Güneş Enerjili 'Akıllı' WiFi Kontrollü Sulama Sistemi: 6 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu proje, ev yapımı, tamamen güneş enerjili, akıllı bir bahçe elektrik şebekesi ve sulama kurulumu oluşturmak için Shelly IoT cihazları ve openHAB'daki bazı temel programlama ile birlikte ebay'den standart DIY güneş ve 12v parçalarını kullanır.

Sistemde Öne Çıkanlar:

• Tamamen güneş enerjisiyle çalışan sistem (gündüz ve gece)
• 3 bölge sulama sistemi (daha fazla olabilir!)
• Shelly RGBW2 cihazları kullanılarak Google Home/Alexa entegrasyonu ile tamamen wifi kontrollü
• 'Akıllı' Sulama, son yağmur yağmasını kontrol etmek için hava durumu API'sine bağlantılar içeren set otomatik sulama sistemini kullanın.

Neden bu tasarım?

1) Sebze bahçem için sulama sistemlerine bakıyordum ve bunların ya çok pahalı ya da oldukça sınırlı bir işleve sahip olduklarını gördüm (tek bir hortum için belirli bir zamanda açma/kapama).

2) Bahçem gerçekten uzun ve harici güç yok, bu yüzden kulübemden güneş enerjisiyle çalışan bir 12v bahçe ızgarası kurmak, bahçenin uzak ucundan güç elde etmek için eğlenceli (ve güvenli!) bir fikir gibi görünüyordu)

3) Shelly cihazları ve OpenHAB ile oynuyordum ve neler başarabileceğimi görmenin eğlenceli olacağını düşündüm!

Gereçler

Güneş Sistemi:

• Güneş Paneli (120W)
• Pil (130aH boş pil)
• Solar şarj kontrolörü (30A)
• 12v sabitleyici
• kablolama

'Akıllı' Sulama Sistemi:

• Su kaynağı / Su temini
• 12v DC su pompası
• 12v Solenoid valfler (sulama bölgesi başına 3x = 1)
• Su geçirmez muhafaza
• Sulama hortumu, konektörler ve hortum
• 5 çekirdekli kablo
• Shelly RGBW2

(+gerektiğinde aletler, kablo bağlantıları, hortumlar vb. gibi standart parçalar!)

Shelly uygulamasını kullanarak projedeki birçok işlevi tamamlamak mümkün, ancak sulamada daha gelişmiş otomasyon mantığı için OpenHAB kullanıyorum.

Adım 1: Güneş Sistemi Kurulumu

Bu adım, kurulumumun sadece hızlı bir açıklamasıdır, bir DIY güneş sisteminin en iyi şekilde nasıl kurulacağına dair birçok iyi kılavuz vardır ve bu Eğitilebilir Tablonun ana amacı 'Akıllı' bahçe ızgarası ve sulama sistemidir! (Bu adım da isteğe bağlıdır, bir güç kaynağına kolay erişiminiz varsa ve güneş enerjisi kullanmak istemiyorsanız, tüm sistemi ana şebekeden beslenen bir 12V transformatör aracılığıyla çalıştırabilirsiniz.)

120W güneş paneli (eBay veya Amazon), 130aH boş pil kullandım (daha küçük kapasite kullanabilir, ancak bunun gibi bir güneş sisteminin döngüsel kullanımı nedeniyle normal bir araba pili yerine boş pil kullanmanızı öneririm) ve 30A güneş şarjı kontrol ünitesi. Daha küçük bir Amp ünitesi seçebilirsiniz, ancak maliyet farkı çok azdır ve 12V'ta güç çekerken Amperler kısa sürede tırmanabilir!

Güneş sisteminin kendisi bir dizi voltaj üretecektir (modelimdeki belgeler, pil şarj seviyesine ve güneş girişine bağlı olarak 10.7V ila 14.4V diyor). Bu projede kullanılan Shelly cihazları voltaja oldukça duyarlıdır ve sabit bir 12V beslemeye ihtiyaç duyar. Bunu başarmak için eBay'de kolayca bulunabilen bir voltaj dengeleyiciye ihtiyacınız olacak. 10A taşıyabilen 12V çıkışa 8V-40V giriş aldım. 10A, bu voltaj aralığında bulabildiğim en büyük sabitleyiciydi, bu nedenle bu bağlantı üzerinden tek seferde yalnızca 10A çekebilecek. Daha sonra başka bir 10A güç kaynağı sağlamak için ikinci bir sabitleyici bağlamak her zaman mümkündür.

Kurulumdan önce her şeyin yolunda gittiğinden emin olmak için bahçe masamda hızlı bir test kurulumu yaptım. Güneş kontrolörünün voltaj çıkışını kontrol ettim ve gerçekten de ~ 13.4V idi. Voltaj sabitleyiciyi bağladıktan sonra tekrar kontrol ettim ve 12.2V oldu - Shelly RGBW2 için uygun ve bağladım.

Shelly hemen açıldı ve onu WiFi'me göre yapılandırabildim ve yanıtını test ettim - ilk Güneş Enerjili IoT cihazım!

Her şey test edilip çalıştığında, kurulumu parçalara ayırdım ve tam kurulum için bileşenleri bahçe kulübeme taşıdım.

Güneş panelini 40 derecelik açıda tutmak için temel bir çerçeve yaptım (en verimlisi bulunduğum yerdeki 40 derecelik yükseklikte güneye bakıyor - çevrimiçi kontrol edin, bulunduğunuz yer için en iyi açıyı elde etmek için birçok hesap makinesi var!)

Adım 2: Akıllı Sulama - Sulama Valfi Muhafazası

Otomatik akıllı sulama sistemi oluşturmanın ilk adımı bir valf kontrol sistemi oluşturmaktır.

Bu proje için kullandığım vanalar temel, normalde kapalı, 12V DC, 1/2" Solenoid vanalardır. Bunlar eBay'den nispeten ucuza kolayca temin edilebilir. Farklı boyutları da mevcuttur. Birçok farklı standart olduğu için 1/2" kullandım. bu boyuttaki vana/boru ile kullanılabilecek sulama sistemi bileşenleri. Valflerin her iki tarafında standart 1/2" vida dişi bulunur, bu nedenle kullanmak istediğiniz hortum/sulama hortumu tipine uygun bağlantı parçalarına ihtiyacınız olacaktır.

Valflerin elektrik bileşenleri su geçirmez olmadığından, su geçirmez bir muhafazaya ihtiyacınız vardır. Schnider Electric 12 girişli bağlantı kutusunun (195x165x90mm) kullanmak istediğim 3 valfe ve ayrıca sahip olduğum 12mm sulama hortumu için 1/2 vidalı adaptörlere uyacak mükemmel boyutta olduğunu buldum.

Güç/kontrol kablosu hava koşullarına dayanıklı bir şekilde bağlantı kutusunun altından girerek su akışını kutu boyunca yatay olarak çalıştırıyorum.

Adım 3: Akıllı Sulama - Valfleri Shelly RGBW2 Kontrol Ünitesine Bağlama

Her valfin 2 kürek terminali vardır. Kullandığım vanalarda polarite farkı yok, bu yüzden her iki terminale de pozitif veya negatif bağlayabilirim. Güç yok, vana kapalı. Güç açık, valf açık.

(Sistemin bu bölümünün inşası/testi için standart bir 12V DC transformatör (eski LED sürücü) kullandım, böylece bahçeye çıkıp test etmek için güneş enerjisi kaynağına bağlanmak zorunda kalmadım. o).

Kutu içerisine gelen 5 damarlı kablodan 3 adet kabloyu uygun boyutta kürek konnektörlerle sonlandırın. (Örnek fotoğrafta bunun için kahverengi, siyah ve gri kullanılmıştır). Bir kablo (fotoğrafta mavi) ortak +ve olarak kullanılacaktır, bu nedenle bir kabloyu uygun bir çoklu kablo konektörüne sonlandırın (5 terminalli Wago 221 kullandım).

Shelly RGBW2, 'Beyaz' moda ayarlanmalıdır (Shelly kontrol ekranındaki ayarlar altında). Bu, Shelly'nin 4 ayrı 12V DC (kısılabilir) röle olarak çalıştığı anlamına gelir.

Güç kaynağı ve Shelly sudan uzakta güvenli (kuru) bir yerde olmalı ve vana gövdesine 5 damarlı kablo kullanılarak bağlantı yapılmalıdır (benimki yaklaşık 5m uzunluğunda, ahırdan sebze yamasına gidiyor). Shelly, kulübemin içinde küçük, hava koşullarına dayanıklı bir bağlantı kutusunun içinde.

Gücü ekli şemaya göre bağlayın ve fotoğraftaki gibi görünmelidir. 5 terminalli Wago'daki yedek kablo ve boşluk, pompayı bağlamak içindir.

Adım 4: Akıllı Sulama: Pompanın Bağlanması

Bir sonraki adım, pompayı bağlamaktır. Kurulumum için, gücü kulübeden çıkarmak için ana 5 çekirdekli kabloyu kullandığım için pompayı valf muhafazası üzerinden bağladım, ancak daha uygunsa pompayı ayrı olarak kolayca bağlayabilirsiniz.

Ebay'de bulabildiğim en yüksek akışlı 12V pompayı kullandım (1000L/h), ancak birçok seçenek mevcut. (Şu anda Shelly RGBW2'ye bağlı birkaç pompam var ve bazı pompaların yalnızca %100 AÇIK/KAPALI çalıştığını, diğerlerinin ise Shelly dimmer işlevini kullanarak akış hızını kontrol edebileceğinizi gördüm. Bu, istediğiniz gibi sulama sistemi için önemli değil ' max' akış, ancak bir su özelliği vb. için önemli olabilir).

Solenoid valflerin aksine, pompaların polariteye duyarlı OLDUĞUNU unutmayın, bu nedenle +ve ve -ve beslemesini doğru şekilde bağladığınızdan emin olmanız gerekir.

Bu tamamlandıktan sonra, pompanın her valfin girişlerine bağlanması gerekir ve her valf kutudan bir çıkış verir (böylece test ederken kutuyu doldurmazsınız!).

Shelly RGBW2 arayüzünde AÇMA/KAPAMA yaparak vanaları susuz olarak test edebilirsiniz. Açık olduklarında güç tüketiminin ~10W'a kadar çıktığını görmelisiniz (kanalı açmadan önce 'dimmer'ın %100'e ayarlandığından emin olun, %100'den başka bir şeyden hoşlanmıyorlar!). Shelly RGBW2'yi kablo şemasında gösterildiği gibi bağladıysanız, 1-3. kanallar vanaları ve 4. kanal pompayı kontrol etmelidir.

Resim, suyu etrafta dolaştırmak için banyomda bir kova kullanarak sistemi test etmemi gösteriyor (pompa, kovadaki kırmızı şeydir).

Son resim, bu kurulumu su temini için su kıçıma nasıl bağladığımı gösteriyor.

Adım 5: Akıllı Sulama: Shelly RGBW2'yi Bağlama

Sistemden gelen tüm kabloların Shelly RGBW2'nin yerleştirilebileceği kuru bir alana (wifi bağlantılı!) gelmesi gerekir.

Kablolar, bağlantı şemasına göre Shelly'ye bağlanmalıdır. Genel olarak bağlantıyı daha kararlı hale getirdiği için tüm Shelly cihazlarımda statik bir IP kullanmayı tercih ediyorum.

Adım 6: Akıllı Sulama: Kontrol Sistemi

Artık sistem kurulduğuna göre, sisteminizi kontrol etmek için seçebileceğiniz çeşitli yollar ve ne kadar 'Akıllı' olmasını istediğinizin çeşitli seviyeleri vardır!

Temel: Sisteminizi kontrol etmenin en temel yolu Shelly Uygulaması ve Google Home veya Alexa ile yerel entegrasyondur. Uygulamada her bir kanal (Pompa, Bölge 1, Bölge 2 vb.) için standart programlar ayarlayabilir ve dilerseniz bunları sesli kontrole bağlayabilirsiniz.

Gelişmiş: Shelly Uygulaması aynı zamanda 'Sahneler' oluşturmanıza da olanak tanır, günün farklı saatlerinde farklı sulama düzenlerinden geçen çeşitli 'sahneler' oluşturabilirsiniz vb. Uygulamada birçok seçenek vardır… yaratıcı olun!

Gerçekten akıllı

Bir adım daha ileri gitmek istediğime karar verdim. Evimdeki çoğu IoT cihazını kontrol etmek için zaten OpenHAB kullanıyorum, bu yüzden OpenHAB kullanarak kendi Sulama sistemi kontrolümü kuruyorum. Benzer bir şey ayarlamak isterseniz yardımcı olması için temel.items.rules ve.sitemap dosyalarını bu Eğitilebilir Dosyaya ekledim.

Genel özellikler:

• Pano sayfasından tam otomatik ve manuel kontrol.
• Google ev entegrasyonu - "Hey Google, Sulamayı Başlat". - Videoya bakın.
• Hava durumu entegrasyonu - Son 24 saatteki toplam yağış miktarını kontrol etmek için OpenWeatherMap API'sine bağlandım ve 10 mm'den fazla yağmur yağdıysa, sulama döngüsü otomatik olarak çalıştırılmıyor
• Sulama her gün belirli bir saatte veya gün batımı/gün doğumu vb. ile değişkenlik gösterebilir.
• Sistem, her sulama döngüsü için ne kadar su kullanılacağını hesaplar (benim gibi yağmur suyu toplayan su izmaritleri kullanıyorsanız önemlidir!
• Otomatik sulama çalışmak üzereyken sizi uyarması için telefonunuza bildirim gönderin.