Термостат Arduino Kombucha: 3 шага (с изображениями)

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

Я всегда любил чайный гриб, но в магазине он такой дорогой. По цене около 4 долларов за 12 унций. Я никак не мог позволить себе пить столько, сколько хотел. Я решил сделать свой собственный чайный гриб и понял, что это совсем не сложно и не требует слишком много ресурсов. Я купил этот комплект, чтобы начать работу, но, возможно, у вас уже есть много этих предметов, поэтому не покупайте то, что у вас уже есть! Я учусь на дневном отделении и почти никогда не бываю дома, поэтому решил, что попытаюсь построить схему с использованием Arduino для автоматизации регулирования температуры.

Необходимые элементы для создания схемы:

• Arduino Uno (если у вас еще нет Arduino, я бы рекомендовал получить комплект для начала. Я начал с этого, и он поставлялся с ЖК-дисплеем, макетной платой, зуммером, светодиодом и датчиком температуры TMP36, который можно использовать ВНЕ КОМБУЧА)
• Макетная плата и провода
• Датчик температуры DS18B20 (вам также понадобится резистор 4,7 кОм)
• Модуль реле
• Нагреватель

Дополнительные элементы для создания схемы:

• Макетный ЖК-дисплей
• Макетная плата LED
• Макетная пьезо-зуммер

Необходимые предметы для приготовления чайного гриба:

Приобрел этот комплект, в котором есть все, что ниже и не только.

• Комбуча Скоби
• Стеклянная банка 1 галлон
• Черный, зеленый чай или чай улун
• Рафинированный сахар
• Стеклянные бутылки с крышками (чтобы добавить чайный гриб для второго брожения)

Шаг 1: начало первого брожения

Для этого шага нам не понадобится никакой электроники, только небольшая кастрюля, сахар, скоби и немного чая.

1. Доведите до кипения 4 стакана воды. Когда закипит, выключите огонь.
2. Либо возьмите 6 чайных пакетиков, либо налейте 3 столовые ложки листового черного, зеленого чая или чая улун в хлопковый чайный пакетик и добавьте в чайник.
3. Настаивать 5-7 минут.
4. Удалите чайный пакетик (-ы) и выбросьте чай.
5. Добавьте в кастрюлю 1 стакан сахара и перемешайте. Не беспокойтесь о том, чтобы выпить столько сахара, скоби съедает большую часть сахара во время брожения.
6. Как только сахар растворится, вылейте сладкий чай в банку для заварки объемом 1 галлон.
7. Налейте 8 стаканов ХОЛОДНОЙ ФИЛЬТРОВАННОЙ воды. Я использую холодную воду в бутылках.
8. Теперь смесь должна быть комнатной температуры или немного выше. Просто убедитесь, что температура воды в единицах Freedom не превышает 86 градусов, прежде чем переходить к следующему шагу.
9. Добавьте скоби и жидкую закваску, которую он входит в смесь. Перемешивайте ТОЛЬКО ОДИН РАЗ.
10. Накройте банку хлопчатобумажной тканью и закройте резинкой.

Теперь у нас есть чайный гриб (который скоро станет), давайте дадим ему мозг микроконтроллера …

Шаг 2: построение схемы

Чтобы начать второй шаг, сначала установите Arduino рядом с макетной платой и соберите все детали, необходимые, чтобы помочь себе в долгосрочной перспективе. Чтобы облегчить работу глаз, я разделил схему на 3 схемы: ЖК-дисплей, уведомления и датчик температуры. Обязательно я сделал все эти диаграммы на Fritzing. Последний снимок моей схемы. Не волнуйтесь, если ваша схема не выглядит такой же аккуратной, как моя. (;

*** Обратите внимание, аналоговая сторона Arduino НЕ используется. Не подключайте к этим разъемам провода. ***

Начну с датчика температуры. У моего DS18B20 были красный, синий и желтый провод, у вашего должны быть похожие цвета. Красный подключается к 5V, синий подключается к GND. Желтый цвет интересен, потому что это провод данных, но для него требуется дополнительное питание через резистор 4,7 кОм, поэтому желтый подключается к контакту 13 на Arduino, а резистор 4,7 кОм переходит с желтого на 5 В. Ссылайтесь на картинку, чтобы лучше понять.

* ЖК-дисплей занимает больше всего места и выглядит безумно, но это довольно просто. Я буду идти по порядку слева направо, начиная с 1 и заканчивая 16.

• 1-й контакт идет на GND.
• 2-й контакт идет на 5В
• 3-й контакт идет на GND.
• 4-й контакт идет на 12 на Arduino.
• 5-й контакт идет на GND.
• 6-й контакт идет к 11 на Arduino.
• Контакты 7-10 не используются.
• 11-й контакт идет к 5-му на Arduino.
• 12-й контакт идет на 4 на Arduino.
• 13-й контакт идет к 3 на Arduino.
• 14-й контакт идет на 2 на Arduino.
• 15-й вывод подключается к 5В через резистор 330 Ом.
• 16-й контакт подключается к GND.

Реле является наиболее важной частью термостата, потому что оно контролирует, когда нагреватель включается или выключается. Чтобы создать модуль, я использовал это руководство от SparkFun. Я использовал этот веб-сайт, который помогает различать, куда идут провода. В качестве альтернативы вы можете купить IOT Relay в SparkFun или Adafruit, который делает то же самое. Я подключил контакт данных реле к цифровому контакту 6 на Arduino. Я настроил реле на нормально замкнутый или нормально замкнутый режим, поэтому, если вы выберете его как «НЕТ» или «Нормально разомкнутый», вам нужно будет изменить код.

Наконец, то, что я называю уведомителями. Это альтернативная, а не обязательная деталь. По сути, если вы не хотите, чтобы реле управляло включением и выключением обогревателя, вы можете сделать это вручную, когда слышите звуковой сигнал. Есть светодиод и пьезозуммер. Более длинная сторона светодиода подключается к резистору 220 Ом, который подключается к контакту 8 на Arduino. Более короткая сторона подключается к GND. Зуммер имеет положительную и отрицательную стороны, обычно отмеченные знаком + и - соответственно. Сторона + идет на вывод 9 на Arduino, сторона - идет на GND.

* Имейте в виду, я сделал этот проект с открытым исходным кодом, чтобы вы могли изменить его так, как у вас есть! Если у вас нет ЖК-дисплея, вы можете изменить код, чтобы он работал без него!

Шаг 3. Самая лучшая часть… Написание кода

Нет лучшего чувства гордости и достижений, чем написание кода, который работает с первой попытки! К сожалению, для меня это было не так, но это все еще весело, когда это работает. Вам понадобится Arduino IDE для прошивки кода в Uno. Есть и другие способы, но самый простой. Если у вас нет настроенной или установленной IDE, пожалуйста, повалите эту кроличью нору.

Первый шаг - это инициализация. Для этого кода необходимы три библиотеки, все из которых можно загрузить через IDE Arduino, выбрав Sketch -> Include Libraries -> Manage Libraries … затем найдите и установите библиотеки OneWire, LiquidCrystal и Dallas Temperature. Я прикрепил код и загрузил его на свой Github! Файл называется KombuchaThermostat.ino.

Код можно напрямую загрузить, если вам нужно только реле (например, без светодиода или зуммера), и вы настроили его как нормально замкнутое реле. В противном случае я написал альтернативный код и стратегии отладки, они просто закомментированы. Мой код находится под лицензией Public Domain, поэтому не стесняйтесь изменять код по своему вкусу и стилю.

Отладочная информация…

Отладка совсем не страшна, особенно с Ардуино.

• Если ваш код не компилируется, скорее всего, у вас не установлены библиотеки.
• Если загрузка не выполняется, скорее всего, вы выбрали неправильный порт, плату или программатор. Вышеупомянутая ссылка для настройки IDE - отличный ресурс, чтобы убедиться, что все ваши вещи настроены правильно.
• Если температуры выглядят странно, раскомментируйте все строки со словом «Serial» и откройте монитор последовательного порта, чтобы посмотреть, как выглядят ваши температуры.

Этот код был протестирован на Ubuntu 16.04.

Если он работает в вашей системе с другой операционной системой, дайте мне знать, и я добавлю его в список!