Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

9 Schritt:Schritt 1: Materialien Schritt 2: Werkzeuge Schritt 3: Solenoid-Setup Schritt 4: Build It! Hardware Pt. 1 Schritt 5: Erstellen Sie es! Hardware Pt. 2 Schritt 6: Build It! Hardware Pt. 3 Schritt 7: Software Schritt 8: Abdichtungen Schritt 9: Anpassen und Installieren!

Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

Gartenarbeit verbessert die Gesundheit und Lebensqualität, Verbindungs ​​wir unsere lokale Umgebung. Plus, können Sie Bio-Obst und Gemüse zu sehr geringen Kosten zu essen. Doch für all diese fantastischen Vorteile, kann die Erinnerung an Wasser noch in den Hintergrund treten 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 die Konstruktionsprozess für einen ferngesteuerten Magnetbewässerungsventil. Mit anderen Worten, ein Heimcomputer steuert den Wasserfluss von einem Außenschlauchstutzen oder Schellfisch. Die Materialkosten ca. € 30-40, mit Ausnahme der Raspberry Pi (RPI). Billiger Teile können mit Geduld und Kreativität finden.
Das Design ist als eine einfache Einführung in den Aufbau eines kompletten, personalisierte Startseite Bewässerungssystem vorgesehen. Es ist auch beabsichtigt, um einfache DIY Lösungen für alltägliche Probleme zu fördern. Nehmen Sie Änderungen und Upgrades Ihre Bedürfnisse, Ressourcen und Qualifikationsniveau zu entsprechen. Um Wasser zu sparen, gehören Tropfbewässerung und eine Bodenfeuchtesensor.
Hinweis: Dieses Projekt beinhaltet hohe Spannung, die äußerste Vorsicht erfordert. Prüfen Sie stets, Stromanschlüsse vor dem Berühren freiliegenden Adern.

Schritt 1: Materialien

  1. Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    - Raspberry Pi, GPIO-Kabel, Steckbrett / PCB-Board-Adapter

    Dieses Tutorial geht davon RPI hat alle GPIO-Bibliotheken . Für die Installation im Freien muss der RPi auch ein WiFi-Adapter und zugänglich sein SSH oder andere Remote-Login.
    - Magnetbewässerungsventil
    Dieses Tutorial verwendet eine 24 VAC-Magnet für eine 3/4 "Schlauchstutzen.
    Einige Hintergrundinformationen: Es gibt zwei Arten von Magnetspulen: AC oder DC.
    Ein AC-Magnetventil schaltet Wasser auf, wenn Spannung angelegt wird, und schaltet es aus, wenn das Gerät ausgeschaltet ist. Der Nachteil ist, dass es Wechselspannung erfordern einen Adapter an die Wandspannung, 120 Volt Wechselspannung umzuwandeln, in den 24 V-Spannung benötigt, um das Ventil auszulösen. Outdoor Installation erfordert wahrscheinlich ein Verlängerungskabel.

    Ein DC-Magnetventil ermöglicht eine batteriebetriebene System. Es kann leicht modifiziert werden, unter Verwendung einer mittleren Solarpanel drahtlosen und mit erneuerbarer Energie betrieben werden (~ 10 W). Allerdings sind die meisten DC Bewässerungsventilen Impulsspulen und erfordern Umschalten des Ventils führen Polarität zu Wasser ein- und auszuschalten.
    Ich entschied mich für einen Wechselstromventil für den ersten Prototyp, denn ich hatte schon ein paar Teile .. und angemessene Akkus kann teuer werden.
    - Solid State Relais
    Die Halbleiterrelais oder Relais, ist der Vermittler zwischen dem Schalter RPi und das Magnetventil. Dieses Tutorial verwendet eine Crouzet Modell OAC5-315; sein Eingang 3-8 VDC und sein Ausgang ist zwischen 24 bis 120 VAC bei 1A.
    - N3904 Transistor
    - 4,7 kOhm-Widerstand
    - Leiterplatten
    Bemessen ist, um das Relais, GPIO-Pins, Transistor- und Widerstands passen.
    - AC-Netzteil (120 VAC bis 24 VAC)
    Verwenden Sie ein Verlängerungskabel und / oder längere Leitungen im Freien installieren.
    - 22-Gauge-Litze (isoliert), min. 10 Fuß

    - Wasserdichte Behälter
    Ich habe ein Überbleibsel Projektfeld mit wasserdichtem Klebeband umwickelt. Günstige / kostenlose Behälter sind leicht zu finden; Talenti Eis Behälter sind ein Beispiel, und zufällig auch leckeres Eis enthalten. Mit kleinen Behältern, lesen ausgesetzt AC Anschlüsse sind vollständig in Epoxidharz, um die RPi Schutz abgedeckt.
    - Optional: Wasserdichte Steckverbinder, wassersperrendes Band / lots Klebeband

Schritt 2: Werkzeuge

  1. Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    - Lötkolben, Lötzinn, Löt-Sauger
    - Abisolierzangen
    - Epoxy
    Überprüfen Sie, ob es sicher für den Gebrauch im Freien. Marine-grad Epoxid kann am besten für langfristige Außeninstallation sein.
    -- Schraubendreher
    - Optional (aber empfohlen): Multimeter
    - Abhängig von Ihrem System Behälter, ein Bohrer könnte auch nützlich sein.

Schritt 3: Solenoid-Setup

  1. Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

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    Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

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    1. Hinzufügen Draht führt zu dem AC-Netzadapter (wenn es keine gibt); Verwendung mindestens 3-4 ft Draht.
    Das Netzteil verfügt über Schraub-Steckverbinder. Empfohlen, diesen Mantel in Epoxy.
    2. Stellen Sie sicher, dass das Magnet funktioniert durch Anschließen der Leitungen an das Netzteil.
    Das Ventil macht ein "Klicken" Ton, wenn es eingeschaltet ist.
    Für eine gründliche Prüfung, wiederholen Sie mit dem Ventil in den Schlauch Zapfen verbunden ist.
    3. Optional: Erweitern Magnetventil führt unter Verwendung der wasserdichten Steckverbindern.
    Twist Drähte zusammen innerhalb der Anschlüsse, überprüfen Sie die Verbindung (aka Kontinuität), dann Epoxy die Öffnungen.
    Denken Sie daran, nie berühren freiliegenden Adern, wenn der Strom eingeschaltet ist. Gehen Sie langsam beim Arbeiten mit AC, um Doppel- und Dreifachkraft zu überprüfen.

Schritt 4: Build It! Hardware Pt. 1

  1. Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

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    Wenn die schematische sinnvoll ist, überspringen Sie die nächsten drei Schritte (Hardware Pts 1 - 3).
    Vorwort: Achten Sie auf das Layout der Leiterplatten-Pads und nutzen sie, Verbindungen einfacher und direkter zu machen. Plan der Komponenten, die vor dem Löten verbunden sind. Es kann leichter sein, Komponenten in einer unterschiedlichen Reihenfolge zu löten.
    1.a. Löten Sie das Relais in die Leiterplatte.
    Die Etiketten auf der Relais sagen, die Funktion der einzelnen Stift. Hier ist das Datenblatt zur weiteren Verfügung.
    1.b Löten Sie einen Draht führen zu jeder Relaisstift, so dass 6 in. Oder mehr für die Netzleitungen.
    2. Solder RPI GPIO-Pin 18, 3.3 VDC Pin und Massestift an PCB-Board-Pads.
    3. Löten Sie den Transistor auf der Leiterplatte, wobei jeder der Schenkel elektrisch isoliert.
    4. Löt einem Ende des Widerstandes zu der Mitte Transistor Schenkel (Bolzen) und das andere Ende an GPIO-Pin 18.
    Die besten Ergebnisse erzielen, verwenden Sie eine 4,7 kOhm-Widerstand und verbinden Sie wie im letzten Bild gezeigt.

Schritt 5: Erstellen Sie es! Hardware Pt. 2

  1. Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

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    1. Schließen Sie das RPi Erdungsstift, um den Transistor Pin 1 oder Pin-Emitter.
    Verbinden von der flachen Seite des Transistors mit einem Draht, der PCB-Pads, oder eine Kombination. Für Litze, hilft es, die Enden vor schob sie durch die PCB Löcher drehen.

    2. Schließen Transistor Pin 3 oder Pin-Sammler, mit dem negativen DC Relaisstift.
    3. Schließen Sie das RPi 3,3 VDC Pin an die positive Gleichstromrelais Pin.

Schritt 6: Build It! Hardware Pt. 3

  1. Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

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    1. Schließen Sie ein Ventil führen zu einer Wechselstromquelle führen.
    Twist Drähte zusammen und Mantel in Lot. Wechselstrom wechselt Richtungen, also entweder Blei wird sowohl für das Ventil und Wechselstromquelle zu arbeiten.
    2. Schließen Sie das verbleibende Ventil führen zu einem der Relais AC Ausgangspins.
    3. Schließen Sie die verbleibenden Wechselstromquelle führen zu dem anderen Relais AC Ausgangspin.
    4. Alle elektrischen Anschlüsse mit einem Multimeter prüfen.
    Falls verfügbar, überprüfen Kontinuität . Andernfalls schließen Sie das Netzstromquelle und überprüfen Sie, dass es ~ 24 VAC über den Relais AC Pins.
    Eine freundliche Erinnerung:. Berühren Sie niemals ausgesetzt AC Verbindungen, wenn die Stromquelle eingesteckt ist immer überprüfen, dass die Wechselstromquelle getrennt wird.
    5. Alle außenliegenden AC-Verbindungen in Epoxy, einschließlich der Relais AC Pins.

    Aus Sicherheitsgründen und um Verbindungen zu haften.

Schritt 7: Software

  1. Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    Das Softwareprogramm stellt sich das Ventil auf und durch Anlegen einer Spannung über die Gleichstromanschlüsse des Relais.
    1. Mit diesem Grundsatz im Hinterkopf, hier ist ein einfaches Programm, um Ihnen den Einstieg:
      # Import der notwendigen Bibliotheken
     Import RPi.GPIO als GPIO
     Importzeit
     GPIO.setmode (GPIO.BCM) 
      #Setup Stift 18 als ein Ausgangs
     GPIO.setmode (GPIO.BCM)
     GPIO.setup (18, GPIO.OUT) 
      #Dies Funktion schaltet das Ventil ein und aus in 10 Sek.  Intervalle. 
     (Pin) def valve_OnOff:
         while True:
             GPIO.output (18, GPIO.HIGH)
             print ("GPIO HIGH (on), Ventil sollte aus sein") 
             time.sleep (10) #Wartezeit in Sekunden
             GPIO.output (18, GPIO.LOW)
             print ("GPIO LOW (off), Ventil sollte auf sein")
             time.sleep (10) 
      valve_OnOff (18) 
      GPIO.cleanup () 

    2. Führen Sie den Code in das Terminal-Fenster des RPi mit dem folgenden:
      sudo python FileName.py 

    3. Führen Sie das Programm, bevor Sie den Wechselstromquelle.
    Mit einem Multimeter, um zu überprüfen, dass die Spannung an den DC Relaisstifte schwankt von ~ 0 V DC bis ~ 3,3 VDC in 10 Sekunden Intervallen.
    4. Schließen Sie das Netzstromquelle und starten Sie das Programm erneut aus. Hören Sie auf das Magnet zum Ein- und Ausschalten klicken.

Schritt 8: Abdichtungen

  1. Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    1. Double und Triple-lassen Sie Ihre Verbindungen mit einem Multimeter.
    Verbleibende freiliegende Anschlüsse in Epoxy 2. Coat
    Geben Sie sich einen Weg, um die RPi + GPIO-Kabel vom Rest der Schaltung zu entfernen, damit das RPI können für zukünftige Projekte verwendet werden (wenn es so gewünscht).
    3. Legen Sie das RPI und PCB-Board-Komponenten in einem wasserdichten Behälter.
    Finden Sie einen Weg, um die externe Stromversorgungskabel zu versiegeln. Der erste Prototyp nutzt wasserdichtes Klebeband, um Drähte zu polstern und verschließen die Box. Bohren von Löchern in der Box und Abdichtung mit Epoxidharz ist eine weitere schnelle und einfache Option .. Sie kreativ!
    4. Optional: Um lose Drähte, Twist isolierte Drähte umeinander zu organisieren, verwenden Sie Kabelbinder oder innovieren anderen Methode ändern.

Schritt 9: Anpassen und Installieren!

  1. Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    Raspberry Pi Bewässerungssteuerung

    Das ist es! Schreiben Sie das Programm, um Ihren Garten zu bewässern, wie gebraucht. Der einfachste Weg ist, um das Programm als Zeitgeber zu halten. Ändern Sie das Programm, um die Bewässerungszeit Ihrer Anlage Bedürfnisse und die Wartezeit auf> 12 Stunden (> 43.200 s) zu erhöhen.
    Dieses System wurde ursprünglich entwickelt, um durch eine RPi betriebene Bodenfeuchtigkeitssensor gesteuert werden. Um die beiden Projekte zu kombinieren, kopieren Sie die Ventilfunktion in die Bodenfeuchtesensor-Programm. Aktualisieren Sie die Ventilfunktion zu aktivieren, wenn die Bodenfeuchtemesswert ist unter einer bestimmten Schwelle. Schließen Sie Komponenten an das bestehende PCB-Board, wenn genügend Platz vorhanden ist, eine weitere Platine sonst bekommen für die Bodenfeuchte-Sensorschaltung.
    Nun, da Sie die Grundlagen verstehen, anpassen und aktualisieren das System an Ihre eigenen Bedürfnisse anzupassen! Mögliche Erweiterungen gehören die Überwachung und / oder Steuerung des Systems mit Ihrem Handy oder die erneuerbare Energietechnologie für Leistung (zB Photovoltaik + Batterie).