Système de surveillance et de contrôle des serres hydroponiques : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Dans ce instructable, je vais vous montrer comment construire un système de surveillance et de contrôle à effet de serre hydroponique. Je vais vous montrer les composants choisis, un schéma de câblage de la construction du circuit et le croquis Arduino utilisé pour programmer le Seeeduino Mega 2560. Je posterai également quelques vidéos à la fin pour que vous puissiez voir le résultat final

Contributions:

DHT11

Les sorties:

• Pompe à eau
• Pompe à air
• 2 ventilateurs
• Bande lumineuse LED
• Écran LCD 4x20

Fonction:

• La pompe à air et à eau est reliée à une fonction d'interruption externe qui est contrôlée par un commutateur SPDT. Cela permet à l'utilisateur de changer de solution nutritive ou de bricoler le système d'irrigation sans avoir à arrêter tout le circuit. Ceci est important car lorsque vous éteignez l'ensemble du circuit, le moment de la réinitialisation de la lumière.
• Les lumières sont contrôlées par des fonctions mathématiques simples qui permettent à l'utilisateur de déterminer combien de temps il souhaite que les lumières soient allumées et éteintes.
• Les ventilateurs sont contrôlés par la température. J'ai programmé le relais pour allumer les ventilateurs chaque fois que le capteur lit au-dessus de 26 degrés Celsius. Et d'être éteint à tout moment en dessous de 26 degrés Celsius.

Je pense que je devrais mentionner que ce projet est toujours un travail en cours. D'ici la fin de l'été, je prévois d'installer un capteur de pH, d'électroconductivité et d'OD (car ils sont essentiels pour surveiller correctement un système hydroponique). Donc, si vous aimez ce que vous voyez, revenez sporadiquement tout au long de l'été pour suivre mes progrès !

**Mise à jour(1/30/19)** Le code de ce projet est maintenant disponible via le fichier Greenhouse_Sketch.txt. (situé au bas de la section 4

Étape 1: Sélection des composants

La photo affichée pour l'étape 1 montre; Composant, modèle, société, fonction et prix.

Vous pouvez très probablement trouver ces composants à des prix moins chers via Amazon ou d'autres sources. Je viens de collecter ces informations à partir de la source de chaque composant car je collectais également des fiches de spécifications en même temps.

***Éditer***

Je viens de réaliser que j'ai omis 2x planches à pain pour ma liste de pièces. Ceux-ci sont plutôt bon marché et peuvent être achetés via Amazon, ou à peu près n'importe quel détaillant de composants.

Étape 2: Câblage du circuit

Dans les photos affichées pour l'étape 2, vous trouverez le schéma de câblage ainsi que la structure physique du circuit. Un peu de soudure a été effectuée à cette étape pour assurer des connexions solides au relais ainsi qu'à l'interrupteur d'interruption et aux lumières.

Si vous rencontrez des problèmes pour mettre un composant sous tension, n'oubliez pas qu'un multimètre numérique est votre MEILLEUR ami dans cette étape. Vérifiez la tension à travers un composant en parallèle et vérifiez le courant à travers un composant en série. J'ai trouvé que vérifier les composants par DMM était beaucoup plus rapide que d'essayer de retracer mon câblage pour rechercher la raison pour laquelle quelque chose ne fonctionnait pas.

REMARQUE: Vous remarquerez que j'ai utilisé un bouclier MicroSD sur mon Seeeduino Mega 2560. Ce n'est pas nécessaire pour ce projet, sauf si vous souhaitez enregistrer des données (pour lesquelles je n'ai pas encore programmé).

Étape 3: Construire la serre hydroponique

La taille de votre serre dépend vraiment de vous. La meilleure chose à propos de ce projet est que tout ce dont vous avez besoin pour le faire à plus grande échelle, ce sont des fils plus longs ! (Et une pompe à eau avec plus de 50 cm de hauteur de refoulement)

Le cadre de base de la serre a été construit en bois de LOWE et j'ai utilisé un tuyau en PVC flexible et du grillage pour créer le capot du cadre. (Photo 1)

Une simple feuille de plastique a été utilisée pour couvrir le capot et créer un écosystème isolé pour les plantes. Deux ventilateurs en série ont été utilisés pour déplacer l'air à travers la serre. Un pour aspirer l'air et un pour extraire l'air. Cela a été fait pour refroidir la serre aussi vite que possible et pour simuler une brise. Les ventilateurs sont programmés pour être éteints lorsque le DHT11 mesure la température ou = à 26 *C. Cela sera affiché dans la partie croquis de l'instructable. (Photo 2)

Le système hydroponique se compose d'un tuyau en PVC de 3" de diamètre extérieur avec deux trous de 2" découpés dans le haut pour les pots en filet. Ils sont espacés de 3" pour donner à chaque plante suffisamment d'espace pour l'enracinement et la croissance. Un système de goutte à goutte a été utilisé pour fournir la solution nutritive aux plantes et un trou de 1/4" a été découpé au bas du PVC pour permettre le l'eau pour retourner au réservoir ci-dessous. Les pompes à air et à eau sont toutes deux connectées à un interrupteur d'interruption qui les contrôle à partir d'un deuxième vide fonctionnant en parallèle à la boucle de vide principale. Cela a été fait pour que je puisse éteindre les pompes pour changer la solution nutritive sans affecter le reste du système. (Photos 3, 4 et 5)

Une bande lumineuse LED a été fixée à l'intérieur du haut du capot et câblée dans le relais via l'amplificateur RBG. La lumière est allumée sur une minuterie qui est contrôlée par les instructions "If" et "else if". Dans ma programmation, vous constaterez qu'ils sont programmés pour s'allumer et s'éteindre toutes les 15 secondes. Ceci est purement à des fins de démonstration et doit être modifié selon un cycle de lumière normal pour des conditions de croissance optimales. De plus, pour les conditions de croissance réelles, je recommande d'utiliser une vraie lumière de croissance plutôt que la simple bande LED que j'ai utilisée dans mon projet de classe. (Photo 6)

Étape 4: Programmation dans Arduino

Photo 1: Mise en place des bibliothèques et définitions

• timer_off_lights long non signé = 15000

  c'est là que nous déterminons quand éteindre les lumières LED. Les lumières sont actuellement programmées pour être allumées jusqu'à ce que ce temps soit atteint. Pour une utilisation réelle, je recommande de vérifier le cycle lumineux souhaité pour la plante que vous souhaitez faire pousser. Ex: si vous souhaitez que vos lumières restent allumées pendant 12 heures, changez ce temps de 15000 à 43200000

Aucun autre changement n'est nécessaire dans cette section du programme

Photo 2: configuration du vide

Aucune modification n'est nécessaire dans cette section

Photo 3: boucle vide

• else if (time_diff <30000)

  Étant donné que les lumières sont programmées pour s'allumer au début et s'éteindre 15 secondes après le début du programme. 30000 agit comme une limite de temps mesuré. Les lumières restent éteintes jusqu'à ce que le temps atteigne 30 000, puis est réinitialisé à 0, rallumant ainsi les lumières jusqu'à ce que 15 000 soient à nouveau atteints. 30000 doit être remplacé par 86400000 pour représenter un cycle de 24 heures

• si (t<26)

  c'est là que le programme dit aux ventilateurs de rester éteints. Si vos plantes nécessitent des températures différentes, changez 26 pour répondre à vos besoins

• sinon si (t>=26)

  c'est là que le programme dit aux ventilateurs de rester allumés. Remplacez ce 26 par le même numéro que celui que vous avez utilisé pour l'instruction précédente

Photo 4: vider les pompes d'arrêt

c'est le vide secondaire mentionné au début de cette instructable. Aucun changement n'est nécessaire, il indique simplement aux broches connectées ce qu'il faut faire lorsque le commutateur SPDT est basculé de sa position d'origine.

Étape 5: Vidéos montrant la fonction du système

Vidéo 1:

Affiche la pompe à air et à eau contrôlée par l'interrupteur. Vous pouvez également voir comment les lumières LED sur le relais changent lorsque l'interrupteur est actionné.

Vidéo 2:

En regardant le Serial Monitor, nous pouvons voir que les lumières s'allument une fois le programme démarré. Lorsque le time_diff franchit le seuil de 15 000 ms, les lumières s'éteignent. De plus, lorsque time_diff franchit le seuil de 30000 ms, nous pouvons voir que time_diff se remet à zéro et que les lumières se rallument.

Vidéo 3:

On peut voir dans cette vidéo que la température contrôle les ventilateurs.

Vidéo 4:

Juste une promenade autour de la serre

Grand Prix du Concours Capteurs 2016