把侏罗纪建在迷你热带温室里,养花还是养恐龙?随你!
TerraDome是一个用于种植植物和热带花卉的室内温室,呈圆顶八角形状。
Arduino Mega是该温室的驱动模块,通过不同的传感器和液晶显示屏 (LCD) 调节温度和照明。温室还有通往侏罗纪公园(或侏罗纪世界)的门,当温室温度过高时,门会敞开。
制作过程视频:
尺寸: 50 x 50 x 45 厘米
耗时:35小时(不包括研究时间)
工具:圆锯、粗齿锯、钻床、斜切锯、竖锯、琢美 (Dremel) 、手工具……
电子材料:
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Arduino Mega 2560
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植物用发光二极管 (LED) 照明TRU-PL-WR
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计时程序器Renkforce 1289404
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珐铔科技 (Fayalab) 光传感器801 NU0014
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Velleman VMA311 DHT11 温湿传感器
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恒流LED电源TRU-NETZTEIL-8W 700mA
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Velleman VMA203 LCD 模块和键盘(Arduino扩展板)
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2个迷你模拟伺服Modelcraft Y-3009
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交流 (AC) /直流电源 (DC) 230V 5V 3A 明纬 (Mean Well) RS-15-5
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Velleman VMA414 40-pin插线电缆
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2个继电器板5 V SMTRELAY02
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2个Velleman VMA307红绿蓝 (RGB) LED模块
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2个标准LED(橙色/蓝色) - 2个 LED 10 mm 变压整流器 (TRU) 组件
其他材料:
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中密度纤维板 (MDF)(中等)19mm和10mm
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2.5mm透明聚苯乙烯(软塑料)
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PC 80mm电源风扇
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爬行动物用加热垫220V 7W ChenRui
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喷漆、硬件……
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温室平面图、电子图、Arduino代码ZIP压缩包下载地址(拖至本文文末,点击阅读原文,下载)
第1步:Tinkercad 3D模型
我用Tinkercad绘制了Terradome 的3D模型。
我用了一个大八边形和一个穿了孔的小八边形,并把两者合为一体,仅保留边缘。窗户是透明的“盒子”。
第2步:木工
底座使用的是19毫米的MDF,其他部分的尺寸则为10毫米。
为了得到一个正八边形,我借助了一个网站(https://www.toutcalculer.com/geometrie/surface-octogone-regulier.php),只需在上面输入内切圆的半径(25厘米)就可以得到各边的长度(20.71厘米)。
我用圆锯切割轮廓,用竖锯切割内部。
我还用孔锯制作了一个直径8厘米的风扇孔。
第3步:窗户凹槽
我切割了厚度为木头厚度一半的凹槽用来安装窗户。所用工具是Dremel及其刨槽机附件 (335) 。
至于顶部倾斜的窗户,我使用的是刨槽机的三角形切割器。
我把刨槽机固定在工作台下,完成了所有的修边工作。
第4步:喷漆
我涂了一层木底漆,喷了两层灰漆。
第5步:切割窗户
窗户用的是2.5毫米厚的透明聚苯乙烯。它比玻璃更耐用,易于操作且透明美观。
我使用的切割工具是Dremel DSM20,其切口整齐,没有碎碴。
我测量了刀片到底座边缘的距离,在木板上画了两条线,并将这块木板用作切割所有窗户的参照。
第6步:底部
用透明硅胶粘合、密封窗户。
第7步:顶部
处理圆顶顶部时,我先粘合窗户底部,再用胶带将窗户固定住,然后加上顶部。
之后,为各边涂胶,再用水和肥皂抚平交接处。
第8步:通风
我修复了一个报废计算机电源上的风扇。
我用5V而非12V电压对其进行了测试,结果显示其速度虽低但足以满足需求。
我焊接了之后将藏于窗户密封条下的细白线,然后将风扇和风扇保护网拧到圆顶上。
第9步:其他
为了方便打开(例如在给植物浇水的时候),我在背面装了两个合页。
我钻了4个10毫米深的洞,然后切了4个塑料管作脚。
第10步:门
门的灵感来自侏罗纪世界(或侏罗纪公园)。
我用木片和夹板做了一块含2个伺服电机和2个LED的底座。
门由5毫米胶合板用木胶粘和而成。它们的打开角度为0到90度。
橙色和蓝色指示灯是模仿侏罗纪公园的大门。
第11步:电子:主要部件
制作主要部件时,我使用了一个回收盒,并切掉其中一部分用于安放显示器。
对本项目而言,Arduino Mega自然尺寸过大,但我用的是我手头的材料。Arduino Uno足矣。
Arduino的供电电压为5V,因此请确保你的电源适用,因为本项目不使用调节器!
显示器部分操作简单,因为它是一个扩展板,无需接线即可直接连接Arduino。
第12步:电子:嘀嗒糖 (Tic Tac) 部件
我在嘀嗒糖模块使用了测试铂滴,并在上面焊接了各个组件(温湿传感器、光传感器和2个RGB LED)。
如此一来,各个电源集中在一起,控制了电线的数量。
一切都在嘀嗒糖的盒子中进行。在温度传感器下方给盒子穿一个洞,并通过一排带Arduino引脚的电线与主要部件相连接。
第13步:电子:电源部分
电源部分(位于温室下方)包括:
· 1个230V -> 5V DC 3A电源,为所有低压组件供电
· 用于特殊LED植物照明的700mA恒流电源(如文档要求)。
· 2个继电器板,用于控制加热和照明 (220 V)
第14步:Arduino代码
我用了4个库(ZIP压缩包):
· LiquidCrystal.h:用于管理LCD显示屏
· RGBLED.h:用于2个RGB LED
· Servo.h:用于2个伺服电机
· PID_v1.h:用于比例-积分-微分 (PID) 温度控制
显示屏连续显示温度、湿度和光照水平(1到10)
+和-按钮(上、下)调节温度
<和>按钮(左、右)调节亮度阈值以触发照明
为防止出现问题,照明灯只能每60秒打开或关闭一次。
加热、通风和门由同一代码控制:
如果温度超过设定值2°C以上(除30/27°C):
· LED变蓝
· 停止加热
· 开门(由橙色/蓝色LED指示)
· 风扇转动
如果温度低于设定值2°C以上(除24/27°C):
· LED变红
· 开始加热
· 关门(由橙色/蓝色LED指示)
· 风扇停止
在其他情况下(除28/27°C)
· LED变绿
· 加热待机
· 门保持关闭
· 风扇保持停止
第15步:电子:加热和照明
顶部的LED灯带加速了植物的生长。由于光合作用所需的红光和蓝光比例很高,因此可以覆盖整个光谱,从而促进植物生长。
在加热方面,我使用了一种特殊的爬行动物7W加热垫,它散发的热量很温和。
因为我要通过电子设备调节温度,所以变阻器将被移除。
为了在夜间关闭系统,我使用了一个简单的计时程序器。
第16步:植物和装饰
我在互联网上订购了4种热带植物:
1. 绒斑姬凤梨 (Cryptanthus Bivittatus) - 地星
2. 网纹草 (Fittonia verschaffeltii) - 粉色和绿色
3. 心叶球兰 (Hoya Kerrii) - 心型植物
4. 虎斑秋海棠
它们目前还很小,我们要做的不仅仅是等待它们成长那么简单!
我用白色砾石和松树皮进行装饰。
当然,为了和主题契合,我还加上了恐龙和侏罗纪公园吉普车!
第17步:结束
完工!
第18步:纯属娱乐 ;)
用Arduino做的第一个恐龙孵化器!;)
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