[수경재배기 자동 컨트롤러 제작] 5. 수경재배기 자동 컨트롤러 H/W 사양 및 제작

이번에는 수경재배기 자동 컨트롤러 H/W 사양 및 제작에 대해서 포스팅 해 봅니다.

 

이전에 포스팅한  모 중국업체에 의뢰한 PCB를 베이스로

(사실, 연습삼아 대충 그적거려서 의뢰한 거라, 부족한 면이 좀 많음)

 

대략 들어간 재료는

컨트롤 박스

SMPS: 12V 16A (200W)

저항 : 100k, 30k옴 각 1EA

다이오드: 1N4007 1EA

USB커넥터 1EA

12V ▶ 5V 강압모듈: XL4015

Relay: 8ch

LED 메탈 푸시 스위치 12V(LED: 5V)

220V 차단기

1구 콘센트 2EA(워터 펌프 및 산소(아마?)그외 용도)

전선 및 압착단자, 헤더핀, 점퍼(암), 터미널 단자 등.

 

라즈베리파이 제로 W(혹은 WH)

양액 온도 센서: DS18B20(터미널 모듈 포함) 1EA

온도. 습도 센서: DHT22(case 포함)

비접촉 수위센서: XKC-Y25-NPN(5~12V)

7인치 터치 스크린(1028X600)(HDMI방식)(틀 포함)

USB ▶ Micro usb 변환 케이블 1EA

 

뭐.... 대략 재료는 이정도 들어간 듯.

 

자금 압박으로 인하여

최대한 집에 짱박혀 있는 것들을 이용.

 

일단, 저항이나, 다이오드, 그리고 후에 비접촉 수위 센서에 사용할 LED,

라즈베리파이는 기존 집에 있는 걸로 사용.

 

전선, 압착단자 같은 건  집에 있는 거 사용하다 구입(최소한도)

그외는 구입(아마도?).

 

저항및 다이오드 같은 경우는

라즈베리파이를 물리적으로 전원 온/오프를 하기 위함으로

셧다운 후, 바로 전원이 차단되지 않기에

자동으로 전원 공급을 차단시켜 주는 역할을 함.

 

자세한건 아래사이트 참조

라즈베리파이용 safety shutdown 회로

 

하지만, SMPS에서는 계속 전원 공급이 된 상태이기에

추가로 220V 차단기를 설치

라즈베리파이가 먹통되어서 전원 on/off 리부팅 불가시

강제로 on/off 할 수 있게 함. 쿨부팅.

 

그리고 강압모듈은 SMPS에서 나오는 12V를 5V로 강압하여, 라즈베리 및 릴레이에 공급

릴레이는 첨에 외부전원 형식으로 하려고 했으나, 그냥 라즈베리 5V핀에다 연결.

 

릴레이는 8ch로 구성.

1ch는 라즈베리 전원 공급용으로 사용(위 사이트 참조).

2ch ~ 5ch는 기존에 사용 중인 수경재배기(4단) LED에 사용.

6ch는 비워둠(원래 팬하려다가 그냥 비워둠)

7ch 물펌프 (기존 수경재배기 양액통에 사용하고 있는 물펌프 사용(AC 220V)

8ch 산소공급기(원래는 양액 냉각 및 히팅용으로 하려다가,

그냥 비워두기 그렇고 해서 만약을 위해서 그냥 해둠)

(예전 어항에 물고기 키우 때 사용하던 산소공급기,

후에 담액식 수경재배로 사용하다가

박막식으로 바꾼뒤 여름철에 사용하고 있음.)

 

여기서 현타옴.

어짜피 외부도 아니고  집안에서 하는 거고

외부보다 온도 영향을 덜 받기도 하고

양액도 EC, PH 센서 로 구상하려고 하다가

내 경험상

EC나 PH로 측정하면서 하는 거 보다

그냥 물푸레같은거 배율 참조하면서

그냥 물갈이 하는게 더 편하기에

빼버림(현실 자금과 타협)

 

기존에 만들어서 사용한 박막식 수경재배기 (4단) 이긴 한데...

맨 윗칸이 LED 높이가 그렇게 높지 않음.

3단으로 그냥 사용 중. 맨 윗칸은 대비용.

집이 1층이라

집 내부에 햇볕이 거의 안 들어옴.

반 지하만 아닐 뿐이지

반 지하랑 마찬가지임.

영화 기생충 집 보다 나은 건 반지하가 아니라

1층이라는 거 말곤 뭐가 나은지 모르겠음.

결국 햇볕 하나도 없이 LED의존 100%로 가동.

저 사진은 한 차례 휩쓸고 간 사진임 ㅎㅎ.

수경재배 컨트롤러에 연결하여 테스트 중.

(비 접촉 수위센서 제외)

사진상에있는 비 접촉 수위센서는 전에 사용하던 

그대로 독립적으로 작동함.

아마 이 센서는 라즈베리 유무와 상관없이

기존 그대로 독립적으로 작동하게 놔둘듯.

 양액통에 은박지로 덮어 씌워놨는데

비접촉 수위센서 장착시

은박지 위에 달아놓으면 인식이 안 되니

반드시 장착할 부위에 은박지 제거후 장착.

 

귀찮은 것도 있고, 라즈베리파이 맛탱이가서 제어가 안되어도

수위센서는 정상적으로 작동되는게 뭔가 안심이 되는 거 같기도 하고.

해서 그냥 독립적으로 놔둠.

사실 귀찮은 게 더 큼.

 

UI 따위는 개나 줬기에 UI부분은 신경 안 썼음.

후에 디자인에 신경 좀...

근데 원래 UI에 관심이 없어서리...

파이썬이라는 언어도 이거 하면서 첨 다뤄본거라

그냥 대충 타 언어에 사용하던 문법 같은 거 때려 맞춰 넣거나

인터넷에 있는 레퍼런스 등을 참조.

필자는 예전에 주로 사용하던 언어가 초반엔 GW-Basic, 후에 VB6.0이었으나

.net으로 넘어가 VB6.0으로 짠 소스를 병신으로 맹글어 놔서 맨붕와서 .net 때려침

그리곤 뭐 언어 같은거 만져본 역사는 없음.

 

극혐은 포트란이랑 코볼... 

그때 당시 컬럼수 진짜 극혐.

차라리 TC, C++을 가지고 노는게 편했을 정도.

 

일정시간 지나면 액정이 꺼지는데..

정확히 말하자면 꺼지는게 아니라

스크린세이버 처럼 화면이 검게 되는 것 뿐.

조명 끄고 보면 백라이트가 계속 켜져있는 걸 알 수 있음.

라즈베리 파이로 제어할 수 있으나

문제는 라즈베리 파이로 제어하면

터치를 해도 화면이 안 돌아온다는 점.

그래서 터치패널뒤에 전원 스위치(밝기5단계 조절가능)로

적당한 밝기로 해서 그냥 냅둠.

 

내부 모습.

 

라즈베리파이 제로 W(혹은 WH) 및 7인치 터치 스크린

방열판 안 달아도 크게 문제가 없으나, 그냥 남아돌길래 달아 붙임

원래는 라즈베리 3b+용 알루미늄 방열판인가 그런듯.

 

8ch 릴레이 왼편에 12V ▶ 5V 강압 모듈인데

저기도 구입할 때 딸려있던 방열판을 붙임.

 

설치할 때 주의 사항이 있는데

연결하여 전원 공급하기전에

반드시

연결하기전에 강압기 셋팅 부터 해야 함.

안 그럼 잘못하다간 사요나라 할 수도 있음.

먼저 강압기 까지만 전원 연결한 후 

강압기 출력부분에 테스트로 찍으면서 일자드라이브 같은 걸로

가변저항을 돌려가면서 5V로 맞춘뒤 설치.

 

저기 보이는 전기 테이프나 망은

그냥 필요없어서 붙여 놓은 것임.

망은 박스 주문할 때 잘 못 주문해서 그렇게 된 것임. ㅎㅎ

 

PCB 설계도 약간의 실수가 있어서

좀 잘못 된 것도 있기도 하고.

(대충 전선으로 처리 했지만.)

 

내가 봐도 좀 어수선 하군.

 

24시간, 2주 정도 테스트 결과

아직까진 별 문제는 없음.

 

테스트기간동안

모든 센서나 연결된 기기들을 다 가동.

(LED같은 경우는 밝기 MAX)

(기존 사용 중인 LED 컨트롤러 장착으로

하드웨어적으로 언제든지 수동으로 끌 수 있음)

 

최대 전류 테스트라고 보면 될듯.