ESP32 Hydroponic System, DIY Hydroponics System using pH Sensor, EC, DS18B20, & A02YYUW Sensor

Summary

In diesem Video wird ein praktisches IoT-basiertes Hydroponiksystem mit einem ESP32-Board entwickelt. Es wird Schritt für Schritt gezeigt, wie Sensoren wie der pH-Sensor, EC-Sensor und Ultraschallsensor zusammen mit einem Blink-Dashboard und einer App zur Fernüberwachung integriert werden. Besonderes Augenmerk wird auf die Vermeidung von Erdungsschleifen durch analoge Signalisolatoren und die Kalibrierung der Sensoren gelegt. Der Entwickler demonstriert auch die Verwendung von NextPCB für die PCB-Produktion und -Montage und gibt wertvolle Tipps zur Optimierung der Kosten für Prototypen. Am Ende können die Werte der Sensoren auf einem Display und über die App angezeigt werden.

Takeaways

• 😀 Der ESP32 Wi-Fi- und Bluetooth-Entwicklungsboard wird in diesem IoT-basierten Hydrokultursystem verwendet.
• 😀 Der DFROBOT Gravity pH-Sensor V2 ist die verbesserte Version des pH-Messgeräts und funktioniert mit 3,3V und 5V Controllerboards.
• 😀 Zwei analoge Signalisolatoren werden verwendet, um Erdschleifen zwischen den pH- und EC-Sensoren zu vermeiden und genaue Messwerte zu gewährleisten.
• 😀 Eine Kalibrierung des pH-Sensors mit Pufferlösungen (pH 4 und pH 7) ist erforderlich, um genaue pH-Werte zu erhalten.
• 😀 Der Hydroponiksystem zeigt pH-Werte, TDS/EC-Werte und den Wasserstand auf einem SSD1306 LED-Display und über die Blink IoT-App an.
• 😀 Das System kann über die Blink-App weltweit überwacht werden, und Benachrichtigungen werden bei Überschreitung voreingestellter Werte versendet.
• 😀 Eine gefährliche Wechselstromverbindung wird mit einem Relais gesteuert, das bei Bedarf eingeschaltet wird, um eine Lampe zu aktivieren.
• 😀 Das ESP32-Board hat eine stabile Stromversorgung von 5V und 3,3V, die den Betrieb vieler Sensoren und Erweiterungsplatinen unterstützt.
• 😀 Die Erstellung und Bestellung einer eigenen Leiterplatte (PCB) für das System wird beschrieben, einschließlich der Verwendung von NextPCB für die Fertigung.
• 😀 Die Verwendung eines A02 UW wasserdichten Ultraschallsensors für die Distanzmessung wird als bessere Wahl gegenüber Laser-Distanzsensoren empfohlen.
• 😀 Ein detaillierter Schritt-für-Schritt-Prozess für die Einrichtung der Blink-Webanwendung und das Hochladen des Programms auf das ESP32-Board wird gegeben.

Q & A

Was ist das Ziel dieses Projekts?

Das Ziel dieses Projekts ist es, ein IoT-basiertes Hydroponiksystem mit verschiedenen Sensoren und dem ESP32-Board zu entwickeln, das über die Blink-App überwacht und gesteuert werden kann.

Welche Sensoren werden in diesem Hydroponiksystem verwendet?

In diesem System werden der DFRobot Gravity pH Sensor Kit V2, der EC-Sensor (Elektrische Leitfähigkeit), der DS18B20 Temperaturfühler, der A02YUW Ultraschallsensor sowie ein SSD1306 OLED-Display verwendet.

Warum wird der DFRobot Gravity pH Sensor Kit V2 verwendet?

Der DFRobot Gravity pH Sensor Kit V2 ist aufgrund seiner Kompatibilität mit 3,3V- und 5V-Controllerboards die bevorzugte Wahl. Zudem ist er einfach zu kalibrieren und liefert genaue pH-Werte.

Was sind die Bufferlösungen und warum sind sie wichtig?

Die Bufferlösungen (pH 4.0 und pH 7.0) sind notwendig, um den pH-Sensor korrekt zu kalibrieren. Sie stellen sicher, dass der Sensor genaue Messwerte liefert.

Was ist der Zweck der analogen Signal-Isolatoren?

Die analogen Signal-Isolatoren verhindern Erdungsschleifen zwischen den Sensoren, was zu ungenauen Messwerten führen könnte. Sie werden jeweils zwischen den pH- und EC-Sensoren eingesetzt.

Welche Sicherheitsvorkehrungen sind beim Arbeiten mit Wechselstrom erforderlich?

Es ist äußerst wichtig, beim Arbeiten mit Wechselstrom (110V oder 220V) sicherzustellen, dass keine direkten Kontakte mit den Relaiskontakten bestehen, da diese gefährlich sein können. Die richtige Sicherheitsausrüstung und Kenntnisse über elektrische Standards sind notwendig.

Wie wird die Kalibrierung des pH-Sensors durchgeführt?

Die Kalibrierung des pH-Sensors erfolgt durch Eintauchen des Sensors in die Bufferlösungen. Wenn der angezeigte Wert korrekt ist, ist der Sensor kalibriert. Andernfalls wird der Kalibrierungswert im Code angepasst, bis der angezeigte Wert übereinstimmt.

Warum wurde der ESP32 für dieses Projekt ausgewählt?

Der ESP32 wurde aufgrund seiner Vielseitigkeit, der 5V/3,3V-Stromversorgung und der Möglichkeit, einen 4G LTE-Modul anzuschließen, ausgewählt. Dies ermöglicht eine zuverlässige Kommunikation und erweiterte Funktionen, auch in Gebieten ohne WLAN.

Was sind die Vorteile der Verwendung des A02YUW Ultraschallsensors?

Der A02YUW Ultraschallsensor bietet eine größere Reichweite und höhere Genauigkeit im Vergleich zum T1120 Laser-Distanzsensor, der für präzise Messungen und Anwendungen auf Produktniveau besser geeignet ist.

Wie werden die PCB-Designs für das Hydroponiksystem erstellt?

Die PCBs werden mit EasyEDA entworfen, und vor der Bestellung werden die Design-Dateien auf Fehler überprüft. Dies erfolgt durch DFM-Analyse (Design for Manufacturing), um sicherzustellen, dass das Design fehlerfrei und für die Produktion geeignet ist.