Prototipe phytolamps adaptif pada Arduino

Artikel ini akan dikhususkan untuk pembuatan lampu LED prototipe untuk penerangan tanaman. Tentu saja, ini bukan hanya lampu, kalau tidak mengapa menulis tentang itu di geektimes? Phytolamp dikendalikan menggunakan pengontrol Arduino dan memiliki sensor cahaya on-board (untuk kontrol kecerahan adaptif), driver LED untuk mengendalikan kecerahan menggunakan PWM, modul radio 433 Mhz, dan tentu saja bluetooth (karena semuanya menjadi lebih dingin dengan itu ...) untuk mengontrol dari ponsel Anda dari aplikasi Android yang dikembangkan. Saya juga akan membahas masalah pemasangan LED yang sesuai, catu daya dan bagaimana mereka menunjukkan diri selama 6 bulan beroperasi. Sejak awal ide, saya tertarik pada pertanyaan untuk menciptakan produksi skala kecil, tetapi lebih pada hal di bawah ini.

Sekarang cukup sering di jendela Moskow malam Anda dapat melihat cahaya ungu, yang dapat berarti 2 hal, baik pemilik apartemen adalah tukang kebun yang rajin atau tukang kebun yang tumbuh rami. Cahaya violet semacam itu disediakan oleh LED khusus yang digunakan untuk penerangan tanaman (ketika tidak ada cukup cahaya alami).

Datang, lihat, otomatis

Spektrum penyerapan cahaya pada tanaman yang lebih tinggi berkisar antara 350 hingga 900 nm. Proses pertumbuhan mengharuskan tanaman memiliki komposisi spektral cahaya yang berbeda, tetapi ada dua rentang yang paling banyak digunakan oleh tanaman. 440-470 nm cahaya yang dirasakan oleh mata sebagai biru. Mempengaruhi sistem vegetatif yang bertanggung jawab untuk pertumbuhan massa hijau, daun dan pucuk. Dan lampu merah 630 -670 nm, mempengaruhi sistem generatif tanaman. Berbunga, pematangan buah dan biji. Ini menyimpulkan perjalanan biologi kami dan melanjutkan ke bagian yang paling menarik.

Tujuan menciptakan phytolamp adalah paparan yang paling efektif untuk tanaman dengan cahaya di kisaran 440 - 470 nm dan 630 - 670 nm. Kombinasi biru dan merah inilah yang memberi cahaya ungu. Untuk tujuan ini, LED spektrum penuh dengan kekuatan 1W dan 3W dipilih. komposisi spektral yang disajikan pada gambar di bawah ini. (diagram dari situs web produsen LED).

Juga, untuk penerangan, LED 5050, 5630, 5730 dapat digunakan, tetapi efisiensi cahayanya lebih rendah karena penggunaan resistor pembatas dalam rangkaian. Juga, garis-garis tersebut dipanaskan lebih banyak. 1 W phyto-LEDs dari Aliexpress menunjukkan hasil terbaik (dalam hal pemanasan dan cahaya Lm), walaupun 3W digunakan dalam prototipe.

Jadi, apa yang bisa ditawarkan seseorang dengan gelar teknik dan waktu luang yang cukup untuk berkebun?

Kontroler Arduino nano dipasang di dalam kasing pada papan terukir.

Jika secara singkat, pengontrol mengontrol kecerahan LED yang menerima informasi tentang penerangan dari photoresistor yang dipasang pada rumah lampu.



Dengan demikian, kecerahan adaptif lampu tercapai. Demonstrasi ada di video.

/ * Paragraf rincian teknis dapat dilewati

Seluruh rangkaian didukung oleh catu daya 24V. Sekering 1 A dipasang di sisi 220V, daya disuplai ke LED melalui driver LDD-700H dengan arus keluaran 700 mA dan input peredupan yang mendukung PWM. Daya lampu 18 W, phytolamp memberikan penerangan 3000 lx pada jarak 20 cm. Perlu dicatat bahwa daya disuplai ke pengontrol melalui pengatur tegangan L7809C, yang mengurangi tegangan dari 24V dari catu daya ke 9V yang dapat diterima ke input Vin pengontrol. Dalam pengikat stabilizer tegangan ada 2 kapasitor dengan nilai nominal 0,33 μF pada input dan 0,1 μF pada output, ini dilakukan untuk menyaring lonjakan tegangan dan memungkinkan untuk mengurangi pemanasan stabilizer. Resistor R3 = 1kΩ, R4 = 2kΩ pada input modul Rx Bluetooth dirancang untuk mengurangi tegangan menjadi 3,3 volt. Resistor R1 = 10 kΩ bersama dengan photoresistor adalah pembagi tegangan dan memungkinkan Anda untuk mengukur perubahan tegangan (atau lebih tepatnya resistansi) pada photoresistor tergantung pada pencahayaan sekitar. Dan akhirnya, resistor R2 = 100 Ohm pada output 10 arduino dipasang untuk melindunginya. Output 10 mengontrol kecerahan lampu dan juga mematikannya ketika potensial nol diterapkan. * /

Sebuah papan diukir untuk merakit prototipe.



Penerima 433 MHz dipasang di rumah untuk mengontrol lampu dari remote control (jika tidak ada telepon) Dan tentu saja hal yang paling menarik adalah bahwa modul Bluetooth hc-05 dipasang di lampu, yang memungkinkan Anda untuk mengontrolnya menggunakan ponsel Android Anda dari aplikasi tertulis.



Saat ini, Anda dapat mengatur 3 mode operasi lampu:

• Inklusi
• Tidak aktif
• Kecerahan adaptif oleh photoresistor

Untuk memverifikasi hasil paparan, beberapa percobaan dilakukan dengan bibit.

Dalam satu pot, bibit disinari pada malam hari selama 3 jam.

Meringkas hasil antara, saya dapat memperhatikan bahwa LED 1W menunjukkan diri mereka yang terbaik (spektrum emisi yang diinginkan diperoleh melalui penggunaan fosfor yang diterapkan pada lensa). Dari lampu 12W saya mendapat iluminasi 4000 Lux pada jarak 15 cm. Untuk 5630 LED (perakitan pada garis LED merah dan biru) dengan kekuatan 16W, hanya 2000 Lux yang dicapai pada jarak 15 cm, phyto-LED 3W menunjukkan karakteristik yang serupa. Tentu saja, banyak tergantung pada kualitas LED.

Di masa depan, saya ingin membuat perubahan dalam spektrum cahaya sesuai dengan program yang telah ditentukan sebelumnya untuk berbagai pabrik di berbagai periode kehidupan mereka, ada juga ide untuk menambahkan penyiraman otomatis.

Seperti yang saya sebutkan ada ide untuk menciptakan produksi skala kecil, dari sudut pandang teknis, ditemukan pemasok LED dan rumah lampu, tetapi untuk perakitan peralatan listrik (termasuk lampu), sertifikat kesesuaian diperlukan. Dan mendapatkan sertifikat menyiratkan adanya produksi yang dapat diperiksa oleh pegawai negeri. Ternyata birokrasi lebih rumit daripada sirkuit dan pemrograman. Karena alasan ini, saya memutuskan untuk membuat gagasan itu tersedia untuk umum, walaupun saya tidak berpura-pura menjadi orisinal.

Dan pada akhirnya, video yang dijanjikan menunjukkan karya phytolamps. Anda dapat melihat kode untuk pengontrol aplikasi di situs web saya, tautannya ada di profil.

Ditambahkan 07/17/17

Dalam komentar, saya melihat pertanyaan tentang pemanasan LED dan pendinginannya. Pertanyaannya sangat menarik dan patut disebutkan. Saya menggunakan pendingin pasif, LED terpaku pada rumah logam dari lampu dengan lem penghantar panas. Ternyata sangat sulit untuk menyeimbangkan kekuatan lampu dan pemanasnya. Untuk 5630 LED, suhu batas untuk operasi normal adalah 40 C. (menurut produsen). Untuk LED daya tinggi, ini adalah suhu sekitar 60 C. Untuk catu daya tidak lebih dari 40 C. Garis-garis 5630 LED dipanaskan lebih banyak karena kerugian pada resistor (satu resistor per 3 LED). Dengan metode empiris, saya telah menghasilkan kombinasi optimal jumlah LED, ukuran lampu (permukaan hamburan) dan metode penempatan LED di dalam lampu. Suhu diperiksa dengan pirometer.