सौर ऊर्जा संचालित 'स्मार्ट' वाईफाई नियंत्रित सिंचाई प्रणाली: 6 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

यह परियोजना मानक DIY सौर और eBay से 12v भागों का उपयोग करती है, साथ ही शेली IoT उपकरणों और ओपनहैब में कुछ बुनियादी प्रोग्रामिंग के साथ एक घर का बना, पूरी तरह से सौर ऊर्जा संचालित, स्मार्ट गार्डन पावर ग्रिड और सिंचाई सेटअप बनाने के लिए।

सिस्टम हाइलाइट्स:

• पूरी तरह से सौर ऊर्जा संचालित प्रणाली (दिन और रात)
• 3 जोन सिंचाई प्रणाली (अधिक हो सकती है!)
• पूरी तरह से वाईफाई नियंत्रित, शेली RGBW2 उपकरणों का उपयोग करके Google होम/एलेक्सा एकीकरण के साथ
• 'स्मार्ट' सिंचाई, हाल ही में हुई बारिश की जांच के लिए मौसम एपीआई के लिंक के साथ स्वचालित जल प्रणाली का उपयोग करें।

यह डिजाइन क्यों?

1) मैं अपने सब्जी के बगीचे के लिए सिंचाई प्रणालियों को देख रहा था और पाया कि वे या तो बहुत महंगे थे, या कार्य में काफी सीमित थे (केवल एक नली के लिए निर्धारित समय पर चालू/बंद)।

2) मेरा बगीचा वास्तव में लंबा है और कोई बाहरी शक्ति नहीं है, इसलिए मेरे शेड से सौर ऊर्जा संचालित 12v उद्यान ग्रिड स्थापित करना एक मजेदार (और सुरक्षित!) विचार की तरह लग रहा था ताकि बगीचे के सभी छोर पर बिजली मिल सके)

3) मैं शेली उपकरणों और ओपनएचएबी के साथ खेल रहा हूं और सोचा कि यह देखना मजेदार होगा कि मैं क्या हासिल कर सकता हूं!

आपूर्ति

सौर प्रणाली:

• सौर पैनल (120W)
• बैटरी (130aH अवकाश बैटरी)
• सोलर चार्ज कंट्रोलर (30A)
• 12 वी स्टेबलाइजर
• केबल बिछाने

'स्मार्ट' सिंचाई प्रणाली:

• वाटरबट / पानी की आपूर्ति
• 12 वी डीसी पानी पंप
• 12v सोलेनॉइड वाल्व (3x = 1 प्रति सिंचाई क्षेत्र)
• पनरोक आवास
• सिंचाई नली, कनेक्टर्स और नली
• 5-कोर केबल
• शैली RGBW2

(+मानक आइटम जैसे उपकरण, केबल कनेक्टर, होसेस आदि। आवश्यकतानुसार!)

शेली ऐप का उपयोग करके परियोजना में कई कार्यों को पूरा करना संभव है, लेकिन सिंचाई पर अधिक उन्नत स्वचालन तर्क के लिए मैं ओपनएचएबी का उपयोग कर रहा हूं।

चरण 1: सौर प्रणाली सेटअप

यह कदम मेरे सेटअप की एक त्वरित व्याख्या है, DIY सौर प्रणाली को सर्वोत्तम तरीके से स्थापित करने के बारे में कई अच्छे मार्गदर्शक हैं और इस निर्देश का मुख्य उद्देश्य 'स्मार्ट' उद्यान ग्रिड और सिंचाई प्रणाली है! (यह चरण भी वैकल्पिक है, यदि आपके पास बिजली के स्रोत तक आसान पहुंच है और आप सौर का उपयोग नहीं करना चाहते हैं, तो आप एक मेन पावर्ड 12V ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से पूरे सिस्टम को पावर दे सकते हैं।)

मैंने 120W सौर पैनल (eBay या Amazon), 130aH अवकाश बैटरी (छोटी क्षमता का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन इस तरह के सौर मंडल के चक्र उपयोग के कारण सामान्य कार बैटरी पर एक अवकाश बैटरी का उपयोग करने की सलाह देते हैं) और 30A सौर चार्ज का उपयोग किया। नियंत्रण विभाग। आप एक छोटी एएमपी इकाई के लिए जा सकते हैं, लेकिन लागत अंतर बहुत कम है और 12 वी पर बिजली खींचने पर, एएमपीएस जल्द ही चढ़ सकता है!

सौर प्रणाली स्वयं वोल्टेज की एक श्रृंखला का उत्पादन करेगी (मेरे मॉडल के साथ प्रलेखन बैटरी चार्ज स्तर और सौर इनपुट के आधार पर 10.7V से 14.4V कहता है)। इस परियोजना में उपयोग किए जाने वाले शेली उपकरण यथोचित वोल्टेज संवेदनशील हैं और उन्हें स्थिर 12V आपूर्ति की आवश्यकता होती है। इसे प्राप्त करने के लिए आपको ईबे पर आसानी से उपलब्ध वोल्टेज स्टेबलाइजर की आवश्यकता होगी। मुझे 10A ले जाने में सक्षम 12V आउटपुट में 8V-40V इनपुट मिला। 10A सबसे बड़ा स्टेबलाइजर था जो मुझे इस वोल्टेज रेंज में मिल सकता था, इसलिए इस कनेक्शन के माध्यम से एक बार में केवल 10A ही ड्रा कर पाएगा। एक और 10A बिजली की आपूर्ति प्रदान करने के लिए बाद में एक दूसरे स्टेबलाइजर को कनेक्ट करना हमेशा संभव होता है।

मैंने अपने बगीचे की मेज पर एक त्वरित परीक्षण सेटअप किया ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सब कुछ स्थापित करने से पहले ठीक काम कर रहा था। मैंने सौर नियंत्रक के वोल्टेज आउटपुट की जाँच की और यह वास्तव में ~ 13.4V था। एक बार वोल्टेज स्टेबलाइजर कनेक्ट होने के बाद मैंने दोबारा जांच की और यह 12.2V था - शेली RGBW2 के लिए उपयुक्त और मैंने इसे कनेक्ट किया।

शेली तुरंत चालू हो गया और मैं इसे अपने वाईफाई में कॉन्फ़िगर करने में सक्षम था और इसकी प्रतिक्रिया का परीक्षण किया - मेरा पहला सौर ऊर्जा संचालित आईओटी डिवाइस!

एक बार जब यह सब परीक्षण और काम कर रहा था, तो मैंने सेटअप को अलग कर लिया और घटकों को पूर्ण स्थापना के लिए अपने बगीचे के शेड में स्थानांतरित कर दिया।

मैंने सौर पैनल को ४० डिग्री के कोण पर रखने के लिए एक बुनियादी फ्रेम बनाया है (मेरे स्थान पर ४० डिग्री ऊंचाई पर दक्षिण की ओर सबसे कुशल है - ऑनलाइन जांच करें, आपके स्थान के लिए सबसे अच्छा कोण प्राप्त करने के लिए कई कैलकुलेटर हैं!)

चरण 2: स्मार्ट सिंचाई - सिंचाई वाल्व आवास

स्वचालित स्मार्ट सिंचाई प्रणाली बनाने के लिए पहला कदम एक वाल्व नियंत्रण प्रणाली बनाना है।

इस परियोजना के लिए मैंने जिन वाल्वों का उपयोग किया है, वे बुनियादी हैं, सामान्य रूप से बंद, 12 वी डीसी, 1/2 "सोलेनॉइड वाल्व। ये ईबे से अपेक्षाकृत सस्ते में आसानी से प्राप्त किए जा सकते हैं। विभिन्न आयाम भी उपलब्ध हैं। मैंने 1/2" का उपयोग किया है क्योंकि कई अलग-अलग मानक हैं सिंचाई प्रणाली के घटक जिनका उपयोग इस आकार के वाल्व / ट्यूबिंग के साथ किया जा सकता है। वाल्व प्रत्येक तरफ एक मानक 1/2 "स्क्रू थ्रेड के साथ आते हैं, इसलिए आपको नली/सिंचाई टयूबिंग के प्रकार के अनुरूप उपयुक्त फिटिंग की आवश्यकता होगी जिसका आप उपयोग करना चाहते हैं।

चूंकि वाल्वों के विद्युत घटक जलरोधी नहीं होते हैं, इसलिए आपको जलरोधी आवास की आवश्यकता होती है। मैंने पाया कि श्नाइडर इलेक्ट्रिक 12-एंट्री जंक्शन बॉक्स (195x165x90 मिमी) उन 3 वाल्वों को फिट करने के लिए एकदम सही आकार था, जिनका मैं उपयोग करना चाहता था, साथ ही मेरे पास 12 मिमी सिंचाई नली के लिए एडेप्टर पर 1/2 स्क्रू।

मैं पानी के प्रवाह को क्षैतिज रूप से पूरे बॉक्स में चला रहा हूं, बिजली/नियंत्रण केबल जंक्शन बॉक्स के नीचे से मौसम के सबूत के माध्यम से प्रवेश कर रहा है।

चरण 3: स्मार्ट सिंचाई - वाल्वों को शेली RGBW2 नियंत्रक से जोड़ना

प्रत्येक वाल्व में 2 कुदाल टर्मिनल होते हैं। मैं जिन वाल्वों का उपयोग कर रहा हूं, उनमें कोई ध्रुवीयता अंतर नहीं है, इसलिए मैं सकारात्मक या नकारात्मक को किसी भी टर्मिनल से जोड़ सकता हूं। कोई शक्ति नहीं, वाल्व बंद है। पावर ऑन, वॉल्व खुला है।

(ध्यान दें, सिस्टम के इस हिस्से के निर्माण / परीक्षण के लिए, मैंने एक मानक 12V डीसी ट्रांसफार्मर (पुराना एलईडी ड्राइवर) का उपयोग किया है ताकि मुझे बगीचे में बाहर जाकर परीक्षण करने के लिए सौर ऊर्जा आपूर्ति से जुड़ना न पड़े। यह)।

उपयुक्त आकार के कुदाल कनेक्टर्स के साथ बॉक्स में आने वाले 5-कोर केबल से 3 केबलों को समाप्त करें। (उदाहरण फोटो में इसके लिए ब्राउन, ब्लैक और ग्रे का इस्तेमाल किया गया है)। एक केबल (तस्वीर में नीला) का उपयोग सामान्य + वी के रूप में किया जाएगा, इसलिए एक केबल को उपयुक्त मल्टी-केबल कनेक्टर में समाप्त करें (मैंने 5 टर्मिनल वागो 221 का उपयोग किया)।

शैली RGBW2 को 'व्हाइट' मोड पर सेट किया जाना चाहिए (शेल्ली कंट्रोल स्क्रीन में सेटिंग्स के तहत)। इसका प्रभावी रूप से मतलब है कि शेली 4 अलग 12 वी डीसी (डिमेबल) रिले के रूप में काम कर रहा है।

बिजली का स्रोत और शेली पानी से कहीं दूर एक सुरक्षित (सूखी) जगह पर होना चाहिए और 5 कोर केबल का उपयोग करके वाल्व हाउसिंग से जुड़ा कनेक्शन होना चाहिए (खदान लगभग 5 मीटर लंबा है, शेड से सब्जी पैच तक जा रहा है)। शेली मेरे शेड के अंदर एक छोटे से वेदरप्रूफ जंक्शन बॉक्स के अंदर है।

संलग्न आरेख के अनुसार बिजली कनेक्ट करें और इसे फोटो में कुछ ऐसा दिखना चाहिए। ध्यान दें, 5-टर्मिनल वागो पर अतिरिक्त केबल और स्थान पंप को जोड़ने के लिए हैं।

चरण 4: स्मार्ट सिंचाई: पंप को जोड़ना

अगला कदम पंप को जोड़ना है। अपने सेटअप के लिए, मैंने पंप को वाल्व हाउसिंग के माध्यम से जोड़ा क्योंकि मैंने शेड से बिजली निकालने के लिए मुख्य 5-कोर केबल का उपयोग किया था, लेकिन यदि आप अधिक सुविधाजनक हैं तो आप पंप को अलग से आसानी से कनेक्ट कर सकते हैं।

मैंने उच्चतम प्रवाह 12V पंप का उपयोग किया जो मुझे eBay (1000L/h) पर मिल सकता था, लेकिन कई विकल्प उपलब्ध हैं। (मेरे पास अब शेली आरजीबीडब्ल्यू 2 से जुड़े कई पंप हैं और पाया कि कुछ पंप केवल 100% पर चालू/बंद काम करते हैं, जबकि अन्य आप शेली डिमर फ़ंक्शन का उपयोग करके प्रवाह दर को नियंत्रित कर सकते हैं। सिंचाई प्रणाली के लिए यह महत्वपूर्ण नहीं है जैसा आप चाहते हैं ' max' प्रवाह, लेकिन यह पानी की सुविधा आदि के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है)।

ध्यान दें, सोलनॉइड वाल्व के विपरीत, पंप ध्रुवीयता के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसलिए आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि आप + ve और -ve आपूर्ति को सही तरीके से कनेक्ट करें।

एक बार यह पूरा हो जाने के बाद, पंप को प्रत्येक वाल्व के इनपुट से जोड़ा जाना चाहिए और प्रत्येक वाल्व बॉक्स से एक आउटलेट देता है (ताकि आप परीक्षण करते समय बॉक्स को बाढ़ न दें!)

आप शेली RGBW2 इंटरफ़ेस में वाल्वों को बिना किसी पानी के चालू/बंद करके उनका परीक्षण कर सकते हैं। जब वे खुले हों तो आपको बिजली की खपत ~ 10W तक जाती हुई दिखाई देनी चाहिए (सुनिश्चित करें कि चैनल चालू करने से पहले 'डिमर' 100% पर सेट है, उन्हें 100% के अलावा कुछ भी पसंद नहीं है!) यदि आपने शेली RGBW2 को वायरिंग आरेख में दिखाया है, तो चैनल 1-3 को वाल्व और चैनल 4 पंप को नियंत्रित करना चाहिए।

छवि मुझे पानी को चारों ओर फैलाने के लिए अपने स्नान में एक बाल्टी का उपयोग करके सिस्टम का परीक्षण दिखाती है (पंप बाल्टी में लाल चीज है)।

अंतिम छवि दिखाती है कि मैंने इस सेटअप को पानी की आपूर्ति के लिए अपने पानी के बट से कैसे जोड़ा है।

चरण 5: स्मार्ट सिंचाई: शेली RGBW2 को जोड़ना

सिस्टम से सभी केबलों को एक सूखे क्षेत्र में आने की जरूरत है (वाईफाई कनेक्टिविटी के साथ!) जहां शेली आरजीबीडब्ल्यू 2 को रखा जा सकता है।

वायरिंग डायग्राम के अनुसार केबलों को शेली से जोड़ा जाना चाहिए। मैं अपने सभी शेली उपकरणों पर एक स्थिर आईपी का उपयोग करने का विकल्प चुनता हूं क्योंकि यह आमतौर पर कनेक्ट को अधिक स्थिर बनाता है।

चरण 6: स्मार्ट सिंचाई: नियंत्रण प्रणाली

अब जबकि सिस्टम सेटअप हो गया है, ऐसे कई तरीके हैं जिनसे आप अपने सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए चुन सकते हैं और विभिन्न स्तरों पर आप इसे कैसे 'स्मार्ट' बनाना चाहते हैं!

बुनियादी: अपने सिस्टम को नियंत्रित करने का सबसे बुनियादी तरीका शेली ऐप और Google होम या एलेक्सा के साथ मूल एकीकरण है। ऐप में आप प्रत्येक चैनल (पंप, जोन 1, जोन 2 इत्यादि) के लिए मानक शेड्यूल सेट कर सकते हैं और यदि आप चाहें तो इन्हें वॉयस कंट्रोल से भी जोड़ सकते हैं।

अग्रिम: शैली ऐप आपको 'दृश्य' बनाने की भी अनुमति देता है, आप विभिन्न 'दृश्य' सेट कर सकते हैं जो दिन के अलग-अलग समय पर अलग-अलग पानी के पैटर्न के माध्यम से चलते हैं। ऐप के भीतर कई विकल्प हैं … रचनात्मक बनें!

वाकई स्मार्ट

मैंने फैसला किया कि मैं एक कदम आगे जाना चाहता हूं। मैं अपने घर में अधिकांश IoT उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए पहले से ही OpenHAB का उपयोग कर रहा हूं, इसलिए मैंने OpenHAB का उपयोग करके अपना स्वयं का सिंचाई प्रणाली नियंत्रण स्थापित किया है। यदि आप कुछ इसी तरह का सेटअप करना चाहते हैं, तो सहायता के लिए मैंने इस निर्देश में मूल.items.rules और.sitemap फ़ाइलें संलग्न की हैं।

कुल मिलाकर विशेषताएं:

• डैशबोर्ड पेज से पूर्ण स्वचालित और मैन्युअल नियंत्रण।
• गूगल होम इंटीग्रेशन - "हे गूगल, स्टार्ट इरीगेशन"। - वीडियो देखें।
• मौसम एकीकरण - मैं पिछले 24 घंटों की कुल वर्षा की जांच करने के लिए OpenWeatherMap API से जुड़ा हूं और यदि 10 मिमी से अधिक बारिश हुई है, तो सिंचाई चक्र स्वचालित रूप से नहीं चलता है
• सिंचाई प्रत्येक दिन एक निर्धारित समय पर हो सकती है, या सूर्यास्त/सूर्योदय आदि के साथ परिवर्तनशील हो सकती है।
• सिस्टम गणना करता है कि प्रत्येक सिंचाई चक्र के लिए कितना पानी उपयोग किया जाएगा (महत्वपूर्ण यदि आप पानी के बट का उपयोग कर रहे हैं तो मैं जैसे बारिश का पानी इकट्ठा कर रहा हूं!
• स्वचालित सिंचाई चलने पर आपको सचेत करने के लिए अपने फ़ोन पर सूचना पुश करें।