Kontroler akwarium DIY: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Cześć! W tej instrukcji chciałem pokazać, jak zrobić kontroler akwarium. W Internecie dostępnych jest wiele kontrolerów, ale kosztują co najmniej 100 USD. Mój kontroler kosztował około 15 dolarów. Kolejną świetną rzeczą w tworzeniu własnego kontrolera akwarium jest to, że możesz go spersonalizować.

W porządku, ale dlaczego go potrzebuję?

Sterownik do akwarium to ogromna pomoc dla każdego właściciela akwarium. Może sterować diodami LED (powoli włączać i wyłączać o określonej godzinie), mierzyć temperaturę wody (i włączać alarm, jeśli temperatura jest za niska lub za wysoka), karmić ryby, monitorować poziom wody, sprawdzać pH wody itp. Może kontrolować wszystko, co musisz kontrolować w swoim akwarium i mierzyć każdy parametr, który jest istotny dla Ciebie, Twoich ryb i roślin.

OK, wiesz, dlaczego tego potrzebujesz, teraz zobaczmy, jak to zrobić.

UWAGA: Ta instrukcja dotyczy tylko stworzenia kontrolera akwarium, a nie samego akwarium. Zakładam, że masz już "działające" akwarium z rybami i roślinami lub chcesz zrobić nowe akwarium.

Krok 1: Czego potrzebujesz

Najpierw potrzebujesz akwarium i okapu (możesz sam zrobić okap. Więcej informacji w kroku 2).

Części elektroniczne:

• Arduino (ja użyłem Nano 3.0) - możesz użyć dowolnego Arduino, ale powinno mieć co najmniej 30 kB pamięci
• Taśmy LED (więcej o diodach LED w kroku 2)
• wodoodporny czujnik temperatury (użyłem DS18B20) - użyłem 2 czujników, ale jeden wystarczy
• Wyświetlacz LCD (użyłem 1602 I2C)
• zegar czasu rzeczywistego (użyłem DS3231)
• 4-kanałowy cyfrowy czujnik dotykowy (użyłem tego)
• czujnik poziomu wody (nie używany)
• tranzystor do sterowania diodami LED (ja użyłem IRF840, ale można zastosować dowolny inny MOSFET)
• Regulator napięcia 5V
• brzęczyk (opcjonalnie do alarmu)
• Rezystory 10k, 4,7k i 1k ohm
• Gniazdo zasilania DC gniazdo żeńskie 5,5*2,1 mm
• Zasilanie DC 12V (w zależności od tego ile prądu pobierają Twoje taśmy led wybierz zasilacz o wystarczającej mocy)

Inne części:

• uniwersalna płytka PCB
• niektóre męskie nagłówki pinów
• dużo drutów (żeńskie-męskie, żeńskie-żeńskie oraz druty typu solid core)
• dużo lutu
• opaski na suwak
• rurki termokurczliwe
• gorący klej w sztyfcie
• złącza przewodowe

Narzędzia:

• lutownica
• przecinak do drutu
• Opalarka
• pistolet na gorący klej
• nożyce
• Drukarka 3D (do wydruku uchwyt do LCD)
• taśma miernicza
• wiertarka (opcjonalnie)
• Śrubokręt

Umiejętności:

• Programowanie Arduino (sprawdź tę klasę)
• lutowanie (sprawdź ten samouczek)
• Druk 3D i rysunek 3D (sprawdź tę klasę)

Jak wspomniałem wcześniej, wszystkie części (oprócz taśm LED) kosztowały mnie około 15 USD.

Krok 2: Światło

Nie jestem ekspertem, więc jest kilka linków, które wyjaśniają wszystko na temat światła:

• wszystko o źródle światła w akwarium
• o spektrum światła
• używanie LED jako źródła światła w akwarium
• Przewodnik dla kupujących LED

OK, jeśli czytasz powyższe artykuły, wiesz wystarczająco dużo, aby wybrać rodzaj oświetlenia do swojego akwarium. W tej instrukcji wykorzystam diody LED, ponieważ są łatwe w sterowaniu, trwalsze niż inne rodzaje oświetlenia i zużywają mniej energii. Teraz musisz odpowiedzieć na kilka pytań.

Wodoodporny czy nie?

Generalnie lepiej jest używać niewodoodpornych diod LED. Wysoka wilgotność w akwarium może uszkodzić nawet wodoodporne diody, więc jeśli zrobisz osłonę na diody i dobrze je zaizolujesz, aby do diod nie dopłynęła woda, Twój system oświetleniowy będzie działał przez długi czas. Nie zrobiłem tego. Wybrałem diody wodoodporne, przykleiłem do maski i po miesiącu musiałem naprawić jeden panel bo spaliło się trochę diod, odkleiły się też paski LED z maski i wpadły do wody. Miejmy nadzieję, że nic złego się nie stało. Więc jeśli chcesz chronić diody LED i ryby, musisz zrobić lub kupić kaptur, który ma przezroczyste dno i nie może przez niego przedostać się woda (tak jak ten).

RGB, paski w innym kolorze czy paski w jednym kolorze?

RGB jest fantastyczne, ponieważ można kontrolować kolor światła, ale jest droższe i trudniejsze do kontrolowania niż tylko jednokolorowe diody LED. Czy na pewno chcesz zmienić kolory? Jeśli chcesz na przykład imitować światło księżyca, wymagane jest oświetlenie RGB, ale jeśli nie, możesz wybrać paski w innym kolorze lub w jednym kolorze. Przy wyborze jednego koloru listwy najlepiej sprawdzą się diody LED o temperaturze barwowej od 5500 K do 6500 K – to ta sama barwa światła, jaką emituje słońce. Zawiera pełne spektrum światła od czerwonego do fioletowego, dzięki czemu Twoje rośliny będą miały odpowiednie światło do fotosyntezy, a ryby będą wyglądać świetnie.

Wiele diod LED, które emitują mniej światła, czy kilka bardzo mocnych diod LED?

To naprawdę nie ma znaczenia. Moim zdaniem wiele diod LED, które emitują mniej światła, jest lepszych, ponieważ wyglądają, jakby było jedno duże źródło światła. Ale to tylko moja opinia.

Krok 3: Płytka kontrolera akwarium

Teraz zróbmy tablicę, która będzie sterować akwarium.

Moc diod LED

Trzeba wykonać złącza, do których można łatwo podłączyć paski LED. Do tego potrzebne są piny i 2 przewodowe złącze jak na 3 obrazku. Przykręć dłuższą część szpilki do każdego złącza. Wykonaj tyle złączy, ile potrzebujesz, aby podłączyć paski LED. Potrzebowałem 3 - po jednym na każdy pasek.

Części lutownicze

Zaplanuj, gdzie będziesz lutować części (możesz spojrzeć na obrazek 4). Używam brzęczyka, aby alarmować, gdy temperatura spadnie zbyt nisko lub wzrośnie zbyt wysoko, ale nie musisz go używać. Pamiętaj, że rezystor 10 kΩ znajduje się pomiędzy GND a portem Arduino PWM, który steruje MOSFET, rezystor 1 kΩ znajduje się pomiędzy portem Arduino PWM, który steruje bramką MOSFET i MOSFET, a rezystor 4,7 kΩ jest pomiędzy portem Arduino, który odczytuje temperaturę z czujników i +5V. Spróbuj umieścić piny jak najbliżej odpowiednich portów Arduino.

Teraz możesz przylutować części do płytki PCB. Jeśli przylutowałeś wszystkie części do płytki, możesz je okablować. Pamiętaj, - od diod LED do źródła w MOSFET i odpływ z MOSFET do GND. Pamiętaj też, aby diody LED podłączać bezpośrednio do 12V z zasilacza DC, a nie do regulatora napięcia. Możesz dodać etykiety do pinów, aby wiedzieć, który pin jest który.

Nie korzystałem z czujnika poziomu wody, ale jeśli chcesz, możesz go użyć.

Program Arduino

Podłącz płytkę do zasilania. Włączenie diody na Arduino oznacza brak zwarć. Teraz możesz wgrać program. Aby uruchomić ten program będziesz potrzebować kilku bibliotek:.

• LiquidCrystal_I2C
• DS3231
• OneWire
• DallasTemperatura
• Drut (biblioteka standardowa)
• EEPROM (biblioteka standardowa)

Jeśli pobrałeś wszystkie biblioteki, możesz wgrać program do Arduino. Kod znajdziesz na dole tej strony (lub możesz go pobrać tutaj).

Krok 4: Montaż wszystkich rzeczy

Taśmy LED

Najpierw musisz wiedzieć, ile i jak długich pasków potrzebujesz. Jeśli używasz osłony nie przeznaczonej do LEDów (tak jak moja) sprawdź gdzie możesz przymocować listwy.

Przytnij paski i przewody lutownicze do + i - na pasku. Jeśli diody nie będą miały żadnej osłony, musisz odizolować przewody. Użyj rurki termokurczliwej i taśmy izolacyjnej oraz dużej ilości gorącego kleju. Teraz przymocuj paski LED do okapu. Możesz użyć acetonu do odtłuszczenia powierzchni, a także użyj dużej ilości gorącego kleju, aby przymocować paski do kaptura, aby nie spadły. Jeśli paski są przymocowane, poprowadź przewody do miejsca, w którym będzie tablica sterownicza.

Test

Teraz czas na test. Podłącz wyświetlacz, RTC, 4 kanałowy cyfrowy czujnik dotykowy, czujniki temperatury, czujnik poziomu wody (jeśli posiadasz), diody LED i podłącz zasilanie.

Jeśli wszystko się włącza, a na wyświetlaczu LCD wyświetlany jest czas i temperatura, wszystko działa świetnie.

Teraz powiem ci, jak to kontrolować. Funkcje każdego przycisku: 1 (spójrz na 5. obrazek) - menu, ok, zaakceptuj; 2 - anuluj, z powrotem; 3 - dół, lewy; 4 - w górę, w prawo.

Aby zmienić czas należy kliknąć 1, potem 2 razy 4 i 1 (aby wejść do Zegara). Kliknij 1, aby ustawić godzinę. Klikając 3 i 4 wybierz godzinę, następnie kliknij 1, aby zaakceptować godzinę, następnie wybierz minutę i kliknij 1, a następnie wybierz sekundy. Zmiany zostaną zapisane po kliknięciu 1 po wybraniu sekund. Jeśli popełniłeś błąd i chcesz anulować, kliknij 2.

Następnie przejdź do Ustaw datę i ustaw datę tak, jak ustawiasz godzinę. Następnie ustaw, czy czas letni jest włączony czy wyłączony (domyślnie jest wyłączony). Na koniec ustaw dzień tygodnia.

Teraz musisz ustawić, kiedy chcesz włączać i wyłączać światło. Więc kliknij 2, aby wrócić do menu głównego. Kliknij 3 dwa razy. Kliknij 1, aby przejść do ustawień światła. Jeśli chcesz całkowicie wyłączyć światła, przejdź do trybu i ustaw z Auto na Wyłącz. Ale teraz musisz przetestować diody, więc nie rób tego. Kliknij Początek świtu, aby ustawić, kiedy chcesz włączyć światła. Następnie ustaw czas trwania świtu (jak długo mają się świecić diody LED). Kliknij Start zmierzchu, aby ustawić, kiedy chcesz wyłączyć światła. A potem ustaw czas trwania zmierzchu (jak długo diody LED mają się zgasnąć). Jeśli czas jest między początkiem świtu a startem zmierzchu, diody LED powinny się powoli włączać, jeśli nie, zmień start zmierzchu, aby uruchomił się później. Jeśli diody się włączają, wszystko jest świetnie. Jeśli odłączysz zasilanie, wszystkie ustawienia zostaną zapisane w pamięci EEPROM.

Teraz możesz zamontować LCD do okapu akwarium.

Uchwyt LCD

Przede wszystkim pobierz i wydrukuj części STL, które znajdziesz na dole strony (możesz je pobrać tutaj). Potrzebujesz 6 kolców elektronicznych i 6 kolców montażowych.

Przymocuj 4-kanałowy cyfrowy czujnik dotykowy do pokrywy panelu dotykowego za pomocą 2 elektronicznych kolców. Następnie przymocuj osłonę panelu dotykowego z 4-kanałowym cyfrowym czujnikiem dotykowym do uchwytu LCD za pomocą 2 kolców montażowych (zdjęcie 5).

Podłącz przewody do czujnika dotykowego i zagnij szpilki, aby nie przeszkadzały w zamocowaniu LCD. Teraz przymocuj LCD za pomocą 4 elektronicznych kolców, podłącz przewody do LCD (zdjęcie 8) i przymocuj osłonę LCD do mocowania LCD za pomocą 4 kolców montażowych. Voilà, zrobiłeś uchwyt LCD.

Podłącz wyświetlacz LCD do kaptura i podłącz resztę

Za pomocą opasek zaciskowych połącz ze sobą przewody z wyświetlacza LCD i czujnika dotykowego. Za pomocą gorącego kleju przymocuj uchwyt LCD do pokrywy akwarium. Umieść płytkę kontrolera na swoim miejscu i podłącz do niej wszystko. Podłącz zasilanie i sprawdź czy wszystko działa.

Krok 5: Koniec

To jest to. Masz sprawny kontroler do akwarium. Sprawdź dokładnie menu. Istnieje kilka opcji, które mogą Ci się przydać. To tylko prototyp. Możesz go rozbudować - dodać więcej czujników, więcej rzeczy do kontroli. Ale jeśli chcesz dodać te rzeczy, musisz dodać czytnik kart SD do Arduino, ponieważ zabraknie pamięci.

Uaktualnij go i udostępniaj zdjęcia. Mam nadzieję, że ci się to podobało.

Dziękujemy za przeczytanie i do zobaczenia wkrótce.

Simonexc

Krok 6: Rozwiązywanie problemów

Błąd:

LiquidCrystal_I2C\I2CIO.cpp:35:26: błąd krytyczny:../Wire/Wire.h: Brak takiego pliku lub katalogu

Rozwiązanie:

W bibliotece LiquidCrystal_I2C w pliku I2CIO.cpp zmień 35. linię z #include na #include

Błąd:

Na wyświetlaczu nie ma tekstu lub są dziwne symbole.

Rozwiązanie:

Przewody nie są prawidłowo podłączone. Poruszaj trochę przewodami lub przylutuj je.