Автоматичний контролер температури та вологості для домашніх тварин на базі Arduino

Джек і Хосе, пара прекрасних хом’яків, жили зі мною більше 100 днів і ночей. Їхня м’яка і біла шерсть приносила мені спокій і тепло, особливо під час програмування зимовими вечорами.

Але минулого тижня сталася трагедія. Холодне повітря прийшло з Сибіру, і в Шеньчжені різко знизилася температура і вологість. Така погода тривала 10 днів. Температура трималася на рівні 10 градусів, і я сильно замерзав щодня. Однак сталося страшне: Джек і Хосе, вони покинули мене назавжди…

Це був сумний полудень. Після їхніх похорон, дорогою додому, у мене з’явилася нова ідея: я повинен зробити будиночок з теплими підлогами та системою кондиціонування повітря для моїх майбутніх нових друзів.

Крок 1: Підготовка модулів

Як спеціаліст з розробки програмного забезпечення, я не дуже добре розбираюся в апаратних засобах. Тому я вирішив застосувати найбільш зручну для використання платформу - Arduino.

Після пошуків в Інтернеті я вибрав наступні модулі:

1. Контролер Crowduino: сумісна платформа Arduino, з деякими оновленими функціями для зручності використання.
2. Датчик температури та вологості та резистор номіналом 4,7 кОм. Цей датчик мені потрібен для передачі контролеру поточних значень температури та вологості.
3. LCD шилд з кнопками. За допомогою даного LCD я зможу візуально контролювати поточну температуру та вологість.
4. 2-канальний релейний модуль. Оскільки модуль Ultrasonic Nebulizer використовує живлення більше 5 В, я використав релейний модуль для контролю включення/вимкнення Ultrasonic Nebulizer.
5. Модуль Ultrasonic Nebulizer для збільшення вологості повітря.
6. Шилд з гвинтовими клемами, цей шилд допомагає мені зручно з’єднувати проводи.
7. Теплова пластина: дана теплова пластина працює як обігрівач для будиночка домашніх улюбленців.
8. Декілька проводів.

В основному датчик температури та вологості передає дані про те, як холодно навколо, до контролера Crowduino. Якщо контролер Crowduino "вважає", що дуже холодно, тоді він підключає теплову пластину, щоб зігріти хом’яка або модуль ultrasonic nebulizer для початку кондиціювання повітря.

Крок 2: Вимірювання температури та вологості

Базове підключення всіх модулів (Crowduino, датчика температури, релейного модуля тощо) показано на малюнку вище.

Спочатку, підсоединіть датчик температури та вологості AM2302 до плати контролера Crowduino. Використовуючи проволочну перемичку, підключіть виводи живлення датчика AM2302 до виводів Vcc та GND контролера Crowduino, далі підключіть вивід “SIG” датчика AM2302 до A1 Crowduino.

Зверніть увагу, що необхідно встановити навантажувальний резистор 4,7 кОм між виводом “SIG” датчика AM230 та Vcc. Насправді ви можете знайти безліч інших модулів температури та вологості, в які вбудований навантажувальний резистор. У цьому випадку вам не потрібно додавати навантажувальний резистор самостійно, що спрощує подальшу збірку.

Крок 3: Підключіть реле до контролера Crowduino, для контролю модуля ultrasonic nebulizer та теплових пластин.

Підключіть виводи “IIN1” і “IN2” 2-канального релейного модуля до виводів A4 та A5 контролера Crowduino (або до шилду з гвинтовими клемами), далі підключіть живлення до релейного модуля за допомогою проволочних перемичок. Таким способом Crowduino може окремо контролювати 2 реле для включення/вимкнення живлення модуля ultrasonic nebulizer та теплових пластин.

І, нарешті, підключіть модуль ultrasonic nebulizer та теплові пластини до реле. Для модуля ultrasonic nebulizer, я обрізав його позитивний провід і підключив один його кінець до виводу “COM” реле1 (вивід посередині). Далі другий кінець я підключив до виводу ”NO” реле1. Для теплових пластин буде легше припаювати їх виводи до DC гнізда. Підключіть реле2 аналогічним способом, як для модуля ultrasonic nebulizer.

Після підключення основні апаратні засоби для нового будиночка хом’яків готові.

Для контролю поточної температури та вологості я додав до своєї системи LCD шилд з кнопками. Підключіть шилд з кнопками до шилду з гвинтовими клемами. Насправді, даний шилд є опціональним, оскільки не всім потрібне візуальне відображення поточних значень температури та вологості.

Крок 4: Завантаження програм в Crowduino

Завантажте нижче зазначену програму і відкрийте її на вашому Arduino IDE.

В даній програмі я встановив порогове значення температури величиною 9 градусів, а порогове значення вологості в значення 45. Тобто, коли температура, виміряна датчиком, нижче 9 градусів, контролер Crowduino буде контролювати релейний модуль для подачі живлення на теплові пластини, щоб обігрівати хом’яків; коли відносна вологість впаде нижче 45% включиться модуль ultrasonic nebulizer для збільшення вологості повітря.

Звичайно, якщо потрібно змінити порогове значення температури або вологості, просто змініть параметри "temLowTrigger" і "humLowTrigger" температури та вологості для включення теплової пластини і модуля ultrasonic nebulizer.

Крок 5: Тестування та установка

Коли система працює, поточні значення температури та вологості можна контролювати за допомогою LCD шилда з кнопками.

Помістіть теплову пластину на дно будиночка хом’яка. Також додайте трохи деревної муки, оскільки вона дозволяє зберігати тепло в будиночку і служить як ковдра. Теплова пластина буде активована, коли температура впаде нижче 9 градусів і залишиться ввімкненою до температури 40 градусів. Помістіть модуль ultrasonic nebulizer у воду на глибину близько 0,3 метра. Модуль активується, коли відносна вологість впаде нижче 45%.

Після тестування система працює чудово. Теплова пластина почне нагріватися, якщо температура низька, при цьому модуль ultrasonic nebulizer також почне працювати. При цьому буде мигати світлодіодний індикатор.

Я думаю, завдяки цій системі мій майбутній хом’як буде просто щасливий!

Оригінал статті