Arduinon sisäpuutarha: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Puutarhanhoito nykyaikana tarkoittaa tehdä asioista monimutkaisempia ja vaivalloisempia elektronien, bittien ja tavujen avulla. Mikro -ohjaimien ja puutarhanhoidon yhdistäminen on todella suosittu idea. Luulen, että tämä johtuu siitä, että puutarhoissa on hyvin yksinkertaisia tuloja ja lähtöjä, jotka on helppo kääriä pään ympärille. Luulen, että ihmiset (minä mukaan lukien) näkevät tunnetusti yksinkertaisen ja rennon harrastuksen, eivätkä voi olla pakottamatta sitä liian monimutkaiseksi.

Tässä projektissa näytän sinulle, kuinka rakentaa yksinkertaisempi versio sisäpuutarhasta Arduino Dev -levyn avulla.

Annan täyden vaiheittaisen opastuksen, joka näyttää sinulle, miten voit tehdä oman puutarhan, ja selitän yksityiskohtaisesti sekä laitteisto- että ohjelmisto-osia, jotta tämä ohje muuttuu yksinkertaisimmaksi tapaksi, joka saa sinut kokeilemaan omat taidot sähköisessä tekemisessä. Tämä projekti on niin kätevä tehdä erityisesti sen jälkeen, kun olemme saaneet räätälöidyn piirilevyn, jonka olemme tilanneet JLCPCB: ltä parantaaksemme auton ulkoasua, ja myös tässä oppaassa on tarpeeksi asiakirjoja ja koodeja, joiden avulla voit luoda automaattisen puutarhajärjestelmän.

Olemme tehneet tämän projektin vain 7 päivässä, vain kolme päivää laitteiston valmistuksen ja kokoonpanon loppuunsaattamiseksi, sitten 4 päivää koodin ja Android -sovelluksen valmistelemiseksi. Ennen kuin aloitat, katsotaan ensin

Mitä opit tästä opetusohjelmasta:

• Oikeiden komponenttien valitseminen projektin toimintojen mukaan
• Piirin tekeminen kaikkien valittujen komponenttien liittämiseksi
• Kokoa kaikki projektin osat ja aloita testaus
• Android -sovelluksen käyttäminen. muodostaa yhteys Bluetoothin kautta ja aloittaa järjestelmän käsittely

Vaihe 1: Mikä on sisäpuutarha

Useimmilla kasveilla on yksinkertaiset tarpeet. Vieraiden tullessa he ovat suhteellisen vaatimattomia. Ennen kuin päätät kutsua kasvin kotiin, sinun on ymmärrettävä vain kolme perusasiaa: valo, vesi ja ilma. Jos pystyt hallitsemaan nämä neljä elementtiä, laitoksen näkökulmasta, voit luoda sisäpuutarhan melkein missä tahansa maailmassa ja milloin tahansa vuoden aikana.

• Valo - Useimmat puutarhakasvit tarvitsevat vähintään kuusi tuntia valoa päivässä. Mutta sen on oltava hyvä valo. Jos asetat kätesi ikkunan eteen eikä se varjoa, valo on todennäköisesti riittämätön useimmille kasveille elää onnellista elämää. Voit kuitenkin aina täydentää hämärää valoa kasvavaloilla. aurinkoinen ikkunalauta.
• Vesi - Kasvit tarvitsevat olosuhteita, jotka ovat lähellä alkuperäisiä elinympäristöjään. Aavikon kotiin kutsuva kasvi tarvitsee harvemmin kastelua kuin suossa elävä kasvi. Tietäen, mitä vesiolosuhteita kasvi suosii, on hyvä ensimmäinen askel onnistuneen sisäpuutarhan säilyttämiseksi. Se on helpompaa kuin luuletkaan, koska kasvit itse antavat sinulle usein vihjeitä. Kasvit, joilla on paksut kumimaiset lehdet, ovat veden kerääjiä ja voivat tyypillisesti selviytyä vähemmällä vedellä kuin kasvit, joilla on ohuet, herkät lehdet. Jos vihaat kasvien kastelua, valitse lajikkeita, jotka voivat menestyä vähemmän, tai valitse kasveja, joissa on piilotettuja säiliöitä, jotta voit vähentää kastelua.
• Ilma - Fotosynteesin sivutuotteena kasvit tuottavat happea ja suodattavat ilkeitä kaasuja, kuten formaldehydiä, kotiympäristöstä lehtien kautta. Jotta kasvit pysyisivät terveinä, sinun on pidettävä niiden lehdet puhtaina ja pidettävä ilma niiden ympärillä liikkuvana ja kosteana. Voit tehdä tämän asettamalla ne paikkaan, jossa on hyvä ilmavirta, tai varustamalla ne pienellä tuulettimella.

Teen Arduino -pohjaisen järjestelmän valvoakseni kasvini lämpötilaa ja kosteutta ja tarjoamaan automaattisesti tarvittavat tarpeet, kuten valon voimakkuuden, veden ja puhtaan raikkaan ilman, ja tätä varten tarvitsen joitain antureita joidenkin toimilaitteiden ohjaamiseksi. Esimerkiksi ohjaan valon voimakkuutta riippuen valon kirkkausanturista vastaanotetuista signaaleista sama kasteluun. Käytin ja sammutin vesipumpun ja lämpötila-/kosteusanturin 12V DC -puhaltimien päälle- ja poiskytkentään kostean anturin avulla..

Vaihe 2: Anturit ja toimilaitteet

Tämän järjestelmän tekeminen on joidenkin antureiden ja toimilaitteiden kokoaminen, jotta päästään käsiksi laitoksen ympärillä oleviin fyysisiin tietoihin ja voidaan löytää, mitä laitos pyytää ja milloin se on toimitettava.

Tästä syystä sinun pitäisi käyttää joitain antureita ja toimilaitteita, jotka kaikki on liitetty yhteen Arduino -korttiin:

Anturit

1. Valoanturi BH1750: BH1750FVI on digitaalinen valotunnistin, joka on digitaalinen ympäristön valoanturin IC I2C -väyläliitännälle. Tämä IC on sopivin ympäristön valotietojen hankkimiseen matkapuhelimen nestekidenäytön ja näppäimistön taustavalon säätämiseksi. Laaja alue on mahdollista havaita korkealla resoluutiolla (1 - 65535 lx).
2. Maaperän kosteusanturi: Kosteusanturit, jotka mittaavat maaperän matriisin vastusta tai johtavuutta kahden koskettimen välillä, ovat olennaisesti roskaa. Ensinnäkin vastustuskyky ei ole kovin hyvä kosteuspitoisuuden indikaattori, koska se riippuu suuresti useista tekijöistä, jotka voivat vaihdella puutarhassa, mukaan lukien maaperän pH, veteen liuenneet kiintoaineet ja lämpötila. Toiseksi useimmat niistä ovat huonolaatuisia, ja niiden koskettimet helposti syövyttävät. Suurimmaksi osaksi sinulla olisi onni saada se kestämään koko kausi.
3. Lämpötila- ja kosteusanturi: DHT11 on perus, erittäin edullinen digitaalinen lämpötila- ja kosteusanturi. Se käyttää kapasitiivista kosteusanturia ja termistoria ympäröivän ilman mittaamiseen ja sylkee digitaalisen signaalin datanastalle (ei tarvita analogisia tulonappeja). Se on melko yksinkertainen käyttää, mutta vaatii huolellisen ajoituksen tietojen keräämiseen. Tämän anturin ainoa todellinen haittapuoli on, että voit saada siitä uusia tietoja vain kerran 2 sekunnissa, joten kun käytämme kirjastoamme, anturilukemat voivat olla jopa 2 sekuntia vanhoja.

Toimilaitteet

1. Vaalean valkoinen LED: Valodiodi (LED) on kaksijohtiminen puolijohdevalonlähde. Se on p -n -risteysdiodi, joka lähettää valoa aktivoituna. [5] Kun johtimiin syötetään sopiva jännite, elektronit pystyvät yhdistymään laitteen sisällä oleviin elektronireikiin vapauttaen energiaa fotonien muodossa.
2. Vesipumppu: Pumppu on laite, joka liikuttaa nesteitä (nesteitä tai kaasuja) tai joskus lietettä mekaanisesti. Pumput voidaan luokitella kolmeen suureen ryhmään nesteen siirtomenetelmän mukaan: suora nosto-, siirtymä- ja painovoimapumput. Pumput toimivat jollakin mekanismilla (tyypillisesti edestakaisin tai pyörivä) ja kuluttavat energiaa mekaanisen työn suorittamiseen siirtämällä nestettä. Pumppuja käytetään monien energialähteiden kautta, mukaan lukien käsikäyttö, sähkö, moottorit tai tuulivoima.
3. DC 12 V: n jäähdytystuuletin: On tärkeää ymmärtää jäähdytystekniikat, joita voidaan käyttää säilyttämään laitoksen elämä siirtämällä raikasta ilmaa laitoksen ympärille, kun laitoksen on pidettävä terveissä olosuhteissa.

Vaihe 3: Piirilevyjen valmistus (tuottanut JLCPCB)

Tietoja JLCPCB: stä

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) on Kiinan suurin PCB-prototyyppiyritys ja korkean teknologian valmistaja, joka on erikoistunut nopeaan PCB-prototyyppiin ja pieneräiseen PCB-tuotantoon.

Yli 10 vuoden kokemuksella piirilevyjen valmistuksesta JLCPCB: llä on yli 200 000 asiakasta kotimaassa ja ulkomailla, yli 8 000 online -tilausta PCB -prototyypistä ja pieni määrä PCB -tuotantoa päivässä. Vuotuinen tuotantokapasiteetti on 200 000 neliömetriä. erilaisille 1-, 2-kerroksisille tai monikerroksisille piirilevyille. JLC on ammattimainen piirilevyvalmistaja, jolla on laajamittainen, kaivovarustus, tiukka hallinta ja erinomainen laatu.

Takaisin projektiimme

PCB: n valmistamiseksi olen vertaillut monien PCB -valmistajien hintaa ja valitsin JLCPCB: n parhaiksi PCB -toimittajiksi ja halvimpien PCB -toimittajien tilaamaan tämän piirin. Kaikki mitä minun tarvitsee tehdä, on yksinkertainen napsautus ladata Gerber -tiedosto ja asettaa joitakin parametreja, kuten PCB -paksuuden väri ja määrä, sitten olen maksanut vain 2 dollaria saadakseni PCB: n vain 3 päivän kuluttua ja olen huomannut, että siellä on on ajoittain ilmaisia toimitustarjouksia tällä online -tilausalustalla.

Saat Circuit (PDF) -tiedoston täältä.

Kuten yllä olevista kuvista näkyy, piirilevy on erittäin hyvin valmistettu ja minulla on sama PCB -lehti, jonka olemme suunnitelleet, ja kaikki tarrat ja logot ovat siellä opastamassa minua juotosvaiheissa.

Vaihe 4: Ainesosat

Tarkastellaan nyt tämän projektin tarvittavia komponentteja ja löydät kaikki asiaan liittyvät linkit online -tilaukseen, joten tarvitsemme:

• - Piirilevy, jonka olemme tilanneet JLCPCB: ltä
• - Arduino Nano:
• - ESP01 -moduuli:
• -HC-05 tai HC-06 Bluetooth-moduuli:
• - Valoanturi BH1750:
• - Lämpötila- ja kosteusanturi:
• - Kosteusanturi:
• - Vesipumppu:
• - 12V DC -tuuletin:
• - valkoiset LEDit:
• - Jotkut otsikon liittimet:

Vaihe 5: Kokoonpano

Olemme nyt valmiita, joten aloitetaan komponenttien juottaminen ja älä unohda seurata tarroja juotosvirheiden välttämiseksi. Aloitamme juottamalla Arduino -liittimen virtalähteen testaamiseksi, ja voit myös kirjoittaa perustason testikoodin varmistaaksesi oikean liitännän kullekin anturille, kuten valotunnistimelle, ja sama LEDille, koska ne kaikki on kytketty suoraan piirilevyyn (Arduino), joten sinulla on täysi pääsy niihin.

Huomaa: Sinun on pidettävä juotin kauniina ja puhtaana. Tämä tarkoittaa sen pyyhkimistä sienellä joka kerta, kun käytät sitä. Juotosraudan kärjen tulee olla puhdas ja kiiltävä. Aina kun huomaat, että kärki likaantuu vuon kanssa tai hapettuu, se tarkoittaa kiillon menettämistä, se on puhdistettava. Vaikka olisit keskellä juottamista. Puhtaalla juotoskärjellä on paljon helpompaa siirtää lämpöä juotoskohteeseen.

JLCPCB: ltä tilaamamme piirilevy opastaa sinua pitämään kaiken oikeassa paikassa, joten älä epäröi käydä tällä linkillä, jos haluat tarkastella tekemäämme piirilevyä ja tehdä online -tilauksen.

Kuten huomaat, tämän PCB: n käyttäminen on laadultaan erittäin kätevää ja varmasti kaikki siellä olevat tarrat antavat sinulle parhaan ohjeen, joten olet 100% varma, ettet tee juotosvirheitä.

Olen juottanut jokaisen komponentin paikalleen ja voit käyttää piirilevyn molempia puolia juottamaan sinulle elektronisia osia.

Nyt meillä on piirilevy valmiina ja kaikki komponentit on juotettu erittäin hyvin, minkä jälkeen valmistelin tämän mallin CNC -laserleikkaukseen, jotta elektroninen osa ja tehdas asetettaisiin yhteen tukeen, joten jos haluat tehdä saman mallin kuin minun löytää (DXF) tiedostot täältä

Vaihe 6: Android -sovellus

Tämän sovelluksen avulla voit muodostaa yhteyden Arduinoosi Bluetoothin kautta, ja manuaalitilassa voit käyttää tuulettimia, valoja ja vesipumppua ON- ja OFF -ohjaukseen unohtamatta antureita, joiden avulla voit lukea ne paina "Hae tiedot" -painiketta ja kaikki tarvittavat tiedot näkyvät älypuhelimen näytöllä.

Saat tämän Android -sovelluksen ilmaiseksi tästä linkistä

Vaihe 7: Arduino -koodi ja testivalidointi

koodi on saatavana ja voit ladata sen normaalisti tästä linkistä. Ja kuten kuvista näkyy, koodi on niin yksinkertainen ja hyvin kommentoitu, että ymmärrät sen omistamasi.

Kuten näette kaverit, jokaisella painikkeella on toiminnallisuus järjestelmän kanssa, mutta arvostan todella automaattista valon kirkkauden säätötilaa. merkkivalot anturisignaalien mukaan. Lisäksi voimme lukea lämpötila- ja kosteusarvot suoraan älypuhelimen näytöltä, mikä on todella vaikuttavaa.