξτε λίγο τα καλώδια ή κολλήστε τα.