Контроллер аквариума своими руками: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Привет! В этом руководстве я хотел показать вам, как сделать контроллер для аквариума. В Интернете доступно множество контроллеров, но они стоят не менее 100 долларов. Мой контроллер стоил около 15 долларов. Еще одна замечательная вещь в создании собственного контроллера для аквариума - это то, что вы можете персонализировать его.

Хорошо, но зачем мне это нужно?

Контроллер аквариума - огромное подспорье для каждого владельца аквариума. Он может управлять светодиодами (медленно включать и выключать в заданное время), измерять температуру воды (и включать сигнализацию, если температура слишком низкая или слишком высокая), кормить рыб, контролировать уровень воды, проверять pH воды и т. д. Он может контролировать все, что вы должны контролировать в своем аквариуме, и измерять каждый параметр, который имеет отношение к вам, вашим рыбам и растениям.

Хорошо, вы знаете, зачем он вам нужен, теперь давайте посмотрим, как это сделать.

ПРИМЕЧАНИЕ: Это руководство касается только создания контроллера аквариума, а не самого аквариума. Я предполагаю, что у вас уже есть «рабочий» аквариум с рыбками и растениями или вы хотите сделать новый аквариум.

Шаг 1. Что вам нужно

Во-первых, вам понадобится аквариум и вытяжка для него (вы можете сделать вытяжку самостоятельно. Подробнее на шаге 2).

Электронные части:

• Arduino (я использовал Nano 3.0) - вы можете использовать любой Arduino, но он должен иметь не менее 30 КБ памяти
• Светодиодные ленты (подробнее о светодиодах в шаге 2)
• водонепроницаемый датчик температуры (я использовал DS18B20) - я использовал 2 датчика, но достаточно одного
• ЖК-дисплей (я использовал 1602 I2C)
• часы реального времени (я использовал DS3231)
• 4-х канальный цифровой сенсорный датчик (я использовал этот)
• датчик уровня воды (не используется)
• транзистор для управления светодиодами (я использовал IRF840, но вы можете использовать любой другой MOSFET)
• Регулятор напряжения 5В
• зуммер (опционально для будильника)
• Резисторы 10 кОм, 4,7 кОм и 1 кОм
• Гнездо питания постоянного тока гнездовое 5,5 * 2,1 мм
• Источник питания постоянного тока 12 В (в зависимости от того, сколько энергии потребляет светодиодная лента, выберите источник питания с достаточной мощностью)

Другие части:

• универсальная печатная плата
• некоторые штыревые заголовки
• много проводов (мама-папа, мама-мама и одножильные провода)
• много припоя
• застежка-молния
• термоусадочные трубки
• горячие клеевые стержни
• соединители проводов

Инструменты:

• паяльник
• кусачки
• тепловая пушка
• пистолет для горячего клея
• ножницы
• 3D-принтер (для печати крепление для LCD)
• рулетка
• бурильщик (по желанию)
• отвертка

Навыки и умения:

• Программирование Arduino (посмотрите этот класс)
• пайка (ознакомьтесь с этим руководством)
• 3D-печать и 3D-рисование (посмотрите этот класс)

Как я уже говорил ранее, все детали (кроме светодиодных лент) мне обошлись примерно в 15 долларов.

Шаг 2: свет

Я не эксперт, поэтому есть несколько ссылок, которые объясняют все о свете:

• все об источнике света в аквариуме
• о световом спектре
• использование светодиода в качестве источника света в аквариуме
• Руководство для покупателей светодиодов

Хорошо, если вы читаете статьи выше, вы знаете достаточно, чтобы выбрать тип освещения для своего аквариума. В этом руководстве я буду использовать светодиоды, потому что ими легко управлять, они более долговечны, чем другие типы освещения, и потребляют меньше энергии. Теперь вам нужно ответить на несколько вопросов.

Водонепроницаемый или нет?

Как правило, лучше использовать не водонепроницаемые светодиоды. Высокая влажность в аквариуме может повредить даже водонепроницаемые светодиоды, поэтому, если вы сделаете колпак для светодиодов и хорошо изолируете их, чтобы вода не попадала на светодиоды, ваша система освещения будет работать долгое время. Я этого не делал. Я выбрал водонепроницаемые светодиоды, приклеил их к вытяжке и через месяц мне пришлось закрепить одну панель, потому что некоторые светодиоды сгорели, а также светодиодные ленты отклеились от вытяжки и упали в воду. Надеюсь, ничего страшного не произошло. Поэтому, если вы хотите обезопасить светодиоды и рыбу, вам нужно сделать или купить вытяжку с прозрачным дном, через которую вода не может проникнуть (как эта).

RGB, разноцветные полоски или одноцветные полоски?

RGB - это фантастика, потому что вы можете контролировать цвет света, но это дороже и сложнее контролировать, чем только одноцветные светодиоды. Вы действительно хотите изменить цвета? Если вы хотите, например, имитировать лунный свет, требуется освещение RGB, но если вы этого не сделаете, вы можете выбрать разные цветные полосы или одноцветные полосы. Если вы выберете одноцветные полоски, то лучше всего подойдут светодиоды с цветовой температурой от 5500 К до 6500 К - это тот же цвет света, что излучает солнце. Он содержит полный спектр света от красного до фиолетового, поэтому ваши растения будут иметь правильный свет для фотосинтеза, и рыбы будут отлично выглядеть.

Много светодиодов, излучающих меньше света, или несколько очень мощных светодиодов?

На самом деле это не имеет значения. На мой взгляд, многие светодиоды, которые излучают меньше света, лучше, потому что они выглядят так, как будто есть один большой источник света. Но это только мое мнение.

Шаг 3: плата контроллера аквариума

Теперь сделаем доску, которая будет управлять аквариумом.

Мощность светодиодов

Приходится делать разъемы, к которым можно будет легко подключать светодиодные ленты. Для этого вам понадобятся контакты и 2-х проводный разъем, как на 3-м изображении. Прикрутите более длинную часть штифта к каждому разъему. Сделайте столько разъемов, сколько вам нужно для подключения светодиодных лент. Мне понадобилось 3 штуки - по одной на каждую полоску.

Паяльные части

Спланируйте, где будете паять детали (вы можете посмотреть изображение 4). Я использую зуммер, чтобы подавать сигнал, когда температура падает слишком низко или поднимается слишком высоко, но вам не обязательно его использовать. Помните, что резистор 10 кОм находится между GND и портом PWM Arduino, который управляет MOSFET, резистор 1 кОм находится между портом PWM Arduino, который управляет MOSFET и затвором MOSFET, а резистор 4,7 кОм находится между портом Arduino, который считывает температуру с датчиков. и + 5В. Постарайтесь разместить контакты как можно ближе к нужным портам Arduino.

Теперь вы можете припаять детали к плате. Если вы припаяли все детали к плате, их можно подключить. Помните, - от светодиодов к истоку в MOSFET и сток от MOSFET к GND. А также не забудьте подключать светодиоды напрямую к 12В от источника постоянного тока, а не к регулятору напряжения. Вы можете добавлять метки к контактам, чтобы знать, какой из них какой.

Датчик уровня воды не использовал, но при желании можно.

Программа Arduino

Подключите плату к источнику питания. Если на Ардуино загорелся диод, значит, коротких замыканий нет. Теперь вы можете загрузить программу. Для запуска этой программы вам понадобится несколько библиотек:

• LiquidCrystal_I2C
• DS3231
• OneWire
• ДалласТемпература
• Wire (стандартная библиотека)
• EEPROM (стандартная библиотека)

Если вы скачали все библиотеки, вы можете загрузить программу в Arduino. Вы найдете код внизу этого сайта (или можете скачать его здесь).

Шаг 4: монтаж всего оборудования

Светодиодные ленты

Во-первых, вы должны знать, сколько и какой длины вам нужно полосок. Если вы используете бленду, не предназначенную для светодиодов (как у меня), проверьте, где можно прикрепить полосы.

Отрежьте полоски и припаяйте провода к + и - на ленте. Если у светодиодов нет крышки, необходимо изолировать провода. Используйте термоусадочную трубку и изоленту, а также много горячего клея. Теперь прикрепите светодиодные ленты к вытяжке. Для обезжиривания поверхности можно использовать ацетон, а также использовать много горячего клея, чтобы прикрепить полоски к вытяжке, чтобы они не упали. Если полосы прикреплены, проложите провода к месту, где будет плата управления.

Тестовое задание

Пришло время для теста. Подключите дисплей, RTC, 4-х канальный цифровой сенсорный датчик, датчики температуры, датчик уровня воды (если он у вас есть), светодиоды и подключите питание.

Если все включается и на ЖК-дисплее отображается время и температура, все работает отлично.

Сейчас я расскажу, как это контролировать. Функции каждой кнопки: 1 (см. 5-е изображение) - меню, ок, принять; 2 - отменить, вернуться; 3 - внизу, слева; 4 - вверх, вправо.

Чтобы изменить время, вам нужно нажать 1, затем 2 раза 4 и 1 (для входа в Часы). Щелкните 1, чтобы установить время. Нажимая 3 и 4, выберите час, затем щелкните 1, чтобы принять час, затем выберите минуты и щелкните 1, затем выберите секунды. Изменения будут сохранены, если вы нажмете 1 после выбора секунд. Если вы допустили ошибку и хотите отменить, нажмите 2.

Затем перейдите к «Установить дату» и установите дату, как вы устанавливаете время. Далее установите, если летнее время включено или выключено (по умолчанию выключено). Наконец, установите день недели.

Теперь вам нужно установить, когда вы хотите, чтобы свет включался и выключался. Итак, нажмите 2, чтобы вернуться в главное меню. Дважды щелкните значок 3. Щелкните 1, чтобы перейти к настройкам освещения. Если вы хотите полностью выключить свет, перейдите в «Режим» и установите с «Авто» на «Выкл.». Но теперь вам нужно проверить светодиоды, так что не делайте этого. Нажмите «Начало рассвета», чтобы указать, когда вы хотите включить свет. Затем установите продолжительность рассвета (как долго должны гореть светодиоды). Нажмите Dusk Start, чтобы указать, когда вы хотите выключить свет. И после этого установите продолжительность сумерек (как долго должны погаснуть светодиоды). Если время находится между началом рассвета и началом сумерек, светодиоды должны медленно включаться, в противном случае измените начало сумерек, чтобы оно началось позже. Если светодиоды горят, все отлично. Если вы отключите питание, все настройки будут сохранены в EEPROM.

Теперь вы можете установить ЖК-дисплей на вытяжку аквариума.

ЖК-ручка

Прежде всего, скачайте и распечатайте части STL, которые вы найдете внизу сайта (вы можете скачать их здесь). Вам понадобится 6 электронных шипов и 6 шипов для крепления.

Прикрепите 4-канальный цифровой сенсорный датчик к крышке сенсорной панели с помощью 2 электронных шипов. Затем прикрепите крышку сенсорной панели с 4-канальным цифровым сенсорным датчиком к монтажному ЖК-дисплею с помощью 2 шипов крепления (изображение 5).

Подключите провода к сенсорному датчику и загните штыри, чтобы они не мешали закреплению ЖК-дисплея. Теперь закрепите ЖК-дисплей с помощью 4 электронных шипов, подключите провода к ЖК-дисплею (изображение 8) и прикрепите крышку ЖК-дисплея к креплению ЖК-дисплея с помощью 4 шипов для крепления. Вуаля, вы сделали ручку ЖК-дисплея.

Прикрепите ЖК-дисплей к вытяжке и подключите остальное

Используя стяжки, свяжите вместе провода от ЖК-дисплея и сенсорного датчика. С помощью горячего клея прикрепите ручку ЖК-дисплея к вытяжке аквариума. Ставим на место плату контроллера и все к ней подключаем. Подключите блок питания и проверьте, все ли работает.

Шаг 5: Конец

Это оно. У вас есть рабочий аквариумный контроллер. Внимательно проверьте меню. Есть несколько вариантов, которые могут быть вам полезны. Это всего лишь прототип. Вы можете расширить его - добавить больше датчиков, больше элементов управления. Но если вы хотите добавить эти вещи, вам нужно добавить устройство чтения SD-карт в Arduino, потому что у вас закончится память.

Так что обновите его и поделитесь фотографиями. Надеюсь, что вам понравилось.

Спасибо, что прочитали, и до скорой встречи.

Simonexc

Шаг 6. Устранение неполадок

Ошибка:

LiquidCrystal_I2C / I2CIO.cpp: 35: 26: фатальная ошибка:../Wire/Wire.h: нет такого файла или каталога

Решение:

В библиотеке LiquidCrystal_I2C в файле I2CIO.cpp измените 35-ю строку с #include на #include

Ошибка:

На дисплее нет текста или есть странные символы.

Решение:

Провода подключены неправильно. Немного пошевелите проводами или припаяйте их.