Bitkili Akvaryum için RTC Kullanan Otomatik LED Aydınlatma: 5 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Birkaç yıl önce bitkili bir akvaryum kurmaya karar verdim. Bu akvaryumların güzelliği beni büyüledi. Akvaryumu kurarken yapmam gereken her şeyi yaptım ama çok önemli bir şeyi ihmal ettim. O şey aydınlatmaydı. Birkaç gün her şey yolunda görünüyordu ama sonra tankın her yerinde algler büyümeye başladı ve bitkiler pek iyi gitmiyordu. Her şeyi normale döndürmek zor bir iş.

Şimdi uzun yıllar sonra yine aydınlatmaya önem vererek akvaryumu kurmak istiyorum. İnternette biraz araştırma yaptım ve bitkilerin günde yaklaşık 10-12 saat sürekli ışığa maruz kalması gerektiğini buldum. Ayrıca bitkilerin kırmızı ve mavi ışık spektrumuna daha fazla tepki verdiğini öğrendim.

İşin püf noktası, doğayı akvaryumun içinde olabildiğince yakın bir şekilde simüle etmektir. Işıkları manuel olarak açıp kapatabilirdim ama neden otomatikleştirmeyeyim? Bu, insan hatasını azaltır. Bu yüzden Arduino kullanarak otomatik olarak açılıp kapanan bir LED aydınlatma sistemi yapmaya karar verdim. Bu, bitkilerin ihtiyaç duyduğu aydınlatma süresini tutarlı hale getirir.

Tankımın üstüne bir kapak olacak. Nem elektroniklerin en büyük düşmanı olduğu için kontrol kartını tankın dışına monte etmeye karar verdim.

Başlayalım!

1. Adım: RTC - Gerçek Zamanlı Saat

Plan, günün belirli bir saatinde LED'leri AÇMAK ve KAPATMAKTIR. LED'ler hemen tam parlaklığa geçmeyecek, bunun yerine bir saat içinde sıfır parlaklıktan tam parlaklığa ulaşacaktır. Bu, güneşin doğuşunu simüle etmek içindir. Aynısı LED'leri KAPALI konuma getirirken de geçerlidir.

Kesin zamanı sağlama işi Gerçek Zamanlı Saat veya RTC tarafından yapılır. Millis() yerine RTC kullanmanın avantajı, kesin zamanın doğrudan elde edilebilmesidir. Ayrıca, RTC modülünün kendi pil yedeği vardır. Böylece Arduino KAPALI olsa veya sıfırlansa bile zaman kaybolmaz. Bu, uygulamamız için mükemmel hale getirir.

Kullanacağım modül DS3231 IIC Gerçek Zamanlı Saat. Arduino ile iletişim kurmak için I2C arayüzünü kullanır. Benimkini buradan aldım.

Zor işi yaptığı için Rinky-Dinky Electronics'e teşekkürler. DS3231 için kütüphaneyi buradan indirin

Adım 2: LED'ler ve Sürücüler

Bitkili bir akvaryum için temel kural Galon başına 2 Watt'tır. Benimki 20 galonluk bir tank ve iki adet 10 Watt LED kullanacağım. Bunun önerilen Watt'ın yarısı olduğunu biliyorum ama tankım penceremin hemen yanında duruyor ve içinden bol ışık geliyor. Kurulumu birkaç hafta test edeceğim, bitki büyümesini izleyeceğim ve gerekirse daha fazla LED ekleyeceğim.

Ebay'den aldığım 6500K renk sıcaklığına sahip, bitki büyümesi için harika olan LED'leri kullanıyorum. Listeye göre, ileri voltaj 9-11V ve maksimum 900mA civarında ileri olmalıdır. LED sürücülerini buna göre sipariş ettim.

Sürücüler neden kullanılır?

Mükemmel bir dünyada yaşamıyoruz. Bu nedenle, çıktı her zaman girdiden daha az olacaktır. Peki kayıp güç nerede? Isıya dönüştürülür. LED'lerde de durum aynı. Bir yarı iletkenin Negatif Sıcaklık Katsayısı (NTC) vardır, yani sıcaklık arttıkça direnci azalır. LED de bir yarı iletkendir. Sıcaklığı artmaya devam ettikçe, içinden geçen akımın artması nedeniyle direnci azalmaya başlar. Bu ısınmayı daha da artırır. Bu, LED hasar görene kadar devam eder. Bu nedenle akımı, belirli bir sınırın üzerine çıkmaması için sınırlamamız gerekir. Bu iş LED sürücüleri tarafından yapılır

Testte, 11V'de LED'in yalnızca yaklaşık 350mA çektiğini buldum. Bu tuhaf!

LED Sürücüyü Ayarlama

Sürücü, temel olarak, akım sınırlama özelliğine sahip sabit bir çıkış voltajı sağlayan bir cihazdır. Piyasada sabit akım veren çeşitli LED sürücüleri mevcuttur. Benim aldığımın aynısını aldıysanız, içinde 3 adet ayar saksısı olacaktır. Biz sadece ikisiyle ilgileniyoruz. Birincisi voltaj ayarı içindir ve sonuncusu akım limitini ayarlamak için kullanılır. Ayarlamak için aşağıdaki adımları izleyin:

1. 12V DC beslemesini IN+ ve IN- işaretli pinlere bağlayın. Lütfen polariteyi kontrol edin.
2. OUT+ ve OUT- işaretli pinlere bir multimetre bağlayın ve multimetreyi voltajı okuyacak şekilde ayarlayın.
3. Voltaj ayar potunu multimetre LED'in anma ileri voltajını okuyana kadar çevirin. Benim durumumda, 9-11V. 10.7V seçtim. (Biraz daha azı zarar vermez).
4. Şimdi multimetreyi mevcut okuma moduna getirin. İçinden akım akmaya başlayacaktır. LED'in nominal akımı akmaya başlayana kadar akım ayar potunu çevirin.
5. Bu kadar! Artık LED'inizi buna bağlayabilirsiniz.

Adım 3: LED Panelin Yapılması

Daha önce de belirttiğim gibi, etrafına döşediğim iki adet 10 Watt LED ve dört adet RGB LED şeridi kullanmaya karar verdim. Kırmızı ve mavi renkler için şeridi kullanacağım. Neredeyse akvaryumumun uzunluğunda bir alüminyum çerçeve (en yaygın olarak pencere ve kapı çerçeveleri yapmak için kullanılır) kullandım. LED'ler için bir soğutucu görevi gördüğü için alüminyum bir çerçeveyle gittim. Soğutucular, çok fazla ısı yaydıkları için bu kadar yüksek güçlü LED'ler için önemlidir. LED'in ömrü, yokluğunda azalacaktır. Arası oyuk olduğundan, tüm kablolar içinde gizli ve güvenli kalabilir.

Tüm LED bağlantılarını resimde gösterildiği gibi 6 terminal konektörüne uzattım. Bu, paneli daha sonra yapacağımız kontrolöre bağlamak kolaylaşıyor.

Adım 4: Denetleyiciyi Yapmak

Ana amaç, kullanıcı tarafından ayarlanan süreye göre LED'leri AÇMAK ve KAPATMAKTIR. Kontrolörün beyni bir Arduino Nano'dur. Neden sadece aydınlatmayı kontrol ediyorsun? Bazı rölelerim olduğu için, gerektiğinde filtre, hava pompası, ısıtıcı vb. bazı cihazları da AÇMAK veya KAPATMAK için kullanacağım. Havalandırma sağlamak için 12V DC bilgisayar fanı ekledim.

Manuel ve Otomatik mod arasında seçim yapmak için bir anahtar sağlanmıştır. Gece LED'ler KAPALI konuma getirildikten sonra akvaryuma erişmemiz gerekirse, anahtar Manuel konuma getirilebilir ve ardından bir Pot kullanılarak LED'lerin parlaklığı kontrol edilebilir.

Röleleri ve fanı kontrol etmek için bir ULN2803 Darlington Transistör Dizisi IC kullandım. Bu IC yaygın olarak Röle Sürücüsü olarak bilinir.

Yapının şeması buraya eklenmiştir. Özel bir PCB, temiz ve profesyonel görünmesini sağlayacaktır.

Montaj için önceden delinmiş deliklere ve bir kapak plakasına sahip olduğundan, kontrolör için bir muhafaza olarak pano kutusunu kullanmayı seçtim. Epoksi yapıştırıcı kullanarak her yuvaya bir somun yapıştırdım. Aynısını karşı tarafa da yaptım. Bu, PCB'nin vidalarla güvenli bir şekilde tutulmasını sağlar. Güç kablosu ve led panele giden teller için kutunun alt kısmına resimde görüldüğü gibi küçük delikler açtım.

Adım 5: Biraz Kod Zamanı

Kontrol kartını yaptıktan sonra, çalıştırma zamanı! Buraya eklenmiş çizimi indirin ve Arduino IDE'de açın. Buraya eklenen DS3231 kitaplığını indirip kurduğunuzdan emin olun.

RTC'yi kurma

1. 2032 tipi bir düğme pil takın.
2. Örneklerden DS3231_Serial_Easy'yi gösterildiği gibi açın.
3. 3 satırı kaldırın ve resimde gösterildiği gibi saat ve tarihi girin.
4. Krokiyi Arduino'ya yükleyin ve seri monitörü açın. Baud hızını 115200 olarak ayarlayın. Her 1 saniyede bir yenilenmeye devam eden süreyi görebilmelisiniz.
5. Şimdi Arduino'yu fişten çekin ve birkaç saniye sonra tekrar takın. Seri monitöre bakın. Gerçek zamanı göstermelidir.

Tamamlandı! RTC kuruldu. Bu adım, tarih ve saati ayarlamak için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

yüklemeden önce

• LED'ler için başlangıç zamanını ayarlayın.
• LED'ler için durma zamanını ayarlayın.
• Fanın başlangıç zamanını ayarlayın.
• Fanın durma zamanını ayarlayın.

Not: Saat 24 saat formatındadır. Zamanı buna göre ayarlayın

Daha önce belirtildiği gibi, LED'ler tam parlaklığa AÇILMAZ. Örneğin, LED başlangıç saatini 10:00 AM olarak ayarlarsanız, LED'ler yavaş yavaş AÇILACAK ve 11:00 AM'ye kadar tam parlaklığına ulaşacak ve durma saatine ulaşılana kadar sabit kalacaktır. Bu, gün doğumu ve gün batımını simüle etmek içindir. Kırmızı ve Mavi LED'ler sabittir. Tüm süre boyunca tamamen AÇIK kalırlar.

Tüm ayarlamanız gereken bu. Kodu Arduino'ya yükleyin. Artık akvaryum ışıklarınızı AÇIK ve KAPALI konuma getirmeyi hatırlamanıza gerek yok!

Henüz kurmadığım için, monte edileceği gerçek akvaryumdan bazı çekimlerini alamıyorum. Her şeyi kurar kurmaz talimatları güncelleyeceğim!

Umarım yapıyı beğenmişsinizdir. Kendin yap ve eğlen! Her zaman iyileştirme için biraz alan ve öğrenilecek çok şey vardır. Kendi fikirlerinizle gelin.

Uzun yıllar sonra bitkili akvaryumlara yeniden başlayacağım. Ben bu alanda uzman değilim. Yapımla ilgili herhangi bir önerinizi yorum yapmaktan çekinmeyin. Sonuna kadar dayandığınız için teşekkürler.