Arduino ile akvaryum otomasyonu, DS18B20 sensörüyle su sıcaklığını ölçüp ısıtıcıyı röle ya da SSR üzerinden açıp kapatan, DS3231 saat modülüyle LED aydınlatmayı ve yemlemeyi belirli saatlerde çalıştıran bir sistemdir. Isıtıcı 220V ile çalıştığı için güvenlik önlemleri projenin en önemli kısmıdır.
Bir akvaryumda su sıcaklığının sabit kalması, ışığın her gün aynı saatlerde yanıp sönmesi ve balıkların düzenli beslenmesi gerekir. Bu işleri bir Arduino üstlenebilir. Bu yazıda su sıcaklığı ölçümü, ısıtıcı kontrolü, zamanlı aydınlatma ve basit bir yemleme düzeneğini adım adım anlatıyoruz. 220V ile çalışan ısıtıcıya dokunan her adımda güvenlik uyarılarına uyun.
Akvaryum otomasyonu nedir?
Akvaryum otomasyonu, su sıcaklığı, aydınlatma, yemleme ve hava pompası gibi akvaryum işlerini sensörler ve zamanlayıcılar yardımıyla insan müdahalesi olmadan yürüten bir kontrol sistemidir. Hobi ölçeğinde bir Arduino, bir su geçirmez sıcaklık sensörü, bir saat modülü ve birkaç anahtarlama elemanı yeterlidir.
Hangi parçalar kullanılır?
Sistemin beyni olarak Arduino Uno R3 (CH340, USB kablolu) yeterlidir. Diğer parçalar ve görevleri aşağıdaki tabloda.
| Görev | Parça | Arduino bağlantısı |
|---|---|---|
| Su sıcaklığı | Su geçirmez DS18B20 | Tek veri pini + 4,7 kOhm pull-up |
| Saat | DS3231 RTC | I2C (A4, A5) |
| Isıtıcı (220V) | SSR-25DA katı hal rölesi | Dijital çıkış |
| 12V LED aydınlatma | IRF520 MOSFET kartı | PWM çıkışı |
| Yemleme | Servo motor | PWM çıkışı |
Su sıcaklığı DS18B20 ile nasıl ölçülür?
Su sıcaklığı, paslanmaz kılıflı su geçirmez DS18B20 dijital sıcaklık sensörü ile ölçülür. DS18B20 tek bir veri hattı (1-Wire) üzerinden dijital değer gönderir; veri hattı ile VCC arasına 4,7 kOhm bir direnç bağlanır. Üretici, -10 ile +85 °C arasında ±0,5 °C doğruluk verir; bu aralık akvaryum için yeterlidir. Sensör ailelerinin karşılaştırmasını sıcaklık sensörü nasıl çalışır yazısında bulabilirsiniz.
Arduino'da "OneWire" ve "DallasTemperature" kütüphaneleri kullanılır. Sensör kopuk ya da arızalıysa kütüphane -127 değerini döndürür. Kodunuz bu değeri gördüğünde ısıtıcıyı mutlaka kapatmalıdır; aksi halde sistem suyu soğuk sanıp ısıtıcıyı sürekli açık tutar.
Isıtıcı güvenli şekilde nasıl kontrol edilir?
Isıtıcı, girişi DC ile sürülen ve çıkışı AC yükü anahtarlayan bir katı hal rölesi (SSR) ya da uygun akım değerli bir röle ile kontrol edilir. SSR-25DA katı hal rölesi 3-32VDC girişle sürülür ve AC hattı sessizce anahtarlar. SSR'ın çalışma mantığını SSR katı hal rölesi yazısında anlattık.
Güvenlik uyarısı: 220V şebeke gerilimi öldürücü olabilir ve akvaryumda su ile elektrik bir aradadır. Bağlantıyı bilmiyorsanız yetkili bir elektrikçiye yaptırın. Aşağıdaki kurallara mutlaka uyun:
- Akvaryumu kaçak akım rölesi (30 mA) olan bir prizden besleyin.
- Tüm 220V bağlantıları kapalı, yalıtkan bir kutuda olsun; kutuyu suyun damlayamayacağı yere koyun.
- Isıtıcının kendi termostatını kaldırmayın; hedef sıcaklığın 1-2 °C üstüne ayarlayıp yedek koruma olarak bırakın.
- SSR'ı yük akımına göre seçin ve gerekiyorsa soğutucuya monte edin.
- Kabloları kesmeden önce fişi her zaman prizden çekin.
Kontrol mantığında histerezis kullanın. Örneğin hedef 25 °C ise ısıtıcıyı 24,5 °C altında açın, 25,5 °C üstünde kapatın. Ayrıca 28 °C gibi bir üst sınır koyup bu sınır aşılırsa ısıtıcıyı kapatıp bir uyarı (buzzer ya da LED) verin.
Aydınlatma DS3231 ile nasıl zamanlanır?
Işığın her gün aynı saatte yanması için saat bilgisini pilli bir RTC modülünden alırsınız. ChronoDot 2.0 DS3231 RTC modülü sıcaklık dengelemeli kristali sayesinde zamanı uzun süre doğru tutar ve elektrik kesildiğinde pille saymaya devam eder. Arduino'da "RTClib" kütüphanesi ile okunur.
12V LED aydınlatmayı IRF520 MOSFET sürücü kartı ile anahtarlayabilirsiniz. PWM kullanarak sabah ışığı yavaşça açıp akşam yavaşça kısmak balıkların ani ışık değişiminden ürkmesini azaltır. Işık kaynağı olarak 12V 3W mercekli gün ışığı LED modülü gibi modüller bir araya getirilebilir.
IRF520 tam iletime geçmek için genelde 5V'tan yüksek kapı gerilimi ister; 5V Arduino ile düşük akımlı LED'lerde çalışır, ama yük akımı arttıkça MOSFET ısınabilir. Isınma görürseniz akımı azaltın ya da lojik seviyeli bir MOSFET kartı seçin.
Yemleme ve hava pompası nasıl otomatik yapılır?
Basit bir otomatik yemleyici, bir servo motorun ucuna takılmış küçük yem kabının belirli saatlerde döndürülmesiyle yapılır. Tower Pro MG90S servo motor küçük bir kabı çevirmek için yeterlidir. Servo, kabı 0 dereceden 180 dereceye çevirip yemi suya döker ve geri döner. Servoyu Arduino'nun 5V pininden değil, ayrı bir 5V kaynaktan beslemek kartın yeniden başlamasını önler.
Hava pompası çoğunlukla sürekli çalışır; gece kapatmak isterseniz ısıtıcıdaki gibi bir SSR ya da röle kullanılır. Şebekeyle çalışan pompalar için de aynı 220V güvenlik kuralları geçerlidir.
Sistem adım adım nasıl kurulur?
- DS18B20'yi 5V, GND ve D2 pinine bağlayın; D2 ile 5V arasına 4,7 kOhm direnç koyun. Seri monitörde su sıcaklığını okuyun.
- DS3231'i SDA (A4) ve SCL (A5) pinlerine bağlayın, saati bir kez bilgisayar saatinden ayarlayın.
- LED'i MOSFET kartı üzerinden 12V adaptöre bağlayın ve PWM ile parlaklığı deneyin.
- SSR'ın DC girişini D7 ve GND'ye bağlayın. Isıtıcıyı bağlamadan önce SSR çıkışını bir lamba ile test edin.
- Servoyu D9'a bağlayıp yemleme hareketini kuru ortamda deneyin.
- Isıtıcıyı, yalnızca tüm 220V bağlantıları kapalı kutudayken ve kaçak akım korumalı hattan beslenirken devreye alın.
- Sistemi ilk günlerde düzenli bir termometreyle karşılaştırarak izleyin.
Sık sorulan sorular
DS18B20 su içinde uzun süre kalabilir mi?
Su geçirmez kılıflı DS18B20 su içinde kullanılmak için tasarlanmıştır. Yine de kablonun kılıfa girdiği nokta en zayıf yerdir; bu noktayı suyun dışında tutmak ömrü uzatır. Tuzlu su akvaryumlarında paslanmaz kılıf da zamanla etkilenebilir, bu yüzden düzenli kontrol edin ve gerekirse sensörü değiştirin.
Röle mi, SSR mi kullanmalıyım?
Sık açılıp kapanan ısıtıcı için SSR daha uygundur, çünkü mekanik kontağı yoktur, sessizdir ve aşınmaz. Mekanik röle de çalışır, ancak her anahtarlamada tık sesi çıkarır ve kontakları zamanla yıpranır. Her iki durumda da akım değeri, ısıtıcının çektiği akımdan belirgin şekilde yüksek olmalıdır.
Isıtıcının kendi termostatı varken Arduino'ya gerek var mı?
Isıtıcı termostatı tek başına sıcaklığı tutar, ancak ölçümü kaydetmez ve uyarı vermez. Arduino kontrolü suyun gerçek sıcaklığını farklı bir noktadan ölçer, aşırı sıcaklıkta uyarı verir ve aydınlatma, yemleme gibi işlerle birleşir. En güvenli yöntem, iki kontrolü birlikte kullanmak ve ısıtıcı termostatını yedek koruma olarak bırakmaktır.
Elektrik kesilince saat ayarı kaybolur mu?
Hayır, DS3231 modülü üzerindeki düğme pil sayesinde elektrik kesildiğinde de saymaya devam eder. Elektrik geri geldiğinde Arduino saati modülden okur ve aydınlatma programına kaldığı yerden devam eder. Pilin yıllar içinde bitebileceğini unutmayın; saat sapmaya başlarsa pili değiştirin ve saati yeniden ayarlayın.
Akvaryum otomasyonunu telefondan izleyebilir miyim?
Arduino Uno'da yerleşik Wi-Fi yoktur; uzaktan izleme için ESP32 gibi Wi-Fi'li bir kart kullanmak gerekir. ESP32, saati internetten alabildiği için RTC modülüne ihtiyacı azaltır. ESP32 3,3V lojikle çalıştığından SSR ve MOSFET kartının bu gerilimle güvenilir şekilde sürülebildiğini ürün sayfasından kontrol edin.
Özet
- Su sıcaklığı su geçirmez DS18B20 ile ölçülür; veri hattına 4,7 kOhm pull-up direnç gerekir.
- Sensör -127 döndürürse ısıtıcıyı kapatan bir koruma kodu yazın.
- Isıtıcıyı SSR ile kontrol edin, histerezis ve üst sıcaklık sınırı kullanın.
- 220V tarafında kaçak akım rölesi, kapalı kutu ve ısıtıcı termostatını yedek olarak bırakmak şarttır.
- Aydınlatma DS3231 ile zamanlanır, MOSFET ve PWM ile yumuşak açılıp kapanır.