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Himbeere Pi Bewässerungssteuerpult

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Himbeere Pi Bewässerungssteuerpult

Gartenarbeit verbessert Gesundheit und Lebensqualität und verbindet uns mit unserer lokalen Umgebung. Plus, können Sie Bio-Obst und Gemüse zu sehr geringen Kosten zu essen. Doch für all diese fantastischen Vorteile, die Erinnerung an Wasser kann immer noch einen Rücksitz zu unserem geschäftigen Leben. Glücklicherweise ist Home Automation einfacher als je zuvor mit preiswerten und leicht zugängliche Mikrocontroller wie der Raspberry Pi und Arduino .

Dieses Tutorial beschreibt den Aufbau eines ferngesteuerten Magnetspülventils. Mit anderen Worten, ein Heimcomputer steuert den Wasserstrom eines Außenschlauchzapfens oder Lätzchens. Die Materialien kosten etwa $ 30-40, mit Ausnahme der Himbeer-Pi (RPi). Billigere Teile können mit Geduld und Kreativität gefunden werden.

Das Design ist als einfache Einführung in den Bau eines kompletten, personalisierten Haus Bewässerungssystems gedacht. Es ist auch beabsichtigt, einfache DIY-Lösungen für alltägliche Probleme zu fördern. Nehmen Sie Änderungen und Upgrades vor, die Ihren Bedürfnissen, Ressourcen und Fertigkeiten entsprechen. Um Wasser zu sparen, gehören Tropfbewässerung und ein Bodenfeuchte-Sensor.

Hinweis: Bei diesem Projekt handelt es sich um eine Hochspannung, die äußerste Vorsicht erfordert. Prüfen Sie vor dem Berühren der freiliegenden Drähte immer die Stromversorgungen.

Schritt 1: Materialien

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- Raspberry Pi 2 Modell B , GPIO - Kabel , GPIO - Kabeladapter + Steckbrett

Dieses Tutorial geht davon aus das RPI alle hat GPIO - Bibliotheken . Um im Freien zu installieren, muss das RPI auch einen WiFi - Adapter und durch zugänglich sein SSH oder andere Remote - Login.

- 24 VAC Magnetventil 1 "

Dieses Tutorial verwendet eine 24 VAC Magnet für einen 3/4 "Schlauchstutzen.

Einige Hintergrund: Es gibt zwei Arten von Solenoiden: AC oder DC.

Ein Wechselstrom-Magnetventil schaltet Wasser ein, wenn Spannung angelegt wird, und schaltet es aus, wenn das Gerät ausgeschaltet ist. Der Nachteil besteht darin, dass es Wechselspannung verwendet, die einen Adapter benötigt, um die Wandspannung, 120 VAC, in die 24 VAC-Spannung zu konvertieren, die benötigt wird, um das Ventil auszulösen. Im Freien Installation erfordert wahrscheinlich ein Verlängerungskabel.

Ein Gleichstrom-Magnetventil ermöglicht ein batteriebetriebenes System. Es kann leicht modifiziert werden, um drahtlos zu sein und durch erneuerbare Energie mit einem mittleren Solarpanel (~ 10 W) angetrieben zu werden. Allerdings sind die meisten DC Bewässerungsventile Magnetventile Rast und erfordern die Ventilleitung Schalt Polarität Wasser ein- und ausgeschaltet werden .

Ich wählte ein Wechselstromventil für den ersten Prototyp, weil ich schon ein paar Teile hatte .. und ausreichende Akkus können teuer sein.

- Solid State Relais

Das Halbleiterrelais oder Relais ist der Zwischenschalter zwischen dem RPi und dem Magnetventil. Dieses Tutorial verwendet ein Crouzet Model OAC5-315; Sein Eingang ist 3 - 8 VDC und sein Ausgang liegt zwischen 24 - 120 VAC bei 1A.

- 2N3904 NPN - Transistor

- 4.7 kOhm Widerstand

- PCB Board

Größe, um das Relais, GPIO Pins, Transistor und Widerstand passen.

- 120 VAC bis 24 VAC - Netzteil

Verwenden Sie ein Verlängerungskabel und / oder länger führt zum Einbau im Freien.

- 22-gauge Litze (isoliert), min. 10 Fuß

- Wasserdichter Behälter

Ich benutzte ein Überbleibsel wasserdichte Projekt Fall mit wasserdichtem Klebeband umwickelt. Günstige / kostenlose Container sind leicht zu finden; Talenti Eisbehälter sind ein Beispiel, und auch passieren, enthalten leckeres Eis. Bei kleinen Behältern darauf achten, dass die freiliegenden Wechselstromanschlüsse vollständig mit Epoxid beschichtet sind, um das RPi zu schützen.

- Optional: Wasserdichte Anschlüsse, Abdichtung Klebeband / viele Klebeband

Schritt 2: Werkzeuge

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- Lötkolben , Lötzinn , Lötzinn Sucker

- Drahtabisolierer

- Epoxy

Stellen Sie sicher, dass es für den Außenbereich geeignet ist. Marine-grade Epoxy kann am besten für langfristige Außeninstallation sein.

-- Schraubendreher

- Optional (aber sehr zu empfehlen): Multimeter

- Je nach Systembehälter könnte ein Bohrer auch nützlich sein.

Schritt 3: Magnetventil einstellen

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1. Führen Sie Kabel zum Netzadapter (falls vorhanden). Verwenden Sie mindestens 3-4 ft Draht.

Dieses Netzteil hat Schraubverbinder. Empfohlen, diese in Epoxid zu beschichten.

2. Vergewissern Sie sich, dass das Solenoid funktioniert, indem Sie die Kabel mit dem Netzadapter verbinden.

Das Ventil macht beim Einschalten einen "Klick" -Ton.

Für eine gründliche Prüfung mit dem mit dem Schlauchstutzen verbundenen Ventil wiederholen.

3. Optional: Magnetventile mit wasserdichten Steckverbindern verlängern.

Twist Drähte zusammen innerhalb der Verbinder, überprüfen Sie die Verbindung (aka Kontinuität), dann Epoxy die Öffnungen.

Denken Sie daran, berühren Sie niemals freiliegende Drähte, wenn das Gerät eingeschaltet ist. Gehen Sie langsam, wenn Sie mit AC arbeiten, um die Leistung doppelt und dreifach zu überprüfen.

Schritt 4: Build it! Hardware Pkt. 1 ist

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Wenn der Schaltplan sinnvoll ist, überspringen Sie die nächsten drei Schritte (Hardware-Pkt. 1 - 3).

Vorwort: Achten Sie auf das Layout der Leiterplatten und nutzen Sie sie, um Verbindungen einfacher und direkter zu machen. Planen Sie, wo Komponenten vor dem Löten verbunden sind. Es kann einfacher sein, Komponenten in einer anderen Reihenfolge zu löten.

1.a. Löten Sie das Relais auf der Leiterplatte.
Die Etiketten auf dem Relais informieren Sie über die Funktion der einzelnen Pins. Hier ist das Datenblatt für weitere Referenz.

1.b. Löten Sie eine Drahtleitung zu jedem Relaisstift, so dass 6 Zoll oder mehr für die AC-Anschlüsse.

2. Löten das RPI GPIO - Pin 18, 3,3 VDC Stift und Erdungsstift an Platine Pads.

3. Löten Sie den Transistor auf der Leiterplatte, wobei jedes der Beine halten elektrisch isoliert.

4. Solder ein Ende des Widerstands mit dem mittleren Schenkel Transistor (Bolzen) und das andere Ende an GPIO - Pin 18.

Für beste Ergebnisse einen Widerstand von 4,7 kOhm verwenden und wie im letzten Foto gezeigt anschließen.

Schritt 5: Build it! Hardware Pkt. 2

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1. Verbinden Sie den RPi-Massestift mit dem Transistorstift 1 oder dem Emitterstift.

Verbinden Sie von der flachen Seite des Transistors mit einem Draht, den PCB-Pads oder einer Kombination. Für Litze, hilft es, die Enden zu verdrehen, bevor sie durch die PCB-Löcher.

2. Verbinden Transistor Pin 3 oder Kollektorstift, mit dem negativen Relais Pin DC.

3. Schließen Sie das RPI 3.3 VDC Pin mit dem positiven DC - Relais - Pin.

Schritt 6: Build it! Hardware Pkt. 3

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1. Schließen Sie ein Ventilkabel an ein Netzkabel an.

Verdrehen Sie Drähte zusammen und überziehen Sie in Lötmittel. Wechselstrom wechselt Richtungen, also entweder Leitung für das Ventil und Wechselstromquelle arbeiten.

2. Verbinden Sie die verbleibende Ventilleitung mit einem der Relais-AC-Ausgangsstifte.

3. Verbinden Sie das restliche Netzkabel mit dem anderen Relais-AC-Ausgang.

4. Überprüfen Sie alle elektrischen Verbindungen mit einem Multimeter.

Falls vorhanden, überprüfen Kontinuität . Andernfalls schließen Sie die Wechselstromquelle an und überprüfen Sie, dass es ~ 24 VAC über den Relais-AC-Stiften gibt.

Eine freundliche Erinnerung: Berühren Sie niemals exponierte Wechselstromanschlüsse, wenn die Stromquelle eingesteckt ist. Überprüfen Sie IMMER, dass die Wechselstromquelle getrennt ist.

5. Beschichten Sie alle freiliegenden Wechselstromanschlüsse in Epoxy, einschließlich der Relais-AC-Pins.

Aus Sicherheitsgründen und zum Verkleben von Verbindungen.

Schritt 7: Software

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Das Softwareprogramm schaltet das Ventil ein und aus, indem eine Spannung an den Gleichstromanschlüssen des Relais anliegt.

1. Mit diesem Grundprinzip im Auge, hier ist ein einfaches Programm, um Ihnen den Start:

  #Import die notwendigen Bibliotheken importieren RPi.GPIO als GPIO-Importzeit GPIO.setmode (GPIO.BCM)
  #Setup-Pin 18 als Ausgang GPIO.setMode (GPIO.BCM) GPIO.setup (18, GPIO.OUT)
  # Diese Funktion schaltet das Ventil in 10 Sekunden ein und aus.  Intervallen.  (GPIO.HIGH) drucken ( "GPIO HIGH (on), Ventil sollte ausgeschaltet sein") time.sleep (10) #Wartezeit in Sekunden GPIO.output (18 , GPIO.LOW) drucken ( "GPIO LOW (aus), Ventil sollte eingeschaltet sein") time.sleep (10)
  Ventil_OnOff (18)
  GPIO.cleanup ()

2. Führen Sie den Code im Terminalfenster des RPi wie folgt aus:

  Sudo python FileName.py

3. Führen Sie das Programm , bevor Sie die Wechselstromquelle anschließen.

Verwenden Sie ein Multimeter, um sicherzustellen, dass die Spannung an den DC-Relaisstiften von ~ 0VDC bis ~ 3.3 VDC in zehn Sekunden-Intervallen schwankt.

4. Schließen Sie die Stromquelle an und starten Sie das Programm erneut. Hören Sie, dass das Solenoid ein- und ausschaltet.

Schritt 8: Abdichtung

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1. Doppelte und dreifache Kontrolle aller Verbindungen mit einem Multimeter.

2. Verbleibende exponierte Verbindungen in Epoxy beschichten

Geben Sie sich eine Möglichkeit, das RPi + GPIO-Kabel vom Rest der Schaltung zu entfernen, damit das RPi für zukünftige Projekte (falls gewünscht) verwendet werden kann.

3. Platzieren Sie die Komponenten RPi und PCB in einem wasserdichten Behälter.

Finden Sie eine Möglichkeit, die externen Stromkabel zu versiegeln. Der erste Prototyp verwendet wasserdichtes Band, um Drähte zu polstern und die Box zu versiegeln. Bohren Löcher in der Box und Abdichtung mit Epoxy ist eine weitere schnelle und einfache Option .. erhalten Sie kreativ!

4. Optional: Um lose Drähte zu organisieren, verdrehen Sie isolierte Drähte um einander, verwenden Sie Reißverschlussbindungen oder erfinden Sie eine andere Methode.

Schritt 9: Anpassen & Installieren!

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Das ist es! Rewrite das Programm Wasser Ihren Garten nach Bedarf. Der einfachste Weg ist, das Programm als Timer zu halten. Ändern Sie das Programm, um die Bewässerungszeit an Ihre Bedürfnisse anzupassen und die Wartezeit auf> 12 Stunden (> 43.200 s) zu erhöhen.

Dieses System wurde ursprünglich entworfen, um durch einen RPi-angetriebenen Bodenfeuchtigkeitssensor gesteuert zu werden. Um die beiden Projekte zu kombinieren, kopieren Sie die Ventilfunktion in das Programm der Bodenfeuchte. Aktualisieren Sie die Ventilfunktion zum Einschalten, wenn die Bodenfeuchte unter einer bestimmten Schwelle liegt. Verbinden Sie die Komponenten mit der vorhandenen Leiterplatte, wenn genügend Platz vorhanden ist, ansonsten erhalten Sie eine andere Leiterplatte für den Bodenfeuchtigkeitsmesskreis.

Nun, da Sie die Grundlagen verstehen, anpassen und aktualisieren Sie das System an Ihre eigenen Bedürfnisse anzupassen! Mögliche Erweiterungen sind die Überwachung und / oder Steuerung des Systems mit Ihrem Telefon oder die Nutzung erneuerbarer Energietechnologien für Energie (zB Photovoltaik + Batterie).

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