Контролер для гроувбокса

2022-12-29

Привіт!

Хочу розповісти про контролер для гроувбокса, який я створив власними руками. В один період я сильно зацікавився вирощуванням зелені в себе вдома. Оскільки я вчусь на інженера, і моя діяльність також сильно пов’язана з цим, то я також вирішив реалізувати певну автоматику для цього процесу.

Так на світ народився мій проект, який я назвав Basil’s Happiness - спочатку хотів вирощувати базилік, але потім і все інше.

Отже, я трішки повивчав інформацію про процес вирощування цієї зелені, як виявилось, рослина невибаглива - їй для щастя потрібна вода, температура близько кімнатної і багато світла. Якщо влітку світла було ще якось достатньо на вікні, то з приходом осені а потім і зими - світла стало зовсім недостатньо. Я дивився наперед, і тому створив штучне освітлення.

Опис найкращих спектрів світла для кожної фази росту.

Кожна рослина має певний спектр світла до якого вона чутлива. При чому, для того ж базиліку, на кожній стадії росту, спектр відрізняється. Я не став заходити так далеко, і вирішив купити фітосвітлодіод повного спектру.

Живиться він від 220В, має потужність 30Вт, з цього робимо висновок, що він буде досить сильно нагріватися, і стає необхідним активне охолодження. Обдув радіатора зроблений в силу невеликого його розміру. Підкладка скріплюється з радіатором на термопасті, яку слід нанести.

Контролером став мікроконтролер ESP32 в силу його доступності в мене, кількості пам’яті, та й взагалі багатьох класних функцій, які я частково використав (прошивка по веб інтерфейсу - не потрібно розбирати корпус або виводити USB для прошивки, моніторинг параметрів з телефону та інше)

Для контролю за вологістю в вазонах використав ємнісні датчики вологості. Мають декілька переваг - гарна точність показань, швидку реакцію і вони не корозують під дією вологи (як резистивні, в яких електроди незахищені). Звісно використовувати окремий датчик для окремого вазону було б сильно круто, проте для домашнього використання, я вирішив взяти лише два датчики і вимірювати значення вологості «середнє по лікарні». Цього буде достатньо як я вважаю, рослини можна розділити на дві групи, які треба поливати по різному, або по об’єму вазонів.

Для поливу рослин я підключив мембранний насос на 12В, розвів трубки на капельниці для крапельного поливу, які можна купити в спеціалізованих магазинах або будівельному магазині. Вартість їх невелика, 2-4 грн за штуку.

Також я додав датчик BME680 для контролю температури, вологості в кімнаті, атмосферного тиску та якості повітря. Датчик не дуже дешевий, проте він в мене лежав без діла, і я знайшов йому місце.

Для переміщення між сторінками на дисплеї я додав сенсорні кнопки, які заховав за кришкою корпуса. Їх не видно, і тільки коли підносиш палець - видно червоний світлодіод, який сигналізує про спрацювання. Мені дуже сподобалось таке рішення. Я поставив мітки, аби бачити приблизне розташування кнопок.

Для моніторингу в інтернеті я задіяв сервіс Blynk, я працював з ним давно, знаю його функціонал, і він чудово доповнив проект. Я можу зайти з телефона або комп’ютера на сторінку, побачити параметри в даний час, увімкнути полив або світло. Також там є сценарії автоматизації. Для прикладу, з їх допомогою можна вмикати світло в 6 ранку і вимикати його в 22 години вечора. Налаштувати полив по часу або параметрам (земля пересохла, або недостатньо волога) та багато іншого. В них дуже детальна документація і туторіали.

Для візуального відображення інформації я додав до проекту графічний дисплей роздільною здатністю 128х64 точки. З нього добре читаються дані, є підсвітка (без якої, взагалі то нічого й не видно) і він простий в роботі.

Також для контролю температури радіатора я додав датчик DS18B20. При перевищені температури радіатора охолодження - вмикається активне охолодження. Після зниження температури охолодження вимикається.

Я зібрав невеликий каркас, обшив його з алюмінієвої фольги на вспіненій основі, аби світло відбивалось всередині і мінімум виходило з короба.

Розмістив рослинки всередині, і почав спостерігати. Дуже цікаво кожного дня підходити і дивитися, як за ніч змінилися стебельки.

(Ще старе фото, без каркасу)

Після реалізації я можу сказати, що необхідно або використовувати джерело світла більшої потужності, або ставити його нижче, бо рослини тягнуться до світла, що є вірним показником недостачі світла.

Також варто додати вентилятор для обдуву всередині, щоб свіже повітря заходило до коробу.

В таких умовах, при своєчасному підживленні ґрунту та гарній вентиляції рослин, вони ростуть дуже добре і значно швидше. Ефект використання фітолампи можна побачити в багатьох статтях, в тому числі і наукових, побачити в відео та багато ще де. Автоматичний полив зводить обслуговування гроувбокса до підливання води і спостерігання за процесом.

Я задоволений результатом роботи проекту.

Я додаю свій програмний код, що написав. Нажаль, проект вийшов дещо більше, ніж на десяток ліній, і досить погано прокоментований. Схему підключеня можна зпівставити з дефайнів в коді, там вони підписані. В вкладці WiFi.h варто вказати свої дані для підключеня до мережі WiFi, а на головній вкладці необхідно вказати дані для підключення до Blynk.

Більшість компонентів куплена в цьому магазині. Я вже не один рік працюю з ним і дуже задоволений як якістю обслуговування так і цінами на компоненти та обладнання. Дякую за чудову роботу!

Завантаження:

• Матеріали