Arduino控制的水培安装

描述

介绍

我们仍处于悉尼的 COVID-19 封锁之中，在自我教育的过程中，我开始涉足水培法。我的初始安装非常小（不到 30 升，主要是在构建大型安装之前看看我是否可以使其工作。

这个特殊的系统使用“洪水和排水”或“潮起潮落”技术，其中富含营养的液体被泵入盛放植物的托盘中。泵会定期停止以使多余的液体排出。这个过程可以使根部得到充足的营养，但也应该避免腐烂，因为它们有机会稍微变干。

我的第一个水培设备

 

使用用于小型水景的潜水泵将水抽出。由于水箱的尺寸和低上升水平，这足以完成这项任务，但对于大型系统或喷涂，将需要更大的泵。

为安全起见，泵由 12V AC 供电。我担心切换电源电压或将电源线插入我的水箱。

控制和监测

洪水和排水的秘密在于启动和停止灌溉泵。我收到的建议是“开 2 小时，关 15 分钟，然后重复”。大多数电源定时器既没有粒度，也没有我们需要的程序槽数，所以我创建了自己的。

通过无线网络...

所有任务均使用安装了 ESP8266 WiFi 扩展板的 Arduino Mega2560 执行。这个屏蔽需要使用 Arduino Mega，因为它有多个串行端口，这使得调试更加容易。

如果您使用与我相同的基本屏蔽（见照片），您应该将串行引脚（0、1）弯曲，这样它们就不会连接到 Arduino，并将 TXD3/RXD3 直接连接到 RX/TX 连接器在 ESP8266 的“调试”引脚上。

ESP8266 WiFi 屏蔽

 

有了这个小模块，WiFiEsp 库将能够轻松驱动电路板。但是，有多种可用的固件包。对我有用的包装为：

“Ai-Thinker_ESP8266_AT_Firmware_DOUT_v1.5.4.1-a_20171130”

这可以使用 esptool python 脚本加载到板上。

该代码在 Robotdyn Arduino Mega+WiFi 板上也运行良好，但无论出于何种原因，该板总是信号不佳。

...或以太网

该代码也适用于以太网屏蔽或 Freetronics EtherTen 板。EtherTen 的挑战在于它是一块 Uno 板，因此内存会非常紧张。

以太网连接版本

 

数据

我喜欢数据。不，我真的很喜欢数据……这个小项目产生了很多，我将它发送到 ThingSpeak，任何人都可以浏览我花园的公共视图。

用户界面

128x64 单色 OLED 显示屏用于显示控件和传感器的当前状态。您不需要使用此显示，但除非您上传到 ThingSpeak，否则您不会知道发生了什么。无论如何，这些小显示器既可爱又便宜，它们使项目看起来更加精致。

128x64 OLED 显示屏非常适合显示状态消息

 

电源

我的系统使用由太阳能电池板充电的 12V 汽车电池运行。一个小型逆变器运行泵。控制器使用电阻分压器读取电池电压以保护模拟输入。

最终被测控制器

 

接口屏蔽

虽然之前的性能板接口连接设置运行良好，但看起来很糟糕，所以我使用原型屏蔽创建了一个简单的接口屏蔽。这消除了大多数老鼠巢的接线，并确保我有足够的电源和接地连接器用于所有东西。

自制接口盾

 

编码

最新代码位于我的 github 存储库 (https://github.com/au-chrismor/hydro-mega)。由于这是一个正在进行的项目，所有有趣的东西都在“Develop”分支中，而运行时间更长的代码则位于“Master”中。如果您刚刚开始使用 Arduino，我建议您使用 Master 分支。

配置

该项目确实显得相当复杂，因为我试图支持尽可能多的选项，并且可以通过sysconfig.h 中的#define语句启用或禁用这些选项。以下是帮助您入门的选项列表：

如果您只想控制泵：

#define _HAS_PUMP_RELAY

所有传感器和网络都可以注释掉。

如果要测量 pH

#define _HAS_PH

用于电导率测量

#define _HAS_DALLAS

#define _HAS_EC

...等等。

您还需要使用您的 WiFi 凭据和 ThingSpeak API 密钥更改“hydro.h”

校准

有必要校准设置以适合您的传感器的电压、pH 和 Ec。当我开始从事这项业务时，我无法就正常值的样子提出建议。但是，我相信使用 ThingSpeak 绘制随时间变化的 pH 值和 Ec 将为我们提供关于营养液是否需要注意的指示，因为随着营养物质的消耗，pH 和 Ec 值预计会发生变化。

然后，您可以使用这些知识来设置警报。

下一步去哪里？

这个系统还有很多事情要做。下一个合乎逻辑的步骤是控制生长灯。我已经在做这件事了，一旦完成，我会更新项目和源代码。

之后，我想为起始 Ec 和 pH 值添加设定点注册（一旦我们知道它们应该是什么），并允许校准这些传感器。

代码都在 GitHub 上。随意分叉并做出贡献！