Teraryum için Nem ve Sıcaklık Kontrol Sistemi: 11 Adım (Resimli)

2025 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2025-01-13 06:58

GİRİŞ:

Bu talimat, bir Arduino Uno kullanarak modüler bir nem ve sıcaklık kontrol sisteminin geliştirilmesi içindir. Bu sistem, çevresel parametreleri izlemek için su geçirmez bir nem ve sıcaklık probu ve bir nemlendiricinin ve bir soğutma fanının aktivasyonunu kontrol etmek için 5V rölelere bağlı bir Arduino Uno kullanır. Gerçek zamanlı saat (RTC) kullanan ikincil bir sistem, nemli havanın günlük olarak tazelenmesini sağlar ve programlı nemlendirme ve soğutmanın programlanmasına olanak tanır. Nem ve sıcaklık ölçümleri LCD ekrana yansıtılır.

Bu cihazın uygulaması, tropikal bitkiler için çevresel parametreleri kontrol etmektir. Bu durumda, bu bitkiler daha yüksek nemi (tipik olarak %70'in üzerinde) tercih eder ve daha yüksek sıcaklıklara (30-35C) duyarlıdır. Binamın HVAC sisteminden gelen sıcaklığın ılımlılığı göz önüne alındığında, sıcaklığın belirli bir eşiğin (20C) altına düşmemesini sağlayabilirim. Bu durumda, sera etkisi daha fazla endişe kaynağı olduğundan, nemlendirmeye ek olarak soğutmanın da uygulanması gerekir.

DİKKAT:

Bu yapı, elektrikle çalışmayı içerir. Elektrik çarpması ve şoktan kaçınmak için özel önlemler alın. Herhangi bir kısa devre veya kötü bağlantı oluşturmamak için kablolamaya ekstra özen gösterin.

Bu sistem 120V cihazlarla uyumlu olacak şekilde tasarlanırken, yüksek akımlı sistemlerde kullanılması amaçlanmamıştır. Basit modifikasyonlar, daha yüksek watt için tasarlanmış röleler, bir soğutma sistemi vb. dahil olmak üzere böyle bir sisteme izin verecektir. Bağlı tüm cihazlar için toplam akım çekişini maksimum 10A ile sınırlayın.

DEĞİŞTİRME:

Bu sistem, ısıtıcı gibi ek kontrol parametreleri eklemek için değiştirilebilir. Ek olarak, programlanmış bir temelde sadece nemli hava uygulanarak aktif bir kontrol sistemi olmadan çalıştırılabilir. Bu faktör büyük ölçüde teraryumda yetiştirilecek organizma türlerine bağlıdır.

DEPO:

Program, diyagramlar ve 3D baskı modelleri de GitHub Here'da bulunabilir.

Gereçler

KONTROLÖR

• • 1x Arduino Uno Rev3 (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x 2 veya 4 Kanal 5V 10A Röle (RobotShop RB-Elf-156)
  • 1x SHT 20 I2C Su Geçirmez Sıcaklık ve Nem Probu (RobotShop SEN0227)
  • 1x I2C 16x2 LCD Modül (SunFounder ASIN B019K5X53O)
  • RTC veya RTC Modülü ile 1x Data Logger Shield (RobotDyne ASIN B072Q1584B)
  • Arduino Uno için 1x Vidalı Terminal Kalkanı (opsiyonel, RobotDyne ASIN B071JK13DP)
  • 3x 120V 2 Uçlu Uzatma Kablosu (3 Uçlu da kullanılabilir, 10A [1200W] veya daha fazlasını taşıyabildiklerinden emin olun)
  • 1x Proje Kutusu en az 7"x5"x3" (RadioShack, ASIN B0051YSCGO)
  • 1x PCB Kartı veya Kutu için Montaj Kartı
  • 1x USB a/b Kablosu

  • 1x USB Duvar Şarj Adaptörü (120V)

NEMLENDİRİCİ

• • 1x Homasy Cool Mist Nemlendirici (ASIN B07RZSBSHJ)
  • 1x 5/8" x 6' PVG Safra Pompası Boşaltma borusu (veya benzeri 3/4" ila 5/8" boru, LOWES #814327)
  • 1x 3/4" Dişi-Dişi Kaplin PVC Bağlantı Elemanı (LOWES #23850)
  • 2x 3/4" Erkek-Dişi Vidalı Dirsek PVC Bağlantı Elemanı (LOWES #126822)
  • 1x 3/4" Yan Çıkışlı Dirsek PVC Bağlantı Elemanı (LOWES #315496)
  • 1x 3/4" Dönen Erkek-Dişi Sulama Adaptörü (LOWES #194629)

SOĞUTUCU FAN

• • 1x 12V Bilgisayar Fanı
  • 1x 12V 1A Güç Adaptörü
  • 1x 12V Erkek+Dişi 2.1x5.5MM DC Güç Jakı Fiş Adaptör Konnektörü

KÜÇÜK PARÇALAR

• • 20x Atlama Kablosu
  • 4x Kablo Rakorları (PH7)
  • 3x 22-10 AWG Tel Somun
  • 12x Zıtlıklar ve Vidalar ve Cıvatalar
  • 6x M3-0.5 veya UNC 4-40 vida ve cıvatalar
  • 4 adet Vida (montaj kartını proje kutusuna takmak için)
  • 3x Vantuz Kancaları

ALETLER

• • tel striptizci
  • Tornavidalar (çeşitli boyutlarda)
  • Delmek
  • Döner Alet (isteğe bağlı)
  • 3D Yazıcı (isteğe bağlı)

PROGRAM

Program bu sayfada veya GitHub'da burada bulunabilir.

Adım 1: Adruino Devresini Kablolayın

Bu adım elektroniklerin kurulumu ve bağlantısı içindir. Bu durumda kablolanması gereken tek şey Arduino UNO, SHT 20 ve sadece Arduino bağlantı parçalarının rölelere bağlanmasıdır. *Not, 120V uzatma kablolarının bağlanmasının şimdi yapılmasına gerek yoktur.

TEL ARDUİNO

1. KONTROL SİSTEMİ altındaki Sarf Malzemeleri'nde listelenen bileşenleri toplayın.

2. Dahil edilen şemayı izleyerek Arduino Uno'yu bağlayın (şekil). Röleyi henüz bağlamayın.

   • Veri Kaydedici Kartı:

     Arduino Uno'nun üstüne bağlanın

   • Vidalı Terminal Kalkanı:

     Arduino Uno üzerindeki Datalogger Kartının Analog tarafını Analog tarafına bağlayın

   • SHT20:

     • Kırmızı - 3.3V
     • Yeşilden GND'ye
     • Siyahtan A5'e
     • Beyazdan A4'e

   • I2C 16x2 LCD Ekran:

     • SCL'den A5'e
     • SDA'dan A4'e
     • GND'den GND'ye dönüştürücü
     • VCC'den 5V'a

   • 4 Kanallı Röle (4 Kanallı Röleden IN3 ve IN4 kullandım, bu bir rölede IN1 ve IN2 için de çalışabilir):

     • VCC'den 5V'a
     • GND'den GND'ye dönüştürücü
     • IN 3'ten pin 7'ye
     • IN 4'ten pin 8'e
3. Vidalı klemens shield kullanıyorsanız 5V ve GND'yi ekrana direkt bağlantı için kullanabilirsiniz ki aynı girişe 2 pin girmesin.
4. Ekran veya SHT 20 probu, AREF girişinin üzerinde Arduinos üzerinde bulunan diğer SDA SCL girişine bağlanabilir. Tüm kalkanların üzerinde buna sahip olmayacağını unutmayın.

Adım 2: Arduino'yu Programlayın ve Kontrol Edin

Bu adım, tüm bileşenlerin çalıştığını ve programın amaçlandığı gibi çalışıp çalışmadığını kontrol etmektir.

PROGRAM ARDUINO

1. Bir bilgisayar kullanarak, burada bulunabilecek Arduino IDE'yi indirin.
2. Arduino'yu USB a/b adaptörünü kullanarak bir bilgisayara bağlayın.
3. Arduino programını buradan veya bu sayfadan indirin.
4. Yazılımı Arduino'ya yükleyin (doğru COM bağlantı noktasının seçili olduğundan emin olun, aksi takdirde yüklenmeyecektir).

ELEKTRONİĞİ KONTROL EDİN

1. Programın çalıştığını ve tüm bileşenlerin doğru okunduğunu kontrol edin.

   1. Nem, sensörü açık olan nemlendiricinin yanına koyarak kontrol edilebilir.

      • %70'in altındaki bir nemde, röle açılmalıdır, bu genellikle bir tıklama sesi ve röle üzerindeki bir ışıkla belirtilir (modele bağlıdır).
      • %85'in üzerindeki nemde, genellikle başka bir tıklama ve bir ışığın kapanmasıyla belirtilir.

   2. Sıcaklığı yükseltmek için probu elinizde tutarak sıcaklık kontrol edilebilir.

      Benzer şekilde, 30C'nin üzerindeki bir sıcaklıkta, fan rölesi açılmalıdır

   3. Sondanın bir çevresel değişikliği bildirmek için yaklaşık 6 saniyelik bir gecikme süresine sahip olduğunu unutmayın.

2. Ekranın makul bir ortam numarasıyla sıcaklık nemini okuduğundan emin olun.

   Mevcut nem ve sıcaklığınızı başka bir sensör kullanarak veya yerel hava durumuna göre tahmin edebilirsiniz

Adım 3: Proje Kutusu Oluşturun ve Elektroniği Monte Edin

Artık proje kutusu oluşturulabilir ve elektronikler daha sonra kutunun içine yerleştirilmek üzere monte edilebilir.

PROJE KUTUSU

1. Proje kutusu için 4 delik açılması gerekecektir:

   • 120V giriş kablosu.
   • SHT20 sensörü için giriş.
   • Nem kontrolü için çıkış.
   • Sıcaklık kontrolü için çıkış.

2. Delikler herhangi bir yere yerleştirilebilir. Bu örnek kutuya şu şekilde yerleştirildiler:

   • 120V giriş - merkezde sağ üstte.
   • SHT 20 girişi - merkezde sol taraf.
   • Nem kontrol çıkışı - merkezde en üste doğru.
   • Sıcaklık kontrol çıkışı - merkezde en alta doğru.

3. 11,5 mm'lik bir matkap ucuyla delikleri işaretleyin ve delin.

   Not: 7/16" matkap ucu kullanılabilir ve daha sonra salmastrayı yerleştirmeye yetecek kadar büyütmek için zımparalanabilir/dosyalanabilir

4. Her bir salmastradan kapağı ve contayı çıkarın ve kalan vida gövdesini ve somunu şekilde görüldüğü gibi gövdeye takın.

MONTAJ

1. Bir parça plastik, montaj panosu veya kutuya sığacak şekilde kesilmiş bir prototip panosu kullanma.
2. Kutudaki montaj deliklerine uygun delikler açın.
3. Elektroniklerinizi (Arduino Uno with Shields ve Röle) panoya sığacak şekilde konumlandırın.
4. Delikleri işaretleyin ve uygun matkap ucu boyutuyla delin.
5. Seçtiğiniz herhangi bir başlığı kullanarak Arduino ve Röleleri panoya takın (şekil)

Adım 4: Proje Kutusu Elektronik Kurulumu

Bu adım, son kablolamanın yapılabilmesi için tüm bileşenlerin proje kutusuna yerleştirilmesine odaklanır.

ARDUINO VE RÖLE EKLE

1. SHT 20 sensörünü ve ekranı dikkatlice ayırın.
2. Montaj panelini kutuya koyun (şekil). Henüz vidalamayın.

HAZIR KABLOLAR

1. Uzatma kablolarınızı istediğiniz uzunlukta kesin.

   • Kutunun içinde kalacak 1 prong girişine sahip olacaksınız. Bu, Arduino'ya ve daha sonra eklenebilecek diğer cihazlara (yani fan, güç dönüştürücü, vb.) güç vermek içindir.
   • Bu çatal girişlerinden 2'si nemlendirici ve soğutma cihazının her birine güç sağlamak için kullanılacaktır. Onları istediğiniz uzunlukta yapabilirsiniz, ancak kabloların her yere sarkmasını önlemek için onları cihaza yakın tutmayı seçiyorum.
   • Bu uzatma kablolarından 1 tanesinden, cihaza güç sağlamak için kablo ucunu kaydedeceksiniz. Kablo üzerinde canlı tel belirtilmişse, bunları kullanın (çoğunlukla şeritleri vardır, kablonuzda bu varsa endişelenmeyin, düzenlemeyi kolaylaştırır).
2. Güç kablosunun uçlarını ve üç güç girişini soyun.
3. Yıpranmayı önlemek için soyulmuş uçları bükün (şekil, şekil).
4. Kapağı ve lastik contayı fişe, röle için 2 çıkışa ve SHT 20 probu üzerine yerleştirin.

KABLO EKLE

Kutu üzerinde bulunan rakorlara kablolar eklenebilir (şekil). Henüz vidalamayın

Adım 5: Röle Kablolaması

Bu kısım için, zor olabileceğinden daha ayrıntılı kablolama ekledim. Bu, Adım 2'de (şekil) görülen şema ile aynı kablolamayı izleyecektir.

KABLO RÖLESİ

1. Kabloyu sıkıştırmak için bir tornavida kullanarak iki gevşek kabloyu iki rölenin ortak (C) girişlerinin her birine bağlayın (şekil).

   • Bu normalde rölenin merkez girişidir ve genellikle bir C veya dikey çizgi olarak belirtilir.
   • Düzgün bir şekilde oturduklarından emin olmak için tellerin kesilmesi gerekebilir.
   • Neredeyse hiç bakırın açıkta kalmadığından, tam oturduğundan ve yıpranmış kabloların takılmadığından emin olun.
   • Kabloları içeri almak için kartı hafifçe kaldırmanız gerekebilir.

2. 2 güç girişinden gelen kablonun canlı ucunu rölenin normalde açık (NO) kısmına bağlayın (şekil).

   Bu, yukarıdaki adıma benzer, ancak bu çıkış, açılı bir hat ile belirtilir (ortak kabloya bağlı olmayan bir anahtar gibi)

3. Tüm canlı kabloları birbirine bağlayarak başlayın. (Bu, iki kablodan daha büyüğüne karşılık gelir ve genellikle kablo veya siyah kablo üzerindeki bazı şeritlerle gösterilir.) Birbirine bağlanacak kablolar şunlardır:

   • Fişten canlı tel
   • Arduino'ya güç sağlamak için kullanılacak fiş girişinden canlı kablo
   • 2 soyulmuş tel
4. Telleri birbirine bükün ve bir vidalı kapakla kapatın.

5. Tüm nötr kabloları birbirine bağlayın.

   • Fişten gelen nötr tel
   • Arduino'ya güç sağlamak için kullanılacak çıkıştan gelen nötr tel
   • 2 güç çıkışının her birinden dönüş kabloları
6. Kabloları birbirine bükün ve vidalı kapakla kapatın (şekil).

7. Tüm vidalı kapakların sıkı olduğundan ve düşmeyeceğinden emin olun.

   • Vidalı kapaklar tam oturmuyorsa, farklı boyutta bir kapak kullanın.
   • Alternatif olarak, teller birer birer 2 bağlanabilir ve bunları birbirine atlamak için fazla tel kullanılabilir

SHT20'Yİ EKLE

1. SHT20'yi vida panosuna tekrar vidalayın.

   Vidalı pano kullanılmıyorsa, teller ayrıca aktarma kablolarına itilebilir ve/veya aktarma kablolarına bağlanabilir

SIKMA BEZLERİ

1. Tellerin etrafındaki salmastra kapaklarının her birini sıkın

   Bir miktar gevşekliği gidermek için kablolar biraz çekilebilir, ancak her zaman biraz gevşek olduklarından emin olun

Adım 6: Kontrol Kutusu Kapağı Yapılandırması

Bu adım, ekranı kutunun üstüne monte etmek ve temiz görünmesi için 3B yazdırılmış bileşenler eklemektir.

LCD İÇİN DELİK AÇ

1. Ekranı kapağa monte etmek için bir yer bulun.

   Bu proje onu sol üstten ve soldan 1" köşeye yerleştirdi

2. Ekranı ve deliklerin yerini takip edin.
3. Dremel veya tıraş bıçağı kullanarak ekranı yerleştirmek için dikdörtgen alanı kesin.
4. Uygun matkap ucunu kullanarak ekran için delikler açın.

3D BASKILI BİLEŞEN EKLE (isteğe bağlı)

1. Dahil edilen 2 STL dosyasını yazdırın:

   • Herhangi bir kesme tutarsızlıklarını gizlemek için LCD için bir çerçeve (16x2 LCD Ekran Çerçevesi (retro).stl).
   • Resmi görünmesi için bir logo (Humidi_Control_Logo.stl).
2. Baskıdan sonra 2 baskılı bileşeni kapak üzerine istediğiniz yere yerleştirin.
3. Uygun matkap ucunu kullanarak ekran için matkap deliklerini işaretleyin.
4. İstenirse boyayın.

EKRAN EKRANI

1. Küçük vidalar ve cıvatalar (M3 bunun için iyi çalışır) kullanarak, vidalar önde ve ekran arkada olacak şekilde ekranda cıvatalayın. Çerçeve kullanıyorsanız, bunu ön taraftan takın (şekil).
2. Logoyu takın ve vidaları (isteğe bağlı) ekleyin (şekil).
3. Tüm vida ve cıvataların sıkı olduğundan emin olun.

Adım 7: Kontrol Sistemi Kutusunu Bitirin

Bu adımlar, içindeki kontrol sistemi ile proje kutusunun kurulumunu tamamlar.

GÜÇ VE KAPANIŞ

1. Güç konektörünüzü Arduino'ya eklemek için kutunun içine yerleştirilmiş olan uzatma kablosu girişini kullanın.

   USB'yi kullanmayı seviyorum, böylece kolayca açıp yeniden programlamak için kabloyu alabiliyorum

2. Tüm bağlantıların çalıştığından emin olmak için kutuyu açın.
3. Montaj levhasını uygun vidalarla vidalayın.
4. Proje kutusu kitindeki vidaları kullanarak kutunun üst kısmını vidalayın.

Kontrol sistemi artık tamamlanmıştır. Sonraki adımlar, bir nemlendirici ve bir soğutma fanının eklenmesidir.

Adım 8: Nemlendirici Kurulumu

Bu, ticari bir ultrasonik nemlendirici kullanan temel bir nemlendirme sisteminin kurulumu içindir.

NEMLENDİRİCİ

1. PVC parçaları kullanarak, bunları şekilde görülen mekanizmaya bağlayın.

   • 3/4" dişi-dişi PVC kaplini erkek-dişi PVC vida dirseğine takın.
   • Dik açı yapmak için bu vida dirseğini başka bir vida dirseğine takın.
   • Erkek-dişi sulama adaptörünü vida dirseğinin vidalı ucuna ekleyin.
   • Yan çıkışlı PVC dirseği sulama adaptörünün ucuna takın.

2. Boruyu ölçün ve istenen uzunlukta kesin

   • Bu uzunluk teraryumun tepesinden nemlendiricinin ortasına kadar olmalıdır.
   • Çizgide çok az gevşeklik olmalı ve mümkün olduğunca dikey olmalıdır. Herhangi bir döngü veya su toplayan alanlar boruyu tıkayacak ve küçük su parçacıklarının akmasını önleyecektir.
   • Bu kurulum durumunda, borunun her ayağında çizgiler vardı ve üç ayak çalıştı.

3. Boruyu PVC parçaya bağlayın

   Bu durumda, 3/4" bağlantıya sıkıca oturan bir 5/8" safra kanalı kullanılır

4. Nemlendirici çıkışındaki beyaz kapağı çıkarın
5. Sıkıca oturması için hortumu çıkışın içine doğru itin.
6. PVC boru tarafını teraryumun içine, kenar boyunca oturacak şekilde yerleştirin. PCV parçaları, teraryumun kenarının genişliğine uyum sağlamak için aşağı yukarı vidalanabilir.

Adım 9: Soğutma Fanı Kurulumu

Bu, gerektiğinde konvektif soğutma yoluyla sıcaklığı düşürmek için bir soğutma fanı ekler.

SOĞUTUCU FAN

1. Bilgisayar fanından gelen çıkış kablolarını 12V erkek fiş adaptörüne bağlayın.

2. 2 Vantuz kullanarak bunları fanın deliklerine oturacak şekilde konumlandırın/bükün (şekil).

   Fan, sakinleri soğutmak için çevreden hava çekmek için hafifçe aşağı doğru açılı olmalıdır

Adım 10: Fişe Takma ve Kontrol Etme

Bu, kontrol sistemini sonlandırmak için son adımdır!

MONTAJ SHT 20

1. Bir vantuz kasnağı kullanarak SHT 20'yi teraryumun üstüne doğru tutturun (şekil).

   Teorik olarak, havadaki suyun gradyanı, oda havasıyla karıştığı yer olduğu için teraryumun tepesine doğru en düşük seviyede olmalıdır. Bu durumda, teraryumun geri kalanının sensör tarafından ölçülen nem seviyesinde veya biraz üzerinde olduğundan emin olunabilir

HER ŞEYİ EKLE

1. Kontrol sistemini bir prize takın ve açıldığından ve doğru şekilde okuduğundan emin olun
2. Nemlendiriciyi nem kontrol çıkışına takın.
3. Fanı sıcaklık kontrol çıkışına takın.

ÖLÇEK

Rölelerin gerektiğinde açılıp kapandığından emin olmak için sensörün etrafındaki ortamı ayarlayarak sistemi test edin. Daha fazla bilgi için 2. Adıma bakın

11. Adım: Son Sözler

SON SÖZLER

Sistem kuruldu ve gitmesi iyi olmalı. Daha önce belirtildiği gibi, sistem modülerdir, çünkü ihtiyaç duyulan her türlü gereksinimi karşılamak için her şey kolayca ayarlanabilir veya değiştirilebilir. Bu sistemin akıllı olmadığını hatırlamak çok önemlidir: Bir arıza olup olmadığını bilmeyecek ve sadece bir şeyleri açıp kapatacaktır. Nemlendiricide yeterli su olduğundan, hattın tıkalı olmadığından, nem sensörünün hala çalıştığından vb. emin olmak için sistem sürekli kontrol edilmelidir. Genel olarak, bu sistem ticari kontrol sistemleri ile aynı seviyede çalışmalı ve daha fazla olmalıdır. işlevsel, uyarlanabilir ve uygun maliyetlidir. İyi eğlenceler inşa edin.