תאורת LED אוטומטית לאקווריום נטוע באמצעות RTC: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

לפני שנתיים החלטתי להקים אקווריום נטוע. הוקסמתי מהיופי באקווריומים האלה. עשיתי כל מה שהייתי אמור לעשות בזמן הקמת האקווריום אבל הזנחתי דבר אחד הכי חשוב. הדבר הזה היה תאורה. הכל נראה בסדר במשך כמה ימים אבל אז התחילו לצמוח אצות בכל מקום במיכל והצמחים לא הסתדרו. זו עבודה קשה להחזיר הכל לקדמותו.

עכשיו אחרי שנים רבות, אני רוצה להקים שוב את האקווריום ונותן חשיבות לתאורה. עשיתי מחקר באינטרנט וגיליתי שצמחים זקוקים לחשיפה רציפה לאור במשך כ-10-12 שעות ביום. נודע לי גם שצמחים מגיבים יותר לספקטרום האור האדום והכחול.

הטריק הוא לדמות את הטבע קרוב ככל האפשר בתוך האקווריום. יכולתי להדליק או לכבות את האורות באופן ידני אבל למה לא להפוך אותה לאוטומטית. זה מקטין את הטעות האנושית. לכן, החלטתי לייצר מערכת תאורת LED אשר תידלק וכיבוי אוטומטי באמצעות Arduino. זה הופך את תקופת התאורה לעקבית וזה מה שהצמחים צריכים.

על הטנק שלי יהיה מכסה מעליו. אז החלטתי להרכיב את לוח הבקר מחוץ למיכל מכיוון שהלחות היא האויב הגדול ביותר של האלקטרוניקה.

בואו נתחיל!

שלב 1: RTC - שעון בזמן אמת

התוכנית היא להדליק ולכבות את הנורות בזמן מסוים ביום. נוריות ה- LED לא יופעלו לבהירות המלאה באופן מיידי, אך במקום זאת היא תגיע מאור בהירות עד בהירות מלאה תוך שעה. זה כדי לדמות את הזריחה. אותו הדבר תקף תוך כיבוי הנורות.

מלאכת מתן השעה המדויקת מתבצעת על ידי שעון בזמן אמת או RTC. היתרון בשימוש ב- RTC על מילי () הוא שניתן להשיג זמן מדויק ישירות. כמו כן, למודול RTC יש גיבוי סוללה משלו. אז גם אם הארדואינו כבוי או מתאפס הזמן לא הולך לאיבוד. זה הופך אותו למושלם עבור היישום שלנו.

המודול בו אשתמש הוא שעון בזמן אמת של DS3231 IIC. הוא משתמש בממשק I2C כדי לתקשר עם Arduino. קיבלתי את שלי מכאן.

תודה ל Rinky-Dinky Electronics על העבודה הקשה. הורד את הספרייה עבור DS3231 כאן

שלב 2: נוריות ומנהלי התקנים

עבור אקווריום נטוע, כלל האצבע הוא 2 וואט לגלון. שלי הוא טנק בגודל 20 ליטר ואני אשתמש בשני נוריות 10 וואט. אני יודע שזה חצי מהוואט המומלץ, אבל הטנק שלי יושב ממש ליד החלון שלי עם הרבה אור. אבדוק את ההתקנה במשך מספר שבועות, אעקוב אחר צמיחת הצמח ואוסיף עוד נוריות במידת הצורך.

אני משתמש בנוריות שקניתי מ- Ebay עם טמפרטורת צבע של 6500K וזה נהדר לצמיחת הצמחים. על פי הרישום, המתח קדימה צריך להיות 9-11V ומקסימום קדימה סביב 900mA. הזמנתי את מנהלי ההתקנים של LED בהתאם.

למה להשתמש בדרייברים?

אנחנו לא חיים בעולם מושלם. מכאן שהפלט תמיד יהיה פחות מהקלט. אז איפה הכוח האבוד? הוא הופך לחום. אותו דבר לגבי נוריות LED. למוליך למחצה יש מקדם טמפרטורה שלילי (NTC) כלומר כאשר הטמפרטורה עולה, ההתנגדות שלו יורדת. LED הוא גם מוליך למחצה. ככל שהטמפרטורה שלו ממשיכה לעלות, ההתנגדות שלה מתחילה לרדת ובגלל זה הזרם הזורם דרכו גדל. זה מגביר את החימום עוד יותר. זה ממשיך עד שה LED נגרם נזק. לכן עלינו להגביל את הזרם כך שהוא לא יעלה מעל גבול מוגדר. עבודה זו מבוצעת על ידי מנהלי ההתקנים של LED

בבדיקה גיליתי שב- 11V הנורית מציירת כ -350mA בלבד. זה מוזר!

הגדרת מנהל ההתקן LED

מנהל התקן הוא בעצם מכשיר המספק מתח יציאה קבוע בעל יכולת הגבלת זרם. קיימים בשוק מנהלי התקני LED שונים המפיקים זרם קבוע. אם קנית את אותו אחד כמו שקניתי, הוא יכיל 3 סירים להתאמה. אנחנו דואגים רק לשניים מהם. הראשון הוא להתאמת המתח והאחרון משמש לקביעת הגבול הנוכחי. בצע את השלבים כדי להגדיר אותו:

1. חבר את אספקת DC 12V לפינים המסומנים IN+ ו- IN-. אנא בדוק את הקוטביות.
2. חבר מולטימטר לפינים המסומנים OUT+ ו- OUT- והגדר את המולטימטר למתח קריאה.
3. סובב את סיר התאמת המתח עד שהמודד יקרא את המתח הקדמי המדורג של LED. במקרה שלי הוא 9-11V. בחרתי 10.7V. (קצת פחות לא יזיק).
4. כעת הכנס את המולטימטר לקריאה נוכחית. הזרם יתחיל לזרום דרכו. סובב את סיר ההתאמה הנוכחי עד שהזרם המדורג של LED יתחיל לזרום.
5. זהו זה! כעת תוכל לחבר אליו את ה- LED שלך.

שלב 3: הכנת לוח ה- LED

כפי שהוזכר קודם לכן, החלטתי להשתמש בשתי נוריות 10 וואט וארבע פסי LED RGB שהיו לי. אני אשתמש ברצועה לצבעים אדומים וכחולים. השתמשתי במסגרת אלומיניום (המשמשת ביותר לייצור מסגרות חלון ודלתות) כמעט באורך האקווריום שלי. הלכתי עם מסגרת אלומיניום מכיוון שהיא משמשת גוף קירור לנורות הלדים. כיורי קירור חשובים עבור נוריות עוצמה כה גבוהות מכיוון שהן מפיצות חום רב. תוחלת החיים של LED תקטן בהיעדרו. מכיוון שהוא חלול בין לבין, כל החיווט יכול להישאר מוסתר ובטוח בתוכו.

הרחבתי את כל חיבורי ה- LED ל -6 מחברי הטרמינל כפי שמוצג בתמונה. זה הופך להיות פשוט לחיבור הלוח לבקר אותו נכין בהמשך.

שלב 4: יצירת הבקר

המטרה העיקרית היא להדליק ולכבות את הנורות לפי הזמן שנקבע על ידי המשתמש. מוחו של הבקר הוא ארדואינו ננו. למה פשוט לשלוט על התאורה? מכיוון שהיו לי כמה ממסרים, אני אשתמש בהם כדי לכבות או לכבות חלק מהמכשירים כמו המסנן, משאבת האוויר, החימום וכו 'גם במידת הצורך. הוספתי מאוורר מחשב 12V DC כדי לספק אוורור.

מתג מסופק לבחירה בין מצב ידני לאוטומטי. במקרה שאם נצטרך לגשת למיכל הדגים לאחר כיבוי הנורות בלילה, ניתן להפוך את המתג למצב ידני ולאחר מכן ניתן לשלוט על בהירות הנורות באמצעות סיר.

השתמשתי ב- ULN2803 דרלינגטון טרנזיסטור מערך IC כדי לשלוט בממסרים ובמאוורר. IC זה ידוע בכינויו נהג ממסר.

הסכימה לבנייה צורפה כאן. PCB מותאם אישית יגרום לו להיראות מסודר ומקצועי.

בחרתי להשתמש בתיבת מרכזיה כמארז לבקר מכיוון שיש לה חורים קדוחים להתקנה ולוח כיסוי. הדבקתי אגוז בכל חריץ בעזרת קצת דבק אפוקסי. עשיתי אותו דבר בצד הנגדי. זה מוודא שה- PCB מוחזק היטב על ידי הברגים. עשיתי פתחים קטנים בתחתית הקופסה כפי שמוצג בתמונה עבור כבל החשמל והחוטים שעוברים ללוח LED.

שלב 5: זמן לקוד

לאחר יצירת לוח הבקר, הגיע הזמן לגרום לזה לעבוד! הורד את המערכון המצורף כאן ופתח אותו ב- Arduino IDE. הקפד להוריד ולהתקין את הספרייה עבור DS3231 המצורפת כאן.

הגדרת ה- RTC

1. הכנס סוללת מטבע מסוג 2032.
2. פתח את ה- DS3231_Serial_Easy מהדוגמאות כפי שמוצג.
3. בטל את שלוש השורות והזן את השעה והתאריך כפי שמוצג בתמונה.
4. העלה את הסקיצה לארדואינו ופתח את הצג הסדרתי. הגדר את קצב השידור ל- 115200. אתה אמור להיות מסוגל לראות את הזמן הממשיך להתרענן כל 1 שניות.
5. כעת, נתק את הארדואינו וחבר אותו שוב לאחר מספר שניות. תסתכל על הצג הטורי. זה אמור להראות בזמן אמת.

בוצע! הוגדר RTC. שלב זה צריך להיעשות רק פעם אחת כדי לקבוע את התאריך והשעה.

לפני שאתה מעלה

• הגדר את זמן ההתחלה של נוריות הלדים.
• הגדר את זמן העצירה של נוריות הלדים.
• הגדר את זמן ההתחלה של המאוורר.
• הגדר את זמן העצירה של המאוורר.

הערה: השעה היא בפורמט 24 שעות. קבעו את הזמן בהתאם

כפי שצוין קודם לכן, נוריות ה- LED לא נדלקות לבהירות מלאה. לדוגמה, אם תגדיר את זמן ההתחלה של LED כ -10: 00 בבוקר, נוריות ה- LED יופעלו באיטיות ויגיעו למלוא הבהירות שלה עד השעה 11:00 בבוקר ויישארו קבועות עד שיגיע זמן העצירה. זה כדי לדמות את הזריחה והשקיעה. נוריות אדומות וכחולות הן קבועות. הם נשארים מופעלים לחלוטין לאורך כל הזמן.

זה כל מה שאתה צריך להגדיר. העלה את הקוד ל- Arduino. עכשיו, אין צורך לזכור להדליק ולכבות את אורות האקווריום שלך יותר!

אני לא יכול לקבל כמה צילומים של זה ממכל הדגים בפועל שבו הוא יהיה מותקן מכיוון שעדיין לא הגדרתי אותו. אני אעדכן את ההנחיה ברגע שאכין את כל ההגדרות!

מקווה שנהניתם מהבנייה. הכינו בעצמכם ותהנו! תמיד יש מקום לשיפור והרבה מה ללמוד. בואו עם רעיונות משלכם.

אני אתחיל מחדש עם אקווריומים נטועים לאחר שנים רבות. אינני מומחה בתחום זה. אל תהסס להגיב על כל הצעה בנוגע לבנייה. תודה שנשארת עד הסוף.