Arduino控制的水培安裝

描述

介紹

我們?nèi)蕴幱谙つ岬?COVID-19 封鎖之中，在自我教育的過(guò)程中，我開始涉足水培法。我的初始安裝非常?。ú坏?30 升，主要是在構(gòu)建大型安裝之前看看我是否可以使其工作。

這個(gè)特殊的系統(tǒng)使用“洪水和排水”或“潮起潮落”技術(shù)，其中富含營(yíng)養(yǎng)的液體被泵入盛放植物的托盤中。泵會(huì)定期停止以使多余的液體排出。這個(gè)過(guò)程可以使根部得到充足的營(yíng)養(yǎng)，但也應(yīng)該避免腐爛，因?yàn)樗鼈冇袡C(jī)會(huì)稍微變干。

我的第一個(gè)水培設(shè)備

?

使用用于小型水景的潛水泵將水抽出。由于水箱的尺寸和低上升水平，這足以完成這項(xiàng)任務(wù)，但對(duì)于大型系統(tǒng)或噴涂，將需要更大的泵。

為安全起見，泵由 12V AC 供電。我擔(dān)心切換電源電壓或?qū)㈦娫淳€插入我的水箱。

控制和監(jiān)測(cè)

洪水和排水的秘密在于啟動(dòng)和停止灌溉泵。我收到的建議是“開 2 小時(shí)，關(guān) 15 分鐘，然后重復(fù)”。大多數(shù)電源定時(shí)器既沒(méi)有粒度，也沒(méi)有我們需要的程序槽數(shù)，所以我創(chuàng)建了自己的。

通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)...

所有任務(wù)均使用安裝了 ESP8266 WiFi 擴(kuò)展板的 Arduino Mega2560 執(zhí)行。這個(gè)屏蔽需要使用 Arduino Mega，因?yàn)樗卸鄠€(gè)串行端口，這使得調(diào)試更加容易。

如果您使用與我相同的基本屏蔽（見照片），您應(yīng)該將串行引腳（0、1）彎曲，這樣它們就不會(huì)連接到 Arduino，并將 TXD3/RXD3 直接連接到 RX/TX 連接器在 ESP8266 的“調(diào)試”引腳上。

ESP8266 WiFi 屏蔽

?

有了這個(gè)小模塊，WiFiEsp 庫(kù)將能夠輕松驅(qū)動(dòng)電路板。但是，有多種可用的固件包。對(duì)我有用的包裝為：

“Ai-Thinker_ESP8266_AT_Firmware_DOUT_v1.5.4.1-a_20171130”

這可以使用 esptool python 腳本加載到板上。

該代碼在 Robotdyn Arduino Mega+WiFi 板上也運(yùn)行良好，但無(wú)論出于何種原因，該板總是信號(hào)不佳。

...或以太網(wǎng)

該代碼也適用于以太網(wǎng)屏蔽或 Freetronics EtherTen 板。EtherTen 的挑戰(zhàn)在于它是一塊 Uno 板，因此內(nèi)存會(huì)非常緊張。

以太網(wǎng)連接版本

?

數(shù)據(jù)

我喜歡數(shù)據(jù)。不，我真的很喜歡數(shù)據(jù)……這個(gè)小項(xiàng)目產(chǎn)生了很多，我將它發(fā)送到 ThingSpeak，任何人都可以瀏覽我花園的公共視圖。

?

用戶界面

128x64 單色 OLED 顯示屏用于顯示控件和傳感器的當(dāng)前狀態(tài)。您不需要使用此顯示，但除非您上傳到 ThingSpeak，否則您不會(huì)知道發(fā)生了什么。無(wú)論如何，這些小顯示器既可愛又便宜，它們使項(xiàng)目看起來(lái)更加精致。

128x64 OLED 顯示屏非常適合顯示狀態(tài)消息

?

電源

我的系統(tǒng)使用由太陽(yáng)能電池板充電的 12V 汽車電池運(yùn)行。一個(gè)小型逆變器運(yùn)行泵。控制器使用電阻分壓器讀取電池電壓以保護(hù)模擬輸入。

最終被測(cè)控制器

?

接口屏蔽

雖然之前的性能板接口連接設(shè)置運(yùn)行良好，但看起來(lái)很糟糕，所以我使用原型屏蔽創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的接口屏蔽。這消除了大多數(shù)老鼠巢的接線，并確保我有足夠的電源和接地連接器用于所有東西。

?

自制接口盾

?

編碼

最新代碼位于我的 github 存儲(chǔ)庫(kù) (https://github.com/au-chrismor/hydro-mega)。由于這是一個(gè)正在進(jìn)行的項(xiàng)目，所有有趣的東西都在“Develop”分支中，而運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)的代碼則位于“Master”中。如果您剛剛開始使用 Arduino，我建議您使用 Master 分支。

配置

該項(xiàng)目確實(shí)顯得相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)槲以噲D支持盡可能多的選項(xiàng)，并且可以通過(guò)sysconfig.h 中的#define語(yǔ)句啟用或禁用這些選項(xiàng)。以下是幫助您入門的選項(xiàng)列表：

如果您只想控制泵：

#define _HAS_PUMP_RELAY

所有傳感器和網(wǎng)絡(luò)都可以注釋掉。

如果要測(cè)量 pH

#define _HAS_PH

用于電導(dǎo)率測(cè)量

#define _HAS_DALLAS

#define _HAS_EC

...等等。

您還需要使用您的 WiFi 憑據(jù)和 ThingSpeak API 密鑰更改“hydro.h”

校準(zhǔn)

有必要校準(zhǔn)設(shè)置以適合您的傳感器的電壓、pH 和 Ec。當(dāng)我開始從事這項(xiàng)業(yè)務(wù)時(shí)，我無(wú)法就正常值的樣子提出建議。但是，我相信使用 ThingSpeak 繪制隨時(shí)間變化的 pH 值和 Ec 將為我們提供關(guān)于營(yíng)養(yǎng)液是否需要注意的指示，因?yàn)殡S著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，pH 和 Ec 值預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生變化。

然后，您可以使用這些知識(shí)來(lái)設(shè)置警報(bào)。

下一步去哪里？

這個(gè)系統(tǒng)還有很多事情要做。下一個(gè)合乎邏輯的步驟是控制生長(zhǎng)燈。我已經(jīng)在做這件事了，一旦完成，我會(huì)更新項(xiàng)目和源代碼。

之后，我想為起始 Ec 和 pH 值添加設(shè)定點(diǎn)注冊(cè)（一旦我們知道它們應(yīng)該是什么），并允許校準(zhǔn)這些傳感器。

代碼都在 GitHub 上。隨意分叉并做出貢獻(xiàn)！