[WIP] Sterownik akwarium DIY

Kuro
Ryba
Ryba
Posty: 360
Rejestracja: 22 sierpnia 09, 10:27

[WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Kuro » 5 marca 12, 21:31

Witam!

>Dla ciekawych - filmiki z pracy są pod koniec w linkach do Youtube

Z racji tego, że w końcu na uczelni zacząłem mieć przedmioty, w których uczę się praktycznych rzeczy, nabyłem trochę umiejętności w programowaniu mikrokontrolerów - miniaturowych jednostek które są bardzo ubogim odpowiednikiem komputera ;). Układy te nie są wcale tak skomplikowane, jak mogłoby się wydawać, a dają bardzo duże możliwości jeśli chodzi o zarządzanie różnymi urządzeniami.

Co to oznaczało dla mnie?

Mogę sobie stworzyć własny sterownik akwarystyczny, wykorzystując jedynie ułamek ceny, jaki może kosztować owy sterownik w wydaniu sklepowym (ok 600zł w wydaniu sklepowym). Różnica jednak polega na tym, że tutaj robię dokładnie to, co chcę osiągnąć faktycznie w akwarium. Po prostu, jeśli jakiejś funkcji nie potrzebuję, to jej nie robię. A nawet jeśli po jakimś czasie zadecyduję że jest mi ona potrzebna, to minimalnym kosztem mogę takie rozwiązanie stworzyć ;)

Tak więc czego potrzebowałem w swoim akwarium, podczas tworzenia (jeszcze nie jest skończone, choć wszystkie funkcje już właściwie działają):
- Pomiar temperatury akwarium
- Sterowanie ogrzewaniem akwarium (zastanawiam się dalej nad zastosowaniem tego) LUB oświetleniem
- Pomiar poziomu wody w akwarium
- Dolewanie wody w oparciu o poziom i odpompowywanie jej
- Funkcja automatycznego karmienia rybek
- Dokładny pomiar czasu (niezbędne chociażby dla karmika bądź sterowania oświetleniem)
- Wszystkie kluczowe informacje wyświetlone na LCD

Wszystkie powyższe rozwiązania są właściwie już zrealizowane. Nie przetestowałem jedynie jak działa sterowanie ogrzewaniem/oświetleniem ponieważ wymagałoby to ode mnie podłączenie przekaźnika do gniazdka, a nie chcę tego robić dopóki nie skończę pozostałych rzeczy. W każdym razie przetestowałem linie odpowiadające za sterowanie grzałką/oświetleniem i nie powinno być problemów ;)

Schemat blokowy który z grubsza opisuje elektronikę która znajduje się w moim projekcie:
Obrazek

Już nawet na tym rysunku widać, że nie jest to takie skomplikowane.

Otóż cała zabawa w mikrokontrolerach polega nie na znajomości elektroniki na poziomie profesorskim, lecz na nawet minimalnej wiedzy z zakresu programowania (najlepiej w języku C, choć można w innych). Wystarczy wiedzieć, jak podłączyć dany element, i zapisać program, i wszystko działa ;)

Nie ukrywam, że jest to trochę roboty. Całością zajmuję się już właściwie trzeci tydzień, powoli eliminując błędy jakie zrobiłem podczas tworzenia tego. Całkiem niedawno dopiero udało mi się uruchomić faktycznie w akwarium część tych funkcji.

A co takiego uruchomiłem?
Pomijając wyświetlacz, uruchomiłem karmik automatyczny - zasada działania podpatrzona właściwie z karmików za te 60-100zł. Bęben z karmą który się obraca, wysypuje pokarm i wraca do pozycji wyjściowej. I tak codziennie o ustalonej godzinie. Godzinę na zegarku, jak i godzinę karmienia można ustawić na 6 guzikach które także są w tym projekcie i to one pozwalają na właściwie autonomiczne działanie tego rozwiązania.

Z czego składa się owy karmik:
- Bębna z pokarmem z wyciętą wnęką (pokarm wysypuje się właściwie tylko, gdy bęben obraca się w jednym kierunku) - pojemnik na mocz za 1zł :)
- Serwomechanizmu (pozostał mi z projektu na uczelni) - 15-20 zł najtańszy serwomechanizm modelarski Tower Pro
- Zalegających plastikowych butelek służących za mocowanie ;)

Nie będę rozgadywał się nad zasadą działania serwomechanizmu, bo nie jest to trudne, i wszystko można znaleźć tu:
http://hobbyrobotyka.pl/2010/07/serwa-modelarskie-w-robotyce/

W każdym razie układ przy okazji zliczania czasu, ma osobną funkcję, sprawdzającą czy godzina która jest aktualnie, jest godziną karmienia. Jeśli tak, uruchamia karmik najpierw w jednym kierunku - wysypuje pokarm, następnie w drugim - wraca do pozycji 0.

Filmik z działania. Tutaj jeszcze z bębnem zrobionym z Cake Box'a na CD:
http://www.youtube.com/watch?v=a91VcJjd ... r_embedded

Drugą rzeczą, która aktualnie jest zrobiona i wykorzystywana przeze mnie to pomiar temperatury. Jak wcześniej pisałem planowałem zrobić na podstawie aktualnej temperatury termostat, który uruchamiał by grzałkę w momencie, gdy temperatura w akwarium by spadła. Doszedłem do wniosku, że nie ma jednak sensu poprawiać czegoś, co właściwie działa - korzystam z grzałki z termostatem. Ale pomiar temperatury i tak byłby przydatną rzeczą w każdym akwarium.

Zrobiłem go w bardzo prosty sposób.
W sklepach jest bardzo powszechnie dostępny czujnik temperatury LM35. Jest to o tyle fajny układ, że ma charakterystykę liniową, co oznacza, że na swoim wyjściu zwraca 10mV (mili wolt) za każdy stopień C. Przy okazji ma bardzo duży zakres temperatur - od 0 do 150, a dobrze zmontowany może mierzyć nawet od -20 do 150 stopni - oraz bardzo mały błąd - 0.5 stopnia! Podłączenie tego czujnika na krótkich przewodach sprowadza się właściwie do tego, aby podpiąć mu napięcie zasilania, sygnał GND, i środkową nóżkę wyprowadzić do odpowiedniej nóżki mikrokontrolera. Tyle. Pozostaje tylko w mikroklocku włączyć przetwornik Analogowo - cyfrowy, aby mógł mierzyć napięcia zwracane na czujniku, odpowiednio przeliczyć wynik i mamy gotowy pomiar temperatury!.

Troszkę trudniej się robi, jak potrzeba dłuższego przewodu... i to w akwarium!
Podstawowym problemem, nad którym najpierw się zastanawiałem, to jak zaizolować czujnik temperatury. Znalazłem mnóstwo linków, które podpowiadały, jak to można zrobić:
http://www.instructables.com/id/Waterpr ... re-Sensor/
http://www.r3uk.com/index.php/home/43-e ... re-monitor
Ale dopiero przy drugim linku (a parę tygodni po tym jak znalazłem pierwszy) olśniło mnie, że przecież mam pistolet na ciepły klej. Szybki pac, i działa ;) Mierzy mi temp. wody! :P

Jednak nie było wcale tak różowo. Zaizolowanie czujnika to właściwie szkopuł, bo sam jako taki i tak działał przecież. Schody zaczęły się robić, jak postanowiłem podpiąć czujnik do przewodu dłuższego niż 10cm, na którym robiłem testy. Szybko się okazało, że w moim pokoju magicznie w przeciągu 10s temperatura zmieniała się losowo w zakresie 10 do 40 stopni. Powodem były zakłócenia na przewodzie. Cały wieczór spędziłem na czytaniu co z tym fantem zrobić, aż w końcu znalazłem dosyć proste rozwiązanie:
http://www.nofossil.org/index.php?choice=sensors/lm35.
Sprowadza się ono do zastosowania dwóch filtrów: Pierwszy, filtruje skoki i zakłócenia na linii zasilającej (kondensator między +5V a GND - 1 i 3 nóżka czujnika). Oraz filtra dolnoprzepustowego (o zgrozo, miałem na uczelni, a nie miałem pojęcia co to jest 'na prawdę' ;p) składającego się z pojedynczego rezystora i kondensatora podpiętego między nóżką sygnału czujnika a GND. Podziałało idealnie. Na przewodzie ponad 1m odczyt jest stabilniejszy niż kiedyś. Minusem jednak tego jest to, że cały czujnik działa trochę wolniej ale w akceptowalnym zakresie.

Filmiki z pracy czujnika w akwarium:
http://www.youtube.com/watch?v=qibngSaP ... q2Gb_Jq3Li
Filmik z czujnikiem po przełożeniu go do kubka z zimną wodą (17 stopni)
http://www.youtube.com/watch?v=n7v0RvWa ... I_gmCIHvkP
Szkoda było czasu, na nakręcenie aż temperatura się ustawi na czujniku, ale zapewniam, że odczyt zwrócił ostatecznie 17 stopni, a po pół godzinie 19 - porównywane z innym termometrem klasycznym ;)

Co sądzicie o moim pomyśle? Prosiłbym o wszelkie pytania i sugestie ;) Potrzeba mi motywacji, żeby to skończyć w miarę szybko! :D

Awatar użytkownika
Dawid
Aqua Forum
Aqua Forum
Posty: 1408
Rejestracja: 16 lutego 10, 18:05
Lokalizacja: Ruda Śląska

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Dawid » 5 marca 12, 21:40

Chłopie dobra robota :mrgreen: ile na to wydałes? 100zł? ;-). Weź to jeszcze zamontuj w jakiejs fajnej obudowie a nie pajęczyna :-)
Obrazek

Kuro
Ryba
Ryba
Posty: 360
Rejestracja: 22 sierpnia 09, 10:27

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Kuro » 5 marca 12, 21:51

Na razie to jest [WIP] i nie jest skończone :D Obudowa będzie, pajęczyny niet ;)

Jeśli chodzi o koszta... Mało wydałem bo wiele rzeczy miałem już, albo dostałem ;)

Same elementy do zrobienia płytki sterującej tym wszystkim kosztują może 20zł. Do tego za drugie tyle można kupić programator. no i 20zł LCD. Cała reszta to często są groszowe sprawy ;P

Awatar użytkownika
polak.krk
Aqua Rodzina
Aqua Rodzina
Posty: 4974
Rejestracja: 19 marca 09, 00:15
Lokalizacja: Krakow/Sliema

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: polak.krk » 5 marca 12, 21:54

Fajny projekt. A zrobisz mi taki? :mrgreen: hehe
Za brak uzywania jezyka polskiego na poziomie elementarnym (duza litera, kropka) czeka Cie paseczek (ostrzezenie) !

Kuro
Ryba
Ryba
Posty: 360
Rejestracja: 22 sierpnia 09, 10:27

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Kuro » 5 marca 12, 21:57

Kto wie kto wie ;) Jak już porozkminiam wszystko, to może i sprzedawać będę! :D

Awatar użytkownika
Doody
Aqua Rodzina
Aqua Rodzina
Posty: 1673
Rejestracja: 3 marca 09, 12:45
Lokalizacja: Kępno

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Doody » 5 marca 12, 21:59

Ale czym to się różni od grzałki ustawionej na 25stopni? ;-)
Lepiej byś tanie sterowanie podawaniem CO2 w zależności od KH i pH zrobił.
Ale nie z drogą sondą pH tylko jakiś inny bajer :mrgreen:

Awatar użytkownika
Dawid
Aqua Forum
Aqua Forum
Posty: 1408
Rejestracja: 16 lutego 10, 18:05
Lokalizacja: Ruda Śląska

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Dawid » 5 marca 12, 22:01

Tomek mój kumpel ci zrobi albo Kuro, ja to lutować umiem tylko programować nic a nic ;-). Chłopie jak to się będzie sprawdzać to handluj chyba nawet na allegro są już gotowe częsci nic tylko poskładać i zaprogramować ;-)

Doddy kolega zrobił jeszcze karmik do tego jak se kupisz odpowiedni scalak to można cuda wianki tam robić ;-)
Obrazek

Kuro
Ryba
Ryba
Posty: 360
Rejestracja: 22 sierpnia 09, 10:27

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Kuro » 5 marca 12, 22:05

@Doody - grzałka nie nakarmi Ci rybek ;)

Poza tym to jest trochę szerszy element, a na razie zrobiłem tylko to, co widać na filmikach ;) Poza tym, chyba lepiej wydać... 20 zł na układ sterujący i grzałką i oświetleniem na raz, i zaszpanować, że się samemu zrobiło, niż tu wydać 30zł na grzałkę z termostatem, i tu 15 na włącznik czasowy :P

A pomiaru pH niestety nie zrobię... na pewno nie na elektrodzie za te 100zł, bo raz, że drogie, a dwa, że tego nie można ciągle w zbiorniku trzymać...

Ale myślę... :P

@87dawid87 - do handlowania tym, to jeszcze dłuuuga droga ;P

Zasugerowałem się tak na prawdę tym:
http://projekty.qrz.pl/index.php?option ... &Itemid=10
I pomyślałem, czemu by nie zrobić - w sumie umiem już :P

Awatar użytkownika
Dawid
Aqua Forum
Aqua Forum
Posty: 1408
Rejestracja: 16 lutego 10, 18:05
Lokalizacja: Ruda Śląska

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Dawid » 5 marca 12, 22:14

To już widzę Dexa jak się slini na ten podajnik nawozów :-P
Obrazek

Awatar użytkownika
Doody
Aqua Rodzina
Aqua Rodzina
Posty: 1673
Rejestracja: 3 marca 09, 12:45
Lokalizacja: Kępno

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Doody » 5 marca 12, 22:15

To już widzę Dexa jak się slini na ten podajnik nawozów :-P

Dex pod żadnym pozorem nie przyjmuj nawozów akwariowych! ;-)

Kuro
Ryba
Ryba
Posty: 360
Rejestracja: 22 sierpnia 09, 10:27

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Kuro » 5 marca 12, 22:17

Najlepsze jest to, że Na dniach będę miał pompkę spryskiwacza z opla, i będę testował właśnie coś takiego ;) Wtedy taki podajnik nawozów to już pikuś :d

Awatar użytkownika
deXter
Moderator
Moderator
Posty: 15791
Rejestracja: 7 grudnia 08, 23:29
Lokalizacja: Grójec

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: deXter » 5 marca 12, 23:10

Jak chcesz to robić na pompce od spryskiwaczy to ju sobie zakup kroplowniki gardeny ;]
Nie ślinię się bo mi się żółta etykieta na dozowniku nie podoba :P
Aigel pisze:deXter, jaki ty cham jesteś


http://instagram.com/dexsuj_pierc <--FOLLOW ME!
Estimative Index
Nawozy Blue-Line kocur stuffik dla naszych chwastów

Kuro
Ryba
Ryba
Posty: 360
Rejestracja: 22 sierpnia 09, 10:27

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Kuro » 7 marca 12, 18:15

Pompka od spryskiwaczy jest, kumpel złomował auto ;) pewnie minie tydzień, zanim to włożę do akwarium (musi się jeszcze wypłukać z resztek płynu do szyb). Ale nie wiem, czy jest sens nad kroplownikami - na razie ma to być sama dolewka wody. IMO lepiej, jak będzie trwała krótko ;)

Awatar użytkownika
deXter
Moderator
Moderator
Posty: 15791
Rejestracja: 7 grudnia 08, 23:29
Lokalizacja: Grójec

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: deXter » 7 marca 12, 18:37

Jak dolewka to bez kroplowników.
Jak nawożenie to koniecznie kroplowniki ;]
Aigel pisze:deXter, jaki ty cham jesteś


http://instagram.com/dexsuj_pierc <--FOLLOW ME!
Estimative Index
Nawozy Blue-Line kocur stuffik dla naszych chwastów

Kuro
Ryba
Ryba
Posty: 360
Rejestracja: 22 sierpnia 09, 10:27

Re: [WIP] Sterownik akwarium DIY

Postautor: Kuro » 7 marca 12, 18:39

Prawda prawda ;) Choć myślę, że jeśli bym robił nawożenie, to raczej na pompkach perystaltycznych - są dużo dokładniejsze, a można tak na prawdę bez problemu sobie taką zrobić ;)

Na uczelni miałem akurat zajęcia z taką pompą, muszę zapytać z czego była robiona rurka do niej, bo wyglądała na 'zwykła na metry' ;)

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 2 gości