Progetto automatizzazione mini serra

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Ciao a tutti!
Sono appassionato di piante tropicali e ho convertito una piccola vetrina Ikea in serra da interno, con luci led di crescimento.
Ora, il mio progetto è quello di automatizzare la serra tramite Arduino, controllando umidità, temperatura, accensione e spegnimento luci e un piccolo ventilatore.
Da qualche settimana sto facendo ricerche su che tipo di componenti utilizzare e come montare il tutto, ma dato che sono molto principiante, vorrei un parere sulla fattibilità del progetto e consigli sui componenti.
Riguardo alla programmazione, sto seguendo un corso e questo progetto servirebbe per mettere in pratica ciò che sto imparando.

Vorrei precisare che ho cercato sul forum progetti simili a questo e ho già risolto un paio di dubbi che avevo, ma non ho trovato nulla di simile a ciò che voglio realizzare.

La mia idea consiste nella realizzazione di una centralina elettronica basata su Arduino Nano Every per il monitoraggio e il controllo automatico del microclima.

La centralina rileva continuamente temperatura e umidità relativa tramite un sensore SHT31, visualizzando i dati su un display OLED insieme all'ora fornita da un modulo RTC DS3231.
In base alle soglie impostate, il sistema controlla automaticamente una ventola di ricircolo per mantenere l'umidità entro i valori desiderati.

Le barre LED vengono gestite tramite un relè e possono essere programmate per l'accensione e lo spegnimento secondo un fotoperiodo configurabile.
Tutti i parametri della centralina sono modificabili attraverso un encoder rotativo con pulsante e vengono memorizzati nella memoria non volatile del microcontrollore, così da essere mantenuti anche in caso di interruzione dell'alimentazione.

Per aumentare l'affidabilità in un ambiente ad alta umidità, tutta l'elettronica è installata all'esterno della vetrina, mentre all'interno sono presenti esclusivamente il sensore SHT31 e la ventola.
L'alimentazione della centralina è ottenuta mediante un alimentatore 230 V AC / 5 V DC, mentre le barre LED sono alimentate direttamente dalla rete elettrica attraverso il relè di comando.

Sarebbe oltretutto ideale poter installare una presa elettrica femmina sul sistema, di modo da non dover modificare il cavo di alimentazione delle luci.

Di seguito pubblico l'elenco dei componenti:

  • Arduino Nano Every
  • Sensore SHT31 I²C (breakout board)
  • Modulo RTC DS3231 con batteria CR2032
  • Display OLED 1,3" 128×64 I²C (SH1106)
  • Encoder rotativo KY-040 con pulsante
  • Modulo MOSFET logic level per Arduino
  • Ventola 5 V da 80 mm (Noctua NF-A8 5V o equivalente)
  • Relè Finder serie 40.52 con bobina 5 V oppure 1 × modulo relè 5 V optoisolato di qualità con relè Finder/Omron
  • Alimentatore AC/DC Mean Well IRM-15-5 (5 V, 3 A) oppure IRM-20-5 (5 V, 4 A)
  • Interruttore generale illuminato 230 V
  • Portafusibile da pannello
  • Fusibile ritardato 1 A
  • Presa Schuko da pannello per collegare le barre LED Niello

Piu ovviamente connettori, viti, breadboard e cavetti vari.

Sono aperto a qualsiasi domanda, suggerimento, critica e commenti!
Grazie mille per l'interesse e l'aiuto.

gpb01 2

... non ho ben capito questo punto ... sono barre LED alimentate a 230V?

Per evitare problemi, incomprensioni e chiusure della discussione, porto la tua attenzione sul nostro REGOLAMENTO ed, in particolare, sul punto 15 e suoi sottopunti.

Grazie,

Guglielmo

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... non ho ben capito questo punto ... sono barre LED alimentate a 230V?

Per evitare problemi, incomprensioni e chiusure della discussione, porto la tua attenzione sul nostro REGOLAMENTO ed, in particolare, sul punto 15 e suoi sottopunti.

Ciao Guglielmo, grazie, ho letto il regolamento prima di creare il post e non voglio infrangere nessuna regola. Vorrei solo capire se è una cosa fattibile, dato che l'idea è quella di poter controllare tutto attraverso Arduino.

Per spiegarmi meglio, ora le barre led sono collegate a una presa di corrente e controllate con un temporizzatore.
Vorrei sapere se è possibile montare una presa femmina sulla centralina, con le relative protezioni e controllata da un relè, cui poter connettere il cavo delle luci, per avere un solo alimentatore.
Nel caso non sia possibile o non consigliabile, come fare per controllare l'accensione e spegnimento delle luci con il processatore.
Ho realizzato personalmente l'installazione elettrica di casa e so maneggiare in sicurezza i circuiti a bassa tensione.

Spero di aver chiarito i dubbi.

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Devi trovare un dispositivo con una spina, una presa e un comando a bassa tensione, una specie di relè inscatolato. Di una cosa simile si può parlare.

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Ciao Datman, intendi un relè industriale o un modulo relè a spina SELV?
So cosa sono ma non ne ho mai usato uno, come andrebbero collegati nel circuito?

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  1. Metti un link alle esatte strisce led che hai.
  2. Esistono rele pilotati coi 5V di arduino ma interrompono poi la 220VA e qui non ne possiamo parlare (se ti fai male con la 220VA ne va di mezzo il forum, anche se sei esperto).
    Però si possono anche pilotare i 5V.

Se ho capito bene le striscie led sono collegate ad un trasformatore da 220VA a 5VC e quindi usano la 5V. Quel filo a 5V lo puoi pilotare tagliare e poi pilotare con Arduino in base alle temperature rilevate.

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Capisco, no, non voglio assolutamente creare nessun tipo di problema.
Le barre led (Niello T5-S420) funzionano con 230V e hanno l'alimentatore direttamente integrato nella barra, da li il mio dubbio sul fatto si potessero controllare tramite il circuito Arduino.
In questo caso scarto questa opzione e le lascio separate, continuando a controllare l'accensione e spegnimento con il timer collegato alla presa.
Grazie per i chiarimenti, modificherò il progetto e pubblicherò gli aggiornamenti!

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Breadboard solo per le prove, un circuito definitivo va saldato.

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Il fatto che interrompono la tensione di rete non è un problema. Il problema è che non sono dispositivi pronti con spina e presa, isolati, intrinsecamente sicuri.

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Ci sono le spine/prese "cosiddette intelligenti", tipo ad esempio la TY1936 o la TY1910 della LINQ , o quelle della Tuya o della Sonoff, e roba simile, ma purtroppo sono quasi tutte wifi, da comandare con il cell ... bisognerebbe trovarne ancora del tipo vecchio, quelle che comandavi con un semplice telecomandino RF, cosi si potrebbe pilotare il telecomandino con delle uscite digitali

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Shelly Plug PM ha webserver locale. Puoi inviare un semplice comando GET da Arduino / Esp per azionare rele', impostare timer ecc.
Anche controllo via app e monitoraggio di consumo puo' essere utile.

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Si

Ma come infrastruttura tecnologica non è la stessa cosa di un paio di moduli hc11 o hc12 che accendi alla bisogna e non richiedono null'altro

Oltre a consumare un'inezia

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@monosabio non ha nemmeno chiesto soluzione senza fili.
Obiettivo con "Shelly" era controllo 230VAC con dispositivo certificato via arduino rispettando regolamento di forum.

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Ciao, intanto grazie a tutti per l'interessamento.
Sto revisionando il progetto ed è effettivamente molto più semplice ed efficace controllare solo umidità, temperatura e accensione/spegnimento ventole.
Come dice @kmin, non voglio controllare tramite app, anche perché non ho il wifi in casa, preferisco gestire i parametri manualmente tramite schermo e encoder rotativo.
Avevo scelto Arduino Nano Every per via della potenza e maggior memoria, ha senso continuare con questo o Arduino uno è sufficiente?

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Arduino uno è sufficiente, o meglio ti consiglio il suo fratello maggiore mega2560 che come programmazione e uguale ma ha molte più I/O e hardware e tu ne hai bisogno

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Grazie, Ho cercato informazioni su Arduino Mega2560 e mi sembra molto piu potente di quello di cui ho bisogno, la serra è piccola e alla fine devo solo monitorare umidità/temperatura e controllare due ventole.

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Approfittando della mattinata libera, ho fatto un po' di ricerche per cercare di semplificare il progetto (mi sono fatto aiutare un pochino da chatgpt, anche se non ne vado fiero), e questa è in teoria la lista dei componenti che andrei a utilizzare:

  • Arduino Nano ESP32
  • Schermo OLED 1.3" SH1106 128×64 I²C
  • Encoder rotativo KY-040
    1 × Sensore temperatura/umidità SHT31
    1 × Convertitore DC-DC XL4015 5 A
    1 × Alimentatore 12V / 2A
    2 × Ventole Arctic P12 PWM PST 120 mm 12V 4pin

Per controllare le ventole:

  • Modulo MOSFET IRLZ44N (entrata 3,3V/uscita 12V)
    (Piu ovviamente fusibile, cavi e connettori vari ecc)

Il montaggio mi sembra relativamente semplice, l'unica cosa che non capisco bene è se posso controllare anche la velocità delle ventole con il MOSFET o solo l'accensione e spegnimento.

Chiedo venia per gli eventuali errori o inesattezze, sto facendo il possibile per imparare.

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Il mosfet con quella ventola non ti serve. Si tratta di ventole 4 pin (12V, GND, PWM. TICK), con un segnale PWM minore del 5% la ventola non gira e la corrente assorbita è irrisoria. Tuttavia non puoi usare analogWrite() su MEGA, UNO, nano ecc perché il segnale PWM deve avere una frequenza superiore a 10Khz. Mentre con ESP32 puoi configurare la frequenza del PWM e usare analogWrite() oppure le api di ESP32,

Il segnale TICK, fornisce degli impulsi per giro credo almeno 1 impulso per giro, pin da collegare ad un ingresso sotto interrupt per contare il numero di impulsi al minuto così da ricavare il valore RPM.

Sull'ingresso PWM collega un resistenza da 47-100 Kohm per evitare di fare girare le ventole alla massima velocità quando il pin di uscita PWM si trova ad alta impedenza cioè durante il boot della ESP32.

Datasheet della ventola: https://www.arctic.de/media/8c/5d/bd/1693305992/Spec_Sheet_P12_PWM_EN.pdf

Manca purtroppo la frequenza PWM. La dovrai trovare sperimentalmente.

Ciao.

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Lo irls44n non satura per 3,3volt

Per molto bassi carichi potrebbe andare

Ma aspettiamo che passi il "demone del silicio", Sua Demoneria Siliconica Etem

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Sai che quando mi evocate, dovete mettere anche l'apposito jingle, senno' rischio che non vi sento :rofl:

Si, per pilotarli a 3.3V, servono mosfet logic-level, ma ormai ce ne sono talmente tanti che c'e' solo l'imbarazzo della scelta.

Se vanno bene SMD, si possono usare ad esempio DMT6009LK3 , oppure RM50N60DF , o altri simili (le portate alte in Ampere, non sono perche' servono davvero, ma solo perche' di solito i mosfet con portate piu alte hanno RdsON piu basse, causano minore caduta di tensione sul mosfet e minore dissipazione in calore dello stesso) ... se invece si preferisce il tipo a fori passanti, c'e' un po meno scelta, ma anche fra quelli ci sono dei buoni mosfet, ad esempio, STP200N3LL , oppure DMNH45M7SCT , o simili.