מערכת השקיה WiFi מבוקרת 'חכמה' באמצעות סולארית: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

פרויקט זה עושה שימוש בחלקי DIY סולאריים ו- 12v סטנדרטיים מ- ebay, יחד עם מכשירי IoT של Shelly וכמה תכנות בסיסי ב- openHAB ליצירת רשת חשמל תוצרת בית, מופעלת באופן מלא, וחכמה.

שיטות מערכת:

• מערכת המופעלת באמצעות סולארית מלאה (יום ולילה)
• מערכת השקיה בת 3 אזורים (יכולה להיות יותר!)
• נשלט באופן מלא ב- wifi, עם שילוב Google Home/Alexa באמצעות מכשירי RGBW2 של Shelly
• השקיה 'חכמה', השתמש במערכת השקיה אוטומטית מוגדרת, עם קישורים לממשק API של מזג האוויר לבדיקת ירידות הגשם האחרונות.

למה העיצוב הזה?

1) הסתכלתי במערכות השקיה בגינת הירק שלי וגיליתי שהן יקרות מאוד, או שהן מוגבלות למדי בתפקוד (רק הפעלה/כיבוי בזמן מוגדר לצינור אחד).

2) הגינה שלי ממש ארוכה ואין כוח חיצוני, כך שהקמת רשת גינה 12 וולט סולרית מהסככה שלי נראתה כמו רעיון מהנה (ובטוח!) לקבל חשמל בכל הקצה של הגינה)

3) שיחקתי עם מכשירי Shelly ו- OpenHAB וחשבתי שיהיה כיף לראות מה אני יכול להשיג!

אספקה

מערכת השמש:

• פאנל סולארי (120W)
• סוללה (סוללת פנאי 130aH)
• בקר טעינה סולארית (30A)
• מייצב 12V
• כבלים

מערכת השקיה 'חכמה':

• כפתור מים / אספקת מים
• משאבת מים 12V DC
• שסתומי סולנואיד 12V (3x = 1 לכל אזור השקיה)
• דיור עמיד למים
• צינור השקיה, מחברים וצינור
• כבל בעל 5 ליבות
• שלי RGBW2

(+פריטים סטנדרטיים כמו כלים, מחברי כבלים, צינורות וכו 'לפי הצורך!)

אפשר להשלים רבות מהפונקציות בפרויקט באמצעות אפליקציית Shelly, אך עבור היגיון אוטומציה מתקדם יותר בהשקיה השתמשתי ב- OpenHAB.

שלב 1: הגדרת מערכת השמש

שלב זה הוא רק הסבר מהיר על ההתקנה שלי, ישנם מדריכים רבים וטובים כיצד להתקין בצורה הטובה ביותר מערכת סולארית DIY והמטרה העיקרית של מדריך זה היא רשת הגינה וההשקיה ה'חכמה '! (שלב זה הוא גם אופציונלי, אתה יכול להפעיל את המערכת כולה באמצעות שנאי 12V החשמל אם יש לך גישה נוחה למקור חשמל ואינך רוצה להשתמש בשמש.)

השתמשתי בפאנל סולארי 120W (eBay או אמזון), סוללת פנאי 130aH (יכול להשתמש בקיבולת קטנה יותר, אך ממליץ להשתמש בסוללת פנאי על פני מצבר לרכב רגיל עקב שימוש במחזור במערכת סולארית כמו זו) וטעינה סולארית 30A יחידת בקרה. אתה יכול ללכת על יחידת אמפר קטנה יותר, אבל ההבדל בעלויות הוא מינימלי מאוד וכאשר אתה שואב כוח ב 12V, המגברים יכולים לטפס בקרוב!

מערכת השמש עצמה תפיק טווח מתח (תיעוד עם הדגם שלי אומר 10.7V עד 14.4V בהתאם לרמת הטעינה של הסוללה והכניסה הסולרית). מכשירי שלי המשמשים בפרויקט זה הינם רגישים למדי למתח וזקוקים לאספקה קבועה של 12V. כדי להשיג זאת תצטרך מייצב מתח, זמין בקלות ב- eBay. קיבלתי קלט 8V-40V עד 12V פלט המסוגל לשאת 10A. 10A היה המייצב הגדול ביותר שיכולתי למצוא בטווח מתח זה, כך שאוכל לצייר רק 10A בו זמנית באמצעות חיבור זה. תמיד ניתן לחבר מייצב שני מאוחר יותר כדי לספק עוד ספק כוח 10A.

עשיתי התקנת בדיקה מהירה על שולחן הגן שלי כדי לוודא שהכל עובד כשורה לפני ההתקנה. בדקתי את פלט המתח של הבקר הסולארי וזה אכן היה ~ 13.4V. לאחר חיבור מייצב המתח בדקתי מחדש והוא היה 12.2V - מתאים ל- Shelly RGBW2 וחיברתי אותו.

השלי הפעילה מייד והצלחתי להגדיר אותה ל- WiFi שלי ובדקתי את תגובתה - מכשיר ה- IoT הראשון שלי המונע על ידי השמש!

ברגע שהכל נבדק ועבד, פירקתי את ההתקנה והעברתי את הרכיבים למחסן הגן שלי להתקנה מלאה.

בניתי מסגרת בסיסית שתוכל להחזיק את הפאנל הסולארי בזווית של 40 מעלות (היעיל ביותר הוא לכיוון דרום בגובה של 40 מעלות במיקום שלי - בדוק באינטרנט, יש הרבה מחשבונים כדי לקבל את הזווית הטובה ביותר עבור המיקום שלך!)

שלב 2: השקיה חכמה - דיור לשסתום השקיה

השלב הראשון ליצירת מערכת ההשקיה החכמה האוטומטית הוא יצירת מערכת בקרת שסתומים.

השסתומים בהם השתמשתי לפרויקט זה הינם בסיסים, בדרך כלל סגורים, 12V DC, 1/2 "שסתומי סולנואיד. ניתן להשיג אותם בקלות באיביי בזול יחסית. ניתן להשיג גם מידות שונות. השתמשתי ב- 1/2" מכיוון שיש הרבה סטנדרטים שונים רכיבי מערכת השקיה שניתן להשתמש בהם עם שסתום/צינור בגודל זה. השסתומים מגיעים עם חוט בורג סטנדרטי 1/2 "מכל צד, כך שתזדקקו לאביזרים מתאימים שיתאימו לסוג הצינור/צינורות השקיה בהם תרצו להשתמש.

מכיוון שהרכיבים החשמליים של השסתומים אינם אטומים למים, אתה זקוק למארז חסין מים. גיליתי שקופסת החיבור של שנידר אלקטריק עם 12 כניסות (195x165x90 מ"מ) הייתה בגודל המושלם להתאים את 3 השסתומים בהם רציתי להשתמש, בתוספת הבורג 1/2 "על מתאמים לצינור ההשקיה בגודל 12 מ"מ שיש לי.

אני מפעיל את המים זורמים אופקית על פני הקופסה, כאשר כבל חשמל/בקרה נכנס דרך תחתית תיבת הצומת דרך שמחה חסינת מזג אוויר.

שלב 3: השקיה חכמה - חיבור שסתומים לבקר RGBW2 של שלי

לכל שסתום יש 2 מסופי עפר. בשסתומים שבהם אני משתמש אין הבדל קוטביות, כך שאוכל לחבר חיובי או שלילי לשני הטרמינלים. אין כוח, השסתום סגור. הפעלה, השסתום פתוח.

(שימו לב, לבנייה/בדיקה של חלק זה של המערכת השתמשתי בשנאי 12V DC סטנדרטי (נהג LED ישן) כך שלא אצטרך להמשיך לצאת לגינה ולהתחבר לספק הכוח הסולארי כדי לבדוק זה).

סיים 3 מהכבלים מהכבל בעל 5 הליבות הנכנסים לקופסה עם מחברי כף בגודל מתאים. (בתמונה לדוגמה משתמשים בחום, שחור ואפור לשם כך). כבל אחד (כחול בתמונה) ישמש את ה- +ve המשותף, אז סיים כבל אחד למחבר רב כבלים מתאים (השתמשתי ב- Wago 221 מסוף 5).

יש להגדיר את Shelly RGBW2 למצב 'לבן' (בהגדרות במסך הבקרה של Shelly). המשמעות היא למעשה שהשלי פועלת כ -4 ממסרים נפרדים של 12V DC (ניתן לעמעום).

מקור החשמל ושלי צריכים להיות אי שם הרחק מהמים במיקום בטוח (יבש) והחיבור שנעשה לבית השסתום באמצעות כבל 5 הליבות (אורך שלי כ- 5 מ ', עובר מסככה לתיקון ירקות). השלי נמצאת בתוך ארגז חיבור קטן עמיד בפני מזג אוויר בתוך המחסן שלי.

חבר את החשמל לפי התרשים המצורף וזה אמור להיראות בערך בתמונה. שים לב, הכבל הפנוי והשטח בוואגו בעל 5 הטרמינלים מיועדים לחיבור המשאבה.

שלב 4: השקיה חכמה: חיבור המשאבה

השלב הבא הוא חיבור המשאבה. לצורך ההתקנה שלי, חיברתי את המשאבה באמצעות בית השסתום מכיוון שהשתמשתי בכבל הראשי בעל 5 הליבות כדי להוציא את הכוח מהמחסן, אך תוכל לחבר את המשאבה בנפרד אם זה נוח יותר.

השתמשתי במשאבת 12V הזרימה הגבוהה ביותר שיכולתי למצוא ב- eBay (1000L/h), אך ישנן אפשרויות רבות. (יש לי מספר משאבות המחוברות ל- Shelly RGBW2 עכשיו ומצאתי שחלק מהמשאבות פועלות/כבו רק ב -100%, ואילו אחרות אתה יכול לשלוט על קצב הזרימה באמצעות פונקציית דימר שלי. זה לא חשוב עבור מערכת ההשקיה כפי שאתה רק רוצה זרימת מקסימום, אבל זה עשוי להיות חשוב לתכונה מים וכו ').

שים לב, שלא כמו שסתומי הסולנואיד, המשאבות רגישות לקוטביות, לכן עליך לוודא שאתה מחבר את אספקת +ve ו- -ve בצורה הנכונה.

לאחר השלמת הפעולה, יש לחבר את המשאבה לכניסות של כל שסתום וכל שסתום נותן יציאה מהקופסה (כך שלא תציף את התיבה בעת בדיקה!).

אתה יכול לבדוק את השסתומים ללא מים על ידי הפעלה/כיבוי בממשק RGBW2 של שלי. אתה צריך לראות את צריכת החשמל עולה ל ~ 10W כשהם פתוחים (ודא שה'דימר 'מוגדר ל -100% לפני הפעלת הערוץ, נראה שהם לא אוהבים דבר מלבד 100%!). אם חיברת את Shelly RGBW2 כפי שמוצג בתרשים החיווט, ערוצים 1-3 צריכים לשלוט בשסתומים ולערוץ 4 במשאבה.

התמונה מראה לי איך בודקים את המערכת באמצעות דלי באמבטיה שלי כדי להפיץ את המים מסביב (המשאבה היא הדבר האדום בדלי).

התמונה הסופית מראה כיצד חיברתי את ההתקנה הזו לקת המים שלי לאספקת מים.

שלב 5: השקיה חכמה: חיבור שלי RGBW2

כל הכבלים מהמערכת צריכים להיכנס לאזור יבש (עם קישוריות wifi!) בו ניתן לשכן את Shelly RGBW2.

יש לחבר את הכבלים עד לשלי לפי תרשים החיווט. אני בוחר להשתמש ב- IP סטטי בכל מכשירי שלי מכיוון שהוא בדרך כלל הופך את החיבור ליציב יותר.

שלב 6: השקיה חכמה: מערכת בקרה

כעת, כאשר המערכת מותקנת, ישנן דרכים שונות שבהן תוכל לבחור לשלוט במערכת שלך ורמות שונות של כמה 'חכם' אתה רוצה שהיא תהיה!

בסיסי: הדרך הבסיסית ביותר לשלוט במערכת שלך היא באמצעות אפליקציית Shelly ושילוב מקורי עם Google Home או Alexa. באפליקציה תוכלו להגדיר לוחות זמנים סטנדרטיים לכל אחד מהערוצים (משאבה, אזור 1, אזור 2 וכו ') וגם לחבר אותם לשליטה קולית אם תרצו בכך.

התקדמות: אפליקציית שלי גם מאפשרת לך ליצור 'סצנות', תוכל להגדיר 'סצנות' שונות שעוברות על דפוסי השקיה שונים בזמנים שונים של היום וכו '. ישנן אפשרויות רבות בתוך האפליקציה … להיות יצירתי!

חכם מאוד

החלטתי שאני רוצה ללכת צעד אחד קדימה. אני כבר משתמש ב- OpenHAB לשליטה ברוב מכשירי ה- IoT בבית שלי, אז אני מגדיר בקרת מערכת השקיה משלי באמצעות OpenHAB. צירפתי את קובצי ה-.items.rules ו-.sitemap הבסיסיים להוראה זו כדי לסייע אם ברצונך להתקין משהו דומה.

תכונות כלליות:

• שליטה אוטומטית וידנית מלאה מדף לוח המחוונים.
• שילוב הבית של גוגל - "היי גוגל, התחל השקיה". - ראה סרטון.
• שילוב מזג האוויר - התחברתי ל- OpenWeatherMap API כדי לבדוק את כמות המשקעים הכוללת במהלך 24 השעות האחרונות ואם ירד גשם יותר מ -10 מ"מ, מחזור ההשקיה אינו מופעל אוטומטית
• השקיה יכולה להתרחש בזמן מוגדר בכל יום, או משתנה עם שקיעה/זריחה וכו '.
• המערכת מחשבת כמה מים ישמשו לכל מחזור השקיה (חשוב אם אתה משתמש בדלי מים שאוספים מי גשמים כמוני!
• העבר הודעה לטלפון שלך כדי להתריע כאשר השקיה האוטומטית עומדת לפעול.