DIY - Automaattinen puutarhan kastelu - (Arduino / IOT): 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämä projekti näyttää sinulle, kuinka rakentaa kasteluohjain kotipuutarhaan. Pystyy mittaamaan maaperän kosteuslukemat ja aktivoimaan kastelun puutarhahanasta, jos maaperä tulee liian kuivaksi. Säätimessä on myös lämpötila- ja kosteusanturi. Säädin ei aktivoi puutarhahanaa, jos lämpötila on liian alhainen. Anturilukemat ja tilastot veden käytöstä / käyttöajoista tallennetaan ThingsBoard IOT -laitteeseen visualisointia ja analysointia varten. Hälytykset ja sähköpostit lähetetään, jos kasteluohjain lopettaa tiedonsiirron, maaperä muuttuu liian kuivaksi tai liian kylläiseksi.

Edellytykset

• Arduino -osaaminen, joka sisältää ainakin peruskoodauksen Arduinoa ja juottamista varten.
• 1x paineistettu puutarhahana

Materiaaliluettelo

• Puutarhan kastelu polyputki, suihkut, tippumat jne.
• Kaksi valitsinta elektroninen napautusajastin (eli: Aqua Systems Electronic Digital Tap Timer)
• Hananpaineen alennus 300kpa
• Arduino Uno
• Lora Arduino -kilpi
• Lora Gateway (ei tarvita, jos sinulla on paikallinen Things Network -yhdyskäytävä alueella)
• DHT11 Lämpötila Kosteusanturi
• 5v rele
• Puhelinkaapeli
• Nippusiteet
• Automotive Split -aaltoputki
• Automotive -liittimien liitosliuskat
• 2x galvanoidut naulat
• 1x vastus
• Silicon / Caulk
• PVC -sementti
• PVC -pohjamaali
• PVC -putki 32 mm leveä x 60 mm pitkä
• PVC -putki 90 mm leveä x 30 cm pitkä
• 3x PVC -päätykappaleet 90 mm
• 1x PVC -kierrekorkki 90mm
• 1x PVC -kierreliitin 90mm
• 1x PVC -päätykappaleet 32 mm
• 1x 3,2 V: n virtalähde (napautusajastin) [paristot, verkkolaite]
• 1x 6-12V virtalähde (arduino) [paristot, USB, USB-verkkolaite]
• kierretiiviste
• sähköteippi

Vaihe 1: Asenna puutarhan kastelulaite

Asenna polyputki, sovita suihkut, tippajohdot ja tippaajat. Kastelujärjestelmä toimii minkä tahansa kastelujärjestelmän kanssa. Sen ytimessä mitataan maaperän kosteuslukemia ja aktivoidaan hana -ajastin, jos ja kun maaperä on liian kuiva. Säätimen voi kalibroida asettaakseen kylläisyyden alimman pisteen, kuinka kauan napautusajastimen tulisi olla päällä ja kuinka usein säätimen tulisi tarkistaa kylläisyys.

Näitä asetuksia voidaan muuttaa arduinossa ja tallentaa EPROM -muistiin. Asetukset voidaan päivittää myös IOT -integraation avulla. Tämä projekti käyttää ohjainta neljän tunnin välein ja sulkee hanan 3 minuutiksi, jos maaperä on liian kuiva. Se voi käydä muutaman kerran peräkkäin, jos se on kuiva/kuuma tai kerran päivässä tai kaksi muuten.

Vaihe 2: Sovita napautusajastin

Asenna hana -ajastin ja kokeile säädettäviä valitsimia, jotta voit selvittää karkean taajuuden ja käyttöajan, joka sopii parhaiten kastelulaitteistolle. Poistamme ajastimen ja muutamme sen toimimaan Arduinon kanssa.

Vaihe 3: Arduinon rakentaminen

Käytä kytkentäkaaviota oppaana rakennettaessa. Kuvissa on käytetty puhelinkaapelin johdotusta ja ruuviliittimiä liitäntäpisteisiin. Joitakin juotoksia tarvitaan.

Napauta Ajastimen muokkaus

Irrota hana -ajastin varovasti. Johdamme kaksi säädettävää valitsinta, jotta arduino voi ohjata niitä manuaalisten valitsimien sijaan. Vasen taajuusvalitsin on kytketty kiinteästi nollausasentoon, jotta oikea valitsin voidaan vaihtaa päälle/pois -asennon välillä. Oikeassa valitsimessa on yksi johto, joka tulee oikeasta keskikoskettimesta ja ulommasta oikeasta koskettimesta kuvan osoittamalla tavalla. Oletusarvoisesti ajastin on pois päältä. Jos kaksi johtoa joutuu kosketuksiin, ajastin käynnistyy. Kun kaksi johtoa on kytketty 5 V: n releeseen, arduino voi sitten sulkea/avata kosketuksen kahden johdon välillä. Kun toinen johto on yhteisessä relepäätteessä ja toinen normaalisti suljetussa liittimessä, varmistamme, että ajastin on pois päältä, kun arduino sammutetaan. Releen nastan asettaminen asentoon HIGH käynnistää ajastimen; asettamalla sen LOW -asentoon, ajastin sammuu.

Maaperäanturi

Tätä projektia varten kaksi naulaa on juotettu johtoon, joka on liitetty ruuviliittimiin. Yhden naulan liitin menee suoraan maahan. Toinen kytketään analogiseen tuloon arduinossa ja vastukseen. Vastus muodostaa yhteyden arduinos 5v -signaaliin. Näytetään kiristyskaaviossa.

Lämpötila/kosteusanturi

DHT11 lämpötila-/kosteusanturi on kytketty arduinon 5 V: n maadoitukseen ja arduinon digitaaliseen nastaan.

Loran kilpi

Tässä projektissa käytettiin myös Dragino Lora Shieldiä (ei esitetty kytkentäkaaviossa).

PVC -pohja

Tässä projektissa käytetty arduino -PVC -pohja on suunniteltu siten, että lämpötila-/kosteusanturi voidaan paljastaa pitäen kaikki muut komponentit turvassa vedenpitävän PVC -kotelon sisällä. Anturille porataan/leikataan pieni reikä ja piitä käytetään pitämään se paikallaan estäen kosteuden pääsyn arduinoon. Näkyy kaaviossa.

Vaihe 4: Arduino -ohjelmointi

Kytke komponentit yhteen leipälevyn tai liittimien avulla ohjelmointia ja testausta varten

EPROM -kokoonpano

Ensin meidän on kirjoitettava kokoonpanomuuttujat EPROM -muistiin. Suorita seuraava koodi arduinoosi:

Koodi saatavilla Githubista

Tässä DRY_VALUE -arvoksi on asetettu 960. 1024 tarkoittaa, että maaperä on täysin kuiva, 0 tarkoittaa täydellistä kylläisyyttä, 960 oli hyvä kyllästystaso käytetylle vastukselle, kaapelin pituudelle ja nauloille. Tämä voi vaihdella oman kokoonpanosi mukaan.

VALVE_OPEN on asetettu 180000 millisekuntiin (3 minuuttia). Kun/jos hana -ajastin on päällä, se jätetään auki 3 minuutiksi.

RUN_INTERVAL on asetettu 14400000 millisekuntiin (4 tuntia). Tämä tarkoittaa, että ohjain tarkistaa maaperän kosteuden neljän tunnin välein ja kytkee hana -ajastimen päälle 3 minuutiksi, jos kylläisyys on alhainen (yli 960).

Yllä olevaa koodia voidaan muuttaa ja näitä arvoja voi muuttaa milloin tahansa.

Ohjelmakoodi

Koodi saatavilla Githubista

Riippuvuudet:

• TimedAction
• Radio pää

Tässä esimerkissä käytettiin Dragino Lora -kilpeä ja erityisesti Loran samanaikaista esimerkkiä, jossa suoja liitettiin suoraan Dragino Lora -yhdyskäytävään.

Tämä voidaan mukauttaa käyttämään Things Network -verkkoa poistamalla koodi "BEGIN: lora vars" -kohdasta ja muuttamalla ohjelma sisältämään seuraava Dragino -esimerkki tai sovitettu toimimaan muiden radioiden/wifi -suojausten kanssa.

Toimitettu koodi olettaa, että DHT11_PIN on digitaalinen nasta 4, RELAY_PIN on digitaalinen nasta 3 ja maaperän kosteuden analoginen nasta on analoginen tulo 0.

Virheenkorjausmuuttujan arvoksi voidaan asettaa tosi, jotta sarjavirheviestit voidaan kirjata baudrate 9600: lla.

Vaihe 5: Kotelon rakentaminen

Leikkaa PVC -putki sopivaksi hanan ajastimeen ja Arduino -pohjaan. Poraa reiät hana -ajastimen hana- ja letkuliittimille. Poraa putkeen reiät, jotka ovat riittävän leveitä auton putkelle, liu'uta putken pituudet 10 cm reikiin ja irrota johdot arduino- ja hana -ajastimesta. Tämän pitäisi sisältää:

Arduinosta

• Virtajohdot ja/tai USB -kaapeli arduinon USB -portista.
• Maaperän kosteuskaapelit (VCC, GND, A0)
• Kaksi johdinta releen NC- ja Common -ruuviliittimistä

Napautusajastimesta

• Virtalähteen kaapelit
• Kaksi johtoa oikeanpuoleisista valintakoskettimista

Vaihe 6: Testaa ohjain ennen liimaamista

Varmista, että kaikki toimii edelleen, ennen kuin suljet kaiken.

Yllä olevat valokuvat osoittavat näyteasennuksen eskyssä, jossa maaperän kosteusanturi asetettiin kattilaan ja hanan ajastin varustettiin virvoitusjuomapullosta tulevalla vedellä.

Yksi tippa oli kiinnitetty hanan ajastimeen.

Tämä oli hyvä tapa testata, että asennus ei ylittänyt laitosta.

Tätä esimerkkiä voidaan käyttää niin kauan kuin tarvitaan säätimen kalibroimiseksi.

Vaihe 7: Liima- / vedenpitävät kotelot

Käytä PVC -pohjamaalia ja PVC -sementtiä päätykappaleiden ja liittimien kiinnittämiseen.

Käytä tiivistettä/piitä täyttääksesi kaikki aukot automaattisen putken ja napautusajastimen ympärillä.

Tässä arduino -kotelossa on ruuvattava päätykansi esteettömyyden vuoksi.

Vaihe 8: Asenna

Asenna kirkkaana päivänä. Osien ja johtojen on pysyttävä kuivina, ennen kuin ne suljetaan.

Aseta ohjain keskelle puutarhahanan sijaintia ja maaperäanturia.

Asenna hana -ajastin ja varmista, että se on poissa päältä, kunnes asennus on valmis.

Asenna maaperäanturi.

Kiinnitä nauhaliittimet kuhunkin komponenttiin ja aseta sitten puhelinkaapeli kunkin komponentin ruuviliittimistä varmistaen, että kaapeli on peitetty automaattiputkella. Yhdistä kaikki yhteen

Tiivistä kaikki liittimet ja muut paljaat osat kierretiivisteellä ja sitten sähköteipillä.

Tiivistä jaetun putken löysät/paljaat alueet kierretiivisteellä ja sitten sähköteipillä.

Kytke ajastin 3,2 voltin virtalähteeseen. Joko akku tai pistorasiaan toimiva 3,2 V DC -verkkolaite.

Liitä Arduino 6-12 V DC -virtalähteeseen. Joko akku tai pistorasiaan toimiva USB / DC-verkkolaite.

Käynnistä ja testaa!

Vaihe 9: ThingsBoard -integraatio - seuranta ja raportointi

Tässä esimerkissä käytettiin Dragino Lora -kilpeä, joka oli yhdistetty Dragino Lora -yhdyskäytävään. Käytetään tätä asetusta, toista Lora -asetusta tai mitä tahansa muuta IOT -yhteyttä, kasteluohjaimen keräämät tiedot voidaan välittää IOT -alustalle, kuten Thingsboard. Ohjelma lähettää oletuksena seuraavan merkkijonon, jossa jokainen tavu on heksakoodattu:

TXXXHXXXSXXXXRX

Kun T: n jälkeen seuraa lämpötila, H: n jälkeen kosteus, S: n jälkeen kyllästymistaso ja R: n jälkeen on yksi numero, joka kertoo, mitä toimintoa se suoritti viimeisellä ajoajalla. Tämä voi olla 0-5, jossa jokainen numero tarkoittaa:

0: Ohjelma käynnistetään

Voit asentaa Thingsboard -kopion omille laitteillesi useilla tavoilla tai voit luoda ilmaisen tilin ThingsBoard -asennuksellemme täällä.

Määritä laite Thingsboardissa

Seuraa näitä ohjeita lisätäksesi uuden laitteen Thingsboardiin, joka kutsuu sitä "kasteluohjaimeksi".

Lähetä telemetriatiedot laitteesta

Noudata näitä ohjeita määrittääksesi menetelmän, jolla telemetriadat siirretään laitteesta Thingboardiin MQTT: n, HTTP: n tai CoAp: n kautta.

Palvelimellamme lähetämme seuraavan JSONin osoitteeseen https://thingsboard.meansofproduction.tech/api/v1/… joka neljäs tunti, kun laitetta käytetään (reaaliaikaisen datan kanssa):

Lisäksi toimitamme seuraavia määritteitä osoitteeseen https://thingsboard.meansofproduction.tech/api/v1/… säännöllisesti ja tiedot siitä, milloin solmu on viimeksi nähty:

Tätä käytetään hälytyksiin, jotka laukeavat, jos laite lopettaa tiedonsiirron.

Luo hallintapaneeli

Luo koontinäyttö tässä kuvatulla tavalla. Widgetteihimme kuuluvat:

Yksinkertainen kortti -widget, joka on luotu lastRunResult -telemetriakentästä. Pystysuuntainen digitaalinen mittari lämpötila -telemetriakentälle LastRunResult -telemetriakentästä luotu Timeseries -taulukko, joka näyttää viimeisten päivien tiedot. Tämä käyttää tietojen jälkikäsittelytoimintoa:

palauta 1024-arvo;

Ja asettaa minimi- ja maksimiarvon 0-100. Tällä tavalla kyllästystaso voidaan ilmaista prosentteina. Osoitin kosteusarvon osoittamiseksi. Aikasarjan pylväskaavio, joka sisältää lämpötilan, kosteuden ja ajotuloksen, ryhmitelty 5 tunnin jaksoiksi viime viikolla, yhdistettynä maksimaalisten arvojen näyttämiseksi. Tämä antaa meille yhden baarin neljän tunnin juoksutapahtumaan. Tietojen jälkikäsittelytoimintoa käytetään ilmaisemaan ajotulos joko 0 tai 120 riippuen siitä, ajettiinko vettä vai ei. Se antaa helpon visuaalisen palautteen nähdäksesi kuinka usein vettä juoksee viikossa. Staattinen HTML -kortti, joka näyttää puutarhan kuvan.

Sähköpostihälytykset

Käytimme sääntöjä määrittäessämme sähköpostihälytyksiä kasteluohjaimelle. Kaikki käyttävät viestisuodattimia ja Lähetä sähköpostitoiminto -laajennustoimintoa.

Jos haluat lähettää sähköposti -ilmoituksen, jos kasteluohjain ei lähetä tietoja, käytimme "Device Attributes Filter" -sovellusta seuraavalla suodattimella:

typeof cs.secondsSinceLastSeen! == 'undefined' && cs.secondsSinceLastSeen> 21600

Jos haluat lähettää sähköpostia, jos maaperä tulee liian kuivaksi, käytä seuraavaa telemetrisuodatinta

typeof saturation! = "undefined" && saturation> 1010

Jos haluat lähettää sähköpostia, jos maaperä muuttuu liian kosteaksi, käytä seuraavaa telemetrisuodatinta

typeof saturation! = "undefined" && kylläisyys