Aeroponic V3 — Arduino로 제어

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지난 몇 달 동안 저는 Aeroponic 제어 시스템의 새 버전을 구축하고 있었습니다. 이번에는 라즈베리파이를 버리고 아두이노로 옮겼습니다. Arduino로 전환하는 이유 중 하나는 마이크로 컨트롤러이고 OS가 없다는 것입니다. 따라서 정전이 발생해도 시스템이 충돌하지 않습니다. 반면에 Raspberry pi는 Linux를 실행하며 정전이 자주 발생하면 OS가 손상될 수 있습니다. 새 시스템에는 이전 버전의 모든 기능과 몇 가지 추가 기능이 포함되어 있습니다.

저는 Arduino Nano를 사용하기로 결정했지만 개발을 위해 약 200 INR(약 3 USD)의 비용이 드는 저렴한 클론을 사용했습니다. 나노는 설치 공간이 작으며 PCB에 연결할 수 있습니다. 나는 또한 모든 조각을 하나로 묶는 PCB를 설계했는데, 이에 대해서는 곧 살펴보겠습니다.

처음에는 온보드 릴레이 모듈로 시작하여 PCB 설계를 여러 번 반복했지만 나중에 온보드 릴레이 모듈을 제거하고 외부 릴레이 모듈을 연결하기로 결정했습니다. 외부 릴레이를 사용하는 이유는 릴레이가 소진되거나 전류 정격이 다른 워터 펌프가 필요한 경우 쉽게 대체할 수 있기 때문입니다.

모바일 애플리케이션: 이전 버전과 마찬가지로 시스템을 제어하기 위해 안드로이드 앱을 만들었지만 이번에는 네이티브 앱을 작성했습니다. 이전에는 Cordova를 사용하여 앱을 구축했습니다.

의사소통: 모바일 앱과 Arduino는 Bluetooth를 통해 통신합니다. 이를 위해 HC-06 Bluetooth 모듈을 사용했지만 간단하게 유지하기 위해 WiFi 모듈은 포함하지 않았습니다. 아마도 이후 버전에서는 WiFi를 포함하거나 WiFi가 내장된 Arduino MKR1000을 사용할 수 있을 것입니다.

힘: 시스템은 12V DC에서 작동합니다. 보드는 두 가지 방법으로 전원을 공급받을 수 있습니다. 12V 전원 어댑터를 표준 2.1mm 배럴 잭에 연결하거나 DC 컨버터를 사용하고 일반 나사 터미널을 통해 전원을 공급하는 것입니다.

워터 펌프 제어 : 수경재배/비행기재배 시스템의 중요한 부분 중 하나는 주기적인 간격으로 물을 순환시키는 것입니다. 물을 순환시키기 위해 워터 펌프가 사용됩니다. 컨트롤러는 정기적으로 모터를 켜고 미리 구성된 기간 동안 이를 유지할 수 있어야 합니다. 예를 들어 모터는 3분 동안 30분마다 작동해야 합니다. 이 설정은 모바일 애플리케이션에서 구성할 수 있습니다.

영양 공급 장치: 수경재배/수경재배에서는 비료(영양소라고 함)가 물에 혼합됩니다. 일반적으로 수동으로 추가해야 하지만 시스템은 모바일 앱을 통하거나 수동으로 버튼을 눌러 두 가지 방법 중 하나로 촉발될 수 있는 영양분을 추가하기 위해 두 개의 투여량 펌프를 사용합니다. 모바일 앱을 통해 혼합물의 물에 대한 영양분의 비율을 ml 단위로 지정할 수 있습니다.

영양분 믹서:영양분을 첨가하면서 작은 웨이브 메이커를 사용하여 혼합하십시오.

저수지 수위 유지: 워터 펌프를 건조하게 작동시키지 않는 것이 중요합니다. 이렇게 하면 새 펌프를 구입해야 한다는 것이 보장됩니다. 이러한 이유로 저는 최신 버전의 수위 센서를 사용하여 수위를 모니터링했습니다. 이 시스템은 수원에 연결된 솔레노이드 밸브를 사용합니다. 수위가 일정 수위 아래로 떨어지면 밸브가 활성화되어 저수지를 채우기 시작합니다. 물이 일정 수준에 도달하면 밸브가 다시 꺼집니다.

저는 보드를 디자인하는 데 많은 시간을 보냈고 플러그형 외부 릴레이 모듈이 포함된 매우 간단한 보드를 생각해 냈습니다. 저는 PCB 및 전자 제품 세계에 처음 입문했기 때문에 각 구성 요소가 어떻게 작동하는지 확인하기 위해 브레드 보드에 시스템을 조립하면서 밤을 보내야 했습니다. 나에게 프로그래밍은 쉽지만 전자 부품을 가지고 노는 것은 쉽지 않습니다. 마침내 나는 보드 디자인을 생각해 냈습니다. 다음 큰 작업은 프로토타입 보드 제조업체를 찾는 것이었습니다. 저는 여러 공급업체에 연락했지만 일부는 응답하지 않았습니다. 결국 나는 PCB를 생산하기 위해 Protocircuits를 선택했습니다.

Protocircuits는 나를 위해 아름다운 보드를 제작했습니다. 집에서 여러 판을 에칭했는데 이건 정말 멋졌습니다. 나는 보드에 구성 요소를 납땜하는 데 또 다른 밤을 보냈습니다. 아래에서 조립된 보드를 참조하십시오.