开放式生长灯：可模拟任何纬度下的季节性光照条件/持续时间

这包括更大，更大，更高的植物生长区域，以及对更多照明的需求。

经过详尽的市场研究，我们无法找到想要的产品，于是开始自己设计这种新的设备。

从简单的可编程光源开始，到如今已发展成为功能全面的开源生长系统，您可以使用它来模拟任何所需纬度下的季节性光照条件/持续时间，并且还可以全年控制生长区域的湿度和温度。

这样，即使您冬天住在北京，也可以模拟广州的春季气候。

该系统已经过全面测试，性能比预期的还要好。

当然，作为开源，每个人都可以改善甚至扩展它。

好的，我承认是LED迷，任何具有明亮闪亮可编程发光二极管的项目都将引起我的关注。从我的Open Enigma到我们的Open DSKY，LED越多越好！那么256个（或在我们的Quad单元中为1024个）可独立编程的RGB LED（NeoPixels）又如何呢！

哦耶！那是有趣的部分！

但是，在当今世界上，LED的选择太多了，选择正确的解决方案可能会令人瞠目结舌。我们知道我们想要单独可寻址（NeoPixels）的LED，因此我们可以分别控制每个LED的亮度和颜色，以实现最大的灵活性。

我想要5 V电压以实现Arduino兼容性。

我尝试了不同密度的各种条带，直到现在我使用的柔性面板上为止。8 x 32面板是厨房柜台药草园的理想选择，而方形16 x 16则是较大面积的理想选择，而32 x 32 LED的四边形可以照亮更大的区域。

在构建单元时，您可以选择使用任何条形密度的Neopixel 5V RGB LED。它们不需要防水，但是它们有胶粘剂背衬，这在您的项目中可能会派上用场。只需记住告诉代码，即可控制这些Neopixel。

我们的第一个原型，只有一个带有Arduino Nano和RTC（实时时钟）的1602 LCD。这个概念证明它可以工作，我们将继续前进。但是，我们很快意识到我们需要一个更大的屏幕，一个温度传感器，一个湿度传感器和一个水泵。我们还添加了继电器来控制加热器电路和冷却设备。

这是我们的示意图。

如果您要构建基本单元，则可以使用Adafruit的全尺寸Perma原型板，但是，如果您需要完整的开放式生长系统，则需要一个更大的平台来容纳所有组件。

下面是主板（PCB）的物料清单：

• 1块2004 LCD
• 1个Mega2560 Pro Mini
• 3个按钮5mmx5mm
• 3 继电器5VDC
• 1 VA RTC + 2032电池
• 1个湿度传感器/探头
• 1个Dallas 18b20 Temp探针
• 1 Pot 10K 12.5毫米
• 3 IRF510
• 4 螺丝适配器x2
• 2 螺丝适配器x3
• 3 40母针
• 1 40公针
• 4个 470电阻
• 4个1K电阻
• 1个4.7K电阻
• 3个100K电阻
• 1个二极管IN4007
• 1个电容1000uF 16V

外壳内容的物料清单：

• 1256个Neo LED面板
• 1个电源LR550-5
• 1个AC插头/线带1A保险丝
• 1个5V风扇
• 1个5V水泵
• 1个水族管

如何连线：

• Neopixels在Pin3
• LCD在（4、5、9、8、7、6）; // rs，en，d4，d5，d6，d7
• 达拉斯温度传感器->P13
• 加热继电器在12
• 风扇继电器在11
• 上水泵10
• 簧片继电器（水分）在2上
• 按钮在A2
• 湿度传感器在A3

您可以预期所有这些组件的成本约为150美元或更多，具体取决于您从何处获得它们，但最终结果是室内植物和草药的生长加快了。非常值得！

请注意，水分传感器探头（如果留在24/7上）会崩解，并由于电解而无法关闭。

至少可以这么说，在Arduino中编写代码以使其适合Nano。

我们很快发现Nano内存不足以控制1024个Neopixels。

一旦我们升级到我们现在使用的Mega2560 Pro，这个问题就立即消失了。这样，我们便可以添加所需的所有功能。

我最喜欢的部分是全年模拟地球上任何纬度的季节。这需要创建全年的日出/日落表（存储在EEPROM中），用于导出您所在位置的日出/日落时间。

提示：任何纬度的日出和日落时间将落在北极圈和赤道之间。

您将需要3个不同的Arduino草图。

首先，您需要使用Arduino.cc上可用的EEprom_Clear代码将EEPROM中的所有位置都清零。

然后，您需要运行我们的DayLenghtSet INO文件，该文件将以所有365个日光持续时间加载EEPROM，以计算地球上任何地方的日出和日落所需的时间。

最后，您需要加载我们的生产代码，该代码可以运行该界面，控制光线并读取湿度传感器，并根据所需的湿度水平来启动/停止水泵。

如果您运行完整的Open Grow System，则将需要许多库：

• RTClib.h
• LiquidCrystal.h
• EEPROM.h
• Adafruit_NeoPixel.h
• OneWire.h
• DallasTemperature.h

注意：如电子部分所述，不停地轮询湿度传感器探头，如果保持24/7时避免电解，这一点很重要。我们对其进行了测试，如果一天24小时不间断，它将在1周内消失...

附件

• eeprom_clear.ino
• DayLengthSet.ino
• GrowLight2004_3_4_2021.ino

在设计过程的每次迭代中，我们都反复开发了外壳。从原始的1602 LCD准系统单元和原型板上的Arduino Nano单元到我们的第三代定制PCB上的最终Mega2560Pro，外壳都在不断改进。我们从仅用于LCD和大脑的3D打印盒开始，然后转移到整个组件的Lasercut外壳中。

当前的Lasercut外壳灵活，流线型，并提供了理想的视觉吸引力，同时将电子设备容纳在最小的空间中。必须特别考虑气流。

注意：每当您将水和电结合使用时，请务必小心并将这两个元素分开放置，这一点尤为重要。

附件

• STDgrowLightEnclosure3-4-21.dxf

   

• STDgrowLightEnclosure-4-21.dwg

在此过程中，我们需要一些自定义零件，因此我们只需对其进行简单设计和3D打印。

• 垫片
• 纽扣帽
• 管塞
• 等等。

当然，如果要构建多个单元，则需要PCB以获得可靠的可重复性。稍后对3 PCB进行修订，我们将提供功能齐全的印刷电路板。价格低廉，这将大大减少您的头痛和DIY时间！

如果您打算建立这个很棒的教育项目，但预算有限，那么仅此一项可能是您的最佳选择。

当然，如果您想进一步减少自己的DIY时间，您可以简单地从我们这里获取套件，该套件仅包含您要获取的组件，因为我们提供了多个级别的套件。

虽然确实可以通过购买（或已经拥有）一些单独的组件来节省一些钱，但是我们大量购买了这些组件，并保证我们发送给您的组件正是您所需要的组件，而不会让您感到头疼或头痛。做任何研究来寻找1个单位。

您阅读了整个指导书，并决定您希望其他人为您构建该套件，以便您可以专注于植物生长，而不是焊接和组装单元。还行吧。我们也为您服务。我们有各种组装/测试的单元。

从仅经过组装和测试的电子产品，到激光切割外壳（如果您希望自己做电子产品），到成套工具，再到完全组装和测试的产品。

这是作者网站：S&T GeoTronics (opengrowlight.com)