Smart Garden - Klikkaa ja kasva: 9 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Entä jos voisit kasvattaa omia kasveja, kukkia, hedelmiä tai vihanneksia älypuhelinsovelluksen avulla, joka varmistaa, että kasvit saavat optimaalisen veden, kosteuden, valon ja lämpötilan, ja voit seurata kasvien kasvattamista MITÄÄN KAIKKI.

Smart Garden - Click and Grow huolehtii kasveistasi, vaikka olisit lomalla, kilometrien päässä kotoa, varmistaen, että niissä on riittävästi vettä, valoa ja oikea lämpötila aina.

Käyttämällä kehittyneitä antureita, jotka tarkkailevat kosteutta, valoa ja lämpötilaa, älykäs sovelluksemme tietää tarkalleen milloin kastella puutarhaasi ja mikä on optimaalinen veden määrä. Kaikkia puutarhaan liittyviä tietoja seurataan jatkuvasti ja ne näkyvät älypuhelimen näytöllä koko ajan.

Voit halutessasi antaa älykkään sovelluksen kastella puutarhan automaattisesti puutarhan olosuhteista riippuen tai vaihtoehtoisesti voit kastella puutarhan manuaalisesti aina, kun päätät ja valitsemallasi vesimäärällä, painamalla älypuhelimen painiketta.

Älykäs puutarhamme sopii paikallisiin olosuhteisiisi ja vähentää veden käyttöä ja vesimaksuja jopa 60% kastamalla kasvejasi täydellisellä ajoituksella ja olosuhteilla.

Siirry tulevaisuuteen älykkäällä puutarhallamme ja aloita puutarhan viljely helposti, nopeasti ja yhtä tärkeänä ilman rahaa.

Vaihe 1: Osat

Tätä projektia varten tarvitset:

Elektroniset laitteet ja levyt:

1) NodeMCU;

2) 2 (tai useampi) kanavainen analoginen multiplekseri;

3) Transistori;

4) vesipumppu (käytimme 12V Blige -pumppua 350GPH);

5) Virtalähde

Anturit:

6) Valoanturi (valosta riippuva vastus);

7) MPU-6050-anturi (tai mikä tahansa lämpötila-anturi);

8) Kapasitiivinen maaperän kosteusanturi;

Fyysinen

9) 3/4 vesiputki;

10) vastukset;

11) Johdot ja laajennukset;

12) Älypuhelin

13) Blynk -sovellus

Vaihe 2: Johdotus - kortti ja anturit

Katso alla yksityiskohtaiset ohjeet eri komponenttien liittämisestä ja katso yllä oleva kytkentäkaavio.

Board ja MultiPlexer

Aseta NodeMCU ja multiplekseri leipälevylle kaavion mukaisesti.

Kytke NodeMCU: n 5V ja GND kahdella hyppyjohdolla leipätaulun "+"-ja "-" -sarakkeeseen ja liitä multiplekseri NodeMCU: hon edellä kuvatulla tavalla.

Anturien liittäminen

1) Valoanturi (valosta riippuva vastus) - Tarvitset kolme hyppääjää ja 100K vastusta.

Liitä anturi 3 hyppyjohtimella multiPlexerin 5V, GND ja Y2 -laitteisiin yllä olevan kuvan mukaisesti.

2) MPU -6050 -anturi - Tarvitset neljä hyppääjää liittääksesi anturin NodeMCU: n 5V, GND ja D3, D4 -laitteisiin yllä olevan kuvan mukaisesti.

3) Kapasitiivinen maaperän kosteusanturi (CSMS) - Kytke CSMS 3 hyppyjohtimella multiplekserin 5V, GND ja Y0 yllä kuvatulla tavalla.

Liitä nyt USB -kaapeli NodeMCU -laitteeseen ja jatka seuraavaan vaiheeseen.

Vaihe 3: Johdotus - transistori ja pumppu

Katso alta yksityiskohtaiset ohjeet Relyn ja vesipumpun liittämisestä ja katso yllä julkaistut kytkentäkuvat.

Transistori

Liitä transistori 3 hyppääjän avulla seuraavasti:

1. Keskijalka vesipumpun "-" -merkkiin;

2. Vasen jalka 12 V: n virtalähteen "-" kohdalle;

3. Oikea jalka MCU: n kohtaan D0;

Vesipumppu

Liitä 12 V: n virtalähteen plusmerkki vesipumpun plusmerkkiin.

Vaihe 4: Järjestelmän kytkeminen

Suosittelemme, että asetat leipälevyn yhdessä muiden osien kanssa paitsi pumppu mukavaan laatikkoon.

Pitäisi olla vesisäiliön sisällä.

Ota pitkä 3/4 tuuman putki; Estä putken toinen pää ja asenna toinen pää vesipumppuun; tekee reikiä putkea pitkin ja sijoittaa sen lähelle kasveja;

aseta maaperäanturi maahan. Huomaa, että anturin varoituslinjan tulee olla maaperän ulkopuolella.

Voit katsoa yllä olevaa kuvaa nähdäksesi, miten olemme sijoittaneet järjestelmän.

Vaihe 5: Koodi

Avaa liitteenä oleva.ino -tiedosto arduino -editorilla.

Ennen kuin lataat sen NodeMCU: hon, kiinnitä huomiota seuraaviin parametreihin, joita haluat ehkä muuttaa:

1) const int AirValue = 900; Tämä arvo on testattava maaperän kosteusanturilla.

Ota anturi pois maaperästä ja tarkista saamasi arvo. Voit muuttaa koodin arvoa kohdan mukaisesti.

2) const int WaterValue = 380; Tämä arvo on testattava anturilla.

Ota anturi pois maaperästä ja laita se lasilliseen vettä. Tarkista saamasi arvo - Voit muuttaa koodin arvoa sen mukaisesti.

Kun olet tehnyt edellä mainitut asiat, lataa vain koodi NodeMCU.

Vaihe 6: IFTTT -appletit

Jos järjestelmä päättää kastella puutarhan automaattisesti, se lähettää sinulle sähköpostiviestin, jotta tiedät, että puutarhasi on kasteltu, koska maaperä oli hyvin kuivaa.

Suosittelemme, että määrität järjestelmän siten, että se kastelee vain öisin tai auringonlaskun ollessa matala.

tällä tavalla säästät huomattavan määrän vettä joka kuukausi !!

Blynk -sovelluksessa käytimme yhtä webhook -widgettiä. Webhook -widgettiä käytettiin tapahtuman käynnistämiseen IFTTT: ssä. IFTTT -sovelmat Päivämäärä/aika -> webhooks, Blynkin virtuaalinen nasta muuttaa arvoa. Mikä käynnistää toiminnon, joka lähettää sinulle sähköpostia, kun maaperä on hyvin kuiva ja automaattinen kastelu on käytössä.

Vaihe 7: Smart Garden - BLYNK -sovellus

BLYNK -sovelluksessamme on seuraavat ominaisuudet:

1) Nestekidenäyttö - LCD -näyttö antaa sinulle asiaankuuluvia tietoja järjestelmästä. Se ilmoittaa, kun järjestelmä käyttää vesipumppua ja kastelee kasveja.

2) Maaperän kosteusasteikko - antaa tietoa maaperän kosteudesta.

Asteikko näyttää kosteuden prosentteina siten, että nolla prosenttia edustaa ilman keskimääräistä kosteustasoa ja 100 prosenttia edustaa veden kosteutta.

Lisäsimme myös sanallisen kuvauksen kosteustasosta, jota edustaa viisi vaihtoehtoa:

A. Erittäin märkä - kun maaperä kelluu vedellä.

B. Märkä - normaalin ja tulvan välillä. Tämän tilanteen odotetaan jatkuvan jonkin aikaa maan kastelun jälkeen.

C. Ihanteellinen - kun maaperä sisältää ihanteellisen määrän vettä kasveille.

D. Kuiva - Kun maaperä alkaa kuivua. Useimmissa kasveissa ei kuitenkaan tarvitse kastella vielä.

E. Erittäin kuiva - tässä tilanteessa kastellaan maaperää mahdollisimman pian (Huomaa, että jos automaattinen kastelutila on päällä, järjestelmä kastaa puutarhan automaattisesti, kun maaperä on hyvin kuivaa).

* Tietenkin ihanteellinen maaperän kosteustaso riippuu puutarhassa esiintyvistä kasveista.

* Voit muuttaa veden kosteus- ja ilmankosteustasoja yllä kuvatulla tavalla.

3) Aurinkoinen asteikko - Antaa sinulle tietoa valon tasosta, jolle kasvit altistuvat. Ihanteellinen valaistustaso riippuu siitä, minkä tyyppisiä kasveja puutarhassa on.

4) Lämpötila - antaa sinulle lämpötilan kasvien ympäristössä.

5) Automaattinen kastelu - kun tämä painike on PÄÄLLÄ, järjestelmä kastelee kasvit automaattisesti, kun maaperän kosteus on "Erittäin kuiva".

6) Määrä - painamalla '+' tai ' -' voit valita vesimäärän (litroina) kasvien kasteluun.

Vaihe 8: Järjestelmän simulointi toiminnassa

Katso järjestelmän toiminta livenä oheisesta videosta !!:)

Huomaa, että kun otat automaattisen kastelun käyttöön, järjestelmä kastelee puutarhan automaattisesti heti, kun maaperä on erittäin kuivaa. Järjestelmä voidaan konfiguroida kastamaan vain silloin, kun aurinko ei ole liian voimakas (esimerkiksi vain myöhään illalla), joten vesi ei mene hukkaan!

Jos järjestelmä päättää kastella puutarhan automaattisesti, se ilmoittaa siitä sovelluksen lcd: llä (jos se on auki älypuhelimellasi) ja lähettää sinulle myös sähköpostiviestin!

Vaihe 9: Parannukset ja tulevaisuuden suunnitelmat

Suurin haaste

Suurin haasteemme oli selvittää, mitä antureita meidän tulisi käyttää, minne sijoittaa ne ja mitä päätearvoja meidän tulisi käyttää parhaiden tulosten saamiseksi.

Koska meillä oli paljon näytettävää tietoa (maaperän kosteus, lämpötila, valotaso, maaperän kunto jne.), Käytimme paljon aikaa tehdäksemme sovelluksestamme mahdollisimman selkeän ja mukavan.

Aluksi työskentelimme Relyn kanssa, joka teki elämästämme erittäin vaikean, kokeilimme useita apuvälineitä ja huomasimme, että NodeMCU ja luottamus eivät joskus ole kovin vakaita, koska NodeMCU -lähtöjen digitaalisten nastojen HIGH -arvo on vain 3 volttia, kun luottamus toimii 5 V: n kanssa, joten kun halusimme käynnistää pumpun ja asettaa D1 -lähdön asentoon KORKEA, kytkin ei toiminut odotetusti 5 V: n muuttaessa tilansa.

Heti kun korvasimme luurin transistorilla, pystyimme ohjaamaan pumppua helposti.

Järjestelmän rajoitukset

Puutarhamme on pieni, eikä ollut mahdollista sisällyttää suurta määrää antureita saadakseen tietoja useilta eri alueilta puutarhassa. Lisää antureita ja suurempaa puutarhaa voisimme oppia lisää puutarhan jokaisella alueella vallitsevista olosuhteista ja käyttää erityisominaisuuksia jokaiselle puutarha -alueelle, jotta se saisi parhaat olosuhteet ja hoidon erityistarpeisiinsa, ja myös säätää sitä automaattiseen kasteluun.

Tulevaisuuden visio

Tulevaisuuden ajatuksemme johtuvat pääasiassa järjestelmän rajoituksista. Tavoitteena on toteuttaa sama älykäs puutarhajärjestelmä- vain suuri suuremmissa mittakaavoissa.

Uskomme, että tällainen järjestelmä voidaan mukauttaa kaikentyyppisille alustoille yksityisistä puutarhoista sekä julkisista puutarhoista maatalousteollisuuteen, kuten suuret kasvihuoneet ja maatalouskentät.

Käytämme jokaiseen järjestelmään (sen koosta riippuen) enemmän antureita. Esimerkiksi:

1. Suuri määrä maaperän kosteusantureita: Suurella määrällä antureita voimme tietää kosteuden tason missä tahansa maan/maaperän osassa.

2. Suuri määrä valon antureita: samankaltaisia kuin edellä, jopa täällä voimme saada enemmän kuin erityistä puutarhan eri alueilla.

Lisäämällä näitä antureita voimme koota erityishoidon kaikentyyppisille puutarhan kasveille.

Koska erityyppiset kasvit vaativat erilaista käsittelyä, voimme mukauttaa puutarhan jokaisen alueen toiselle kasvityypille, ja suurella määrällä antureita sovitamme tietyn kasvin juuri sen edellyttämään tilaan. Näin voimme kasvattaa erilaisia kasveja pienemmillä maastoilla.

Toinen huomattava etu monista antureista on kyky tunnistaa maaperän kosteustaso ja lämpötila, lukitsemalla tietää, milloin on tarpeen kastella mitä tahansa maapallon osaa, ja voimme hallita kastelua niin, että se johtaa suurin veden säästö. Meidän on kasteltava koko puutarha vain, jos pieni osa siitä on kuivaa, voimme muuttaa vain tätä aluetta.

3. Järjestelmän liittäminen päävesihanaan - näin meidän ei tarvitse täyttää vettä säiliössä. Tällaisen liitännän suuri etu on maksimaalinen kastelun hallinta ja veden määrä, jonka kukin maaperä saa, ilman huolta säiliön veden loppumisesta.

4. Järjestelmään tarkoitettu sovellus - Uuden järjestelmän kanssa yhteensopivan sovelluksen kirjoittaminen. Rakkaudestamme huolimatta אם Blynk -sovellus, emme voi käyttää sitä pääjärjestelmänä. Haluamme kirjoittaa järjestelmään ainutlaatuisen sovelluksen, joka vastaa ohjainta ja antureita, joiden kanssa haluamme työskennellä, jotta voimme tarjota käyttäjälle täydellisen kokemuksen.

Tällaisen sovelluksen kirjoittaminen antaa meille mahdollisuuden lisätä lisää ominaisuuksia, joita voimme löytää Blynkistä. Esimerkiksi asiakkaan käyttäjäprofiilin luominen, kunkin asiakkaan tietojen kerääminen ja neuvominen parhaista ja tehokkaimmista ominaisuuksista, jotka sopivat hänen tarpeisiinsa.

Haluamme rakentaa algoritmin, joka oppii kaiken tiedon, jonka saamme erilaisista antureista, ja käyttää sitä parhaiden olosuhteiden luomiseksi kasveille.

Tämän jälkeen voimme luoda online -asiakaspiirin, joka päivitetään suosituksilla ja saa online -apua järjestelmän ongelmatilanteissa.

Uskomme todella, että tällaisella hankkeella on suuri potentiaali palvella monenlaisia asiakkaita: yksityishenkilöiltä, joilla on pieniä puutarhoja, koristepuutarhoilla yrityksissä, jotka haluavat viljellä puutarhansa helposti ja samalla säästää vettä ja resursseja, ja jopa maanviljelijöille ja suurille yrityksille, joilla on suuria peltoja ja kasvihuoneita ja jotka etsivät tehokasta ja suhteellisen halpaa ratkaisua, joka antaa heille tärkeimpiä tietoja tuotteistaan ja antaa siten heille etuja kilpailijoihinsa verrattuna tuotteidensa laadun suhteen ja säästävät kulut sekä vedestä että viallisista tavaroista, joita ei ole käsitelty asianmukaisesti (esimerkiksi liikaa vettä).