Aeroponico V3: controllato da Arduino

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Negli ultimi due mesi stavo costruendo una nuova versione del mio sistema di controllo aeroponico. Questa volta ho abbandonato Raspberry Pi e sono passato ad Arduino. Uno dei motivi per passare ad Arduino è che è un microcontrollore e non ha un sistema operativo. Quindi il sistema non si bloccherà in caso di interruzioni di corrente. Raspberry pi d'altro canto esegue Linux e con frequenti interruzioni di corrente potrebbe corrompere il sistema operativo. Il nuovo sistema ha tutte le funzionalità della vecchia versione, più alcune funzionalità aggiuntive.

Ho deciso di utilizzare Arduino Nano, ma per il mio sviluppo ho utilizzato cloni economici che mi sono costati circa 200 INR (≈3 USD). Il nano ha un ingombro ridotto e può essere collegato a un PCB. Ho progettato anche un PCB per tenere insieme tutti i pezzi, che vedremo tra poco.

Ho seguito diverse iterazioni di progettazione PCB, inizialmente iniziando con i moduli relè integrati, successivamente ho deciso di rimuovere i moduli relè integrati e collegare moduli relè esterni. Ho utilizzato relè esterni perché sono facili da sostituire se si bruciano o se è necessaria una pompa dell'acqua con una corrente nominale diversa.

Applicazione mobile: Proprio come la versione precedente ho creato un'app Android per controllare il sistema, ma questa volta ho scritto un'app nativa. In precedenza, ho utilizzato Cordova per creare l'app.

Comunicazione: L'app mobile e Arduino comunicano tramite Bluetooth. Per questo ho utilizzato un modulo Bluetooth HC-06, ma per semplicità non ho incluso un modulo WiFi. Forse in una versione successiva posso includere il WiFi oppure posso usare Arduino MKR1000, che ha il WiFi integrato.

Energia: Il sistema funziona a 12 V CC. La scheda può essere alimentata in due modi diversi, collegando un adattatore di alimentazione da 12 V con un jack standard da 2,1 mm o utilizzando un convertitore CC e fornendo alimentazione tramite un normale terminale a vite.

Controllo della pompa dell'acqua : Una delle parti cruciali di un sistema idroponico/aeroponico è il ciclo dell'acqua a intervalli periodici. Una pompa dell'acqua viene utilizzata per far circolare l'acqua. Il controller dovrebbe essere in grado di accendere il motore a intervalli regolari e mantenerlo acceso per un periodo preconfigurato, ad esempio il motore dovrebbe funzionare ogni 30 minuti per un periodo di 3 minuti. Queste impostazioni possono essere configurate dall'applicazione mobile.

Alimentatore di nutrienti: In aeroponico/idroponico i fertilizzanti (chiamati nutrienti) vengono miscelati nell'acqua. Normalmente dovremmo aggiungerlo manualmente, il sistema tuttavia utilizza due pompe dosatrici per aggiungere i nutrienti che possono essere attivati ​​in due modi, tramite l'app mobile o premendo manualmente un pulsante. Tramite l'app mobile possiamo specificare il rapporto in ml tra nutrienti e acqua per la miscela.

Miscelatore di nutrienti:Usa un piccolo generatore di onde per mescolare i nutrienti mentre li aggiungi.

Mantenere il livello dell'acqua nel serbatoio: È importante non lasciare che la pompa dell'acqua funzioni a secco poiché ciò ti garantirà praticamente di doverne acquistare una nuova. Per questo motivo ho utilizzato i sensori di livello dell'acqua nell'ultima versione per monitorare il livello dell'acqua. Il sistema utilizza un'elettrovalvola collegata a una fonte d'acqua. Quando il livello dell'acqua scende al di sotto di un certo livello, la valvola si attiva e inizia a riempire il serbatoio. Una volta che l'acqua raggiunge un certo livello, la valvola viene nuovamente chiusa.

Ho passato molto tempo a progettare la scheda e ne è venuta fuori una molto semplice con moduli relè esterni collegabili. Sono nuovo nel mondo dei PCB e dell'elettronica e ho dovuto passare le notti ad assemblare il sistema su una breadboard per vedere come si sarebbe comportato ciascuno dei componenti. Per me programmare è facile, ma giocare con i componenti elettronici no. Alla fine mi è venuta in mente una progettazione della scheda. Il compito successivo è stato trovare un produttore per la scheda prototipo. Ho contattato diversi fornitori e alcuni non hanno mai risposto. Alla fine, ho scelto Protocircuits per produrre il PCB.

Protocircuits ha prodotto per me una bellissima scheda. Ho inciso diverse tavole a casa, ma questa è stata fantastica. Ho passato un'altra notte a saldare i componenti alla scheda, guarda la scheda assemblata di seguito: