Arduino iekštelpu dārzs: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Dārzkopība mūsdienu laikmetā nozīmē padarīt lietas sarežģītākas un grūtākas ar elektroniem, bitiem un baitiem. Mikrokontrolleru un dārzkopības apvienošana ir patiešām populāra ideja. Es domāju, ka tas ir tāpēc, ka dārzos ir ļoti vienkāršas ieejas un izejas, kuras ir viegli aptīt. Es domāju, ka cilvēki (ieskaitot mani) redz bēdīgi slavenu vienkāršu un relaksējošu hobiju un nevar nejusties spiesti to pārāk sarežģīt.

Šajā projektā es jums parādīšu, kā izveidot vienkāršāku iekštelpu dārza versiju, izmantojot Arduino Dev dēli.

Es sniedzu detalizētus norādījumus, lai parādītu, kā izveidot savu skaisto dārzu, un sīki izskaidroju gan aparatūras, gan programmatūras daļas, lai šīs vadlīnijas pārvērstu visvienkāršākajā veidā. savas prasmes elektroniskajā veidošanā. Šis projekts ir tik ērts, lai to izveidotu īpaši pēc pielāgotas PCB iegādes, ko esam pasūtījuši no JLCPCB, lai uzlabotu mūsu automašīnas izskatu, un šajā rokasgrāmatā ir pietiekami daudz dokumentu un kodu, lai jūs varētu izveidot savu automātisko dārza sistēmu.

Mēs esam veikuši šo projektu tikai 7 dienās, tikai trīs dienas, lai pabeigtu aparatūras izgatavošanu un montāžu, pēc tam 4 dienas, lai sagatavotu kodu un Android lietotni. lai kontrolētu dārzu caur to. Pirms sākt, vispirms apskatīsim

Ko jūs uzzināsit no šīs apmācības:

• Pareizo komponentu izvēle atkarībā no jūsu projekta funkcijām
• Izveidojiet ķēdi, lai savienotu visus izvēlētos komponentus
• Salieciet visas projekta daļas un sāciet testēšanu
• Izmantojot Android lietotni. lai izveidotu savienojumu, izmantojot Bluetooth, un sākt manipulēt ar sistēmu

1. darbība: kas ir iekštelpu dārzs

Lielākajai daļai augu ir vienkāršas vajadzības. Kad viesi dodas, viņi ir salīdzinoši mazprasīgi. Pirms nolemjat uzaicināt augu mājās, jums ir jāsaprot tikai trīs pamatlietas: gaisma, ūdens un gaiss. Ja jūs varat apgūt šos četrus elementus, no auga perspektīvas, jūs varat izveidot iekštelpu dārzu gandrīz jebkurā pasaules vietā un jebkurā gada laikā.

• Gaisma - Lielākajai daļai dārza augu ir vajadzīgas vismaz sešas stundas gaismas dienā. Bet tai jābūt labai gaismai. Ja jūs pieliekat roku loga priekšā un tas nemet ēnu, iespējams, ka gaisma nav pietiekama, lai vairums augu dzīvotu laimīgu dzīvi. Tomēr jūs vienmēr varat papildināt vāja apgaismojuma apstākļus ar augošām gaismām. Ja jūsu mājās ir pieticīgs dabiskais apgaismojums un nevēlaties satraukties ar īpašu apgaismojumu, pieturieties pie augiem, kuriem parasti ir vajadzīgi vājā apgaismojumā, vai mēģiniet pārvietot savu dārzu uz saulaina palodze.
• Ūdens - augiem ir vajadzīgi apstākļi, kas ir tuvi tiem, kas atrodas viņu vietējās dzīvotnēs. Augu, kas tuksnesi sauc par mājām, vajadzēs retāk laistīt nekā augu, kas dzīvo purvā. Zināt, kādiem ūdens apstākļiem augs dod priekšroku, ir labs pirmais solis, lai saglabātu veiksmīgu iekštelpu dārzu. Tas ir vieglāk, nekā jūs domājat, jo paši augi bieži sniegs jums norādes. Augi ar biezām gumijas lapām ir ūdens krātuves un parasti var izdzīvot ar mazāk ūdens nekā augi ar plānām, maigām lapām. Ja jums nepatīk laistīt savus augus, izvēlieties šķirnes, kas var uzplaukt mazāk, vai izvēlieties augu podus ar slēptiem rezervuāriem, lai samazinātu laistīšanas darbus.
• Gaiss - kā fotosintēzes blakusprodukts augi caur lapām ražo skābekli un filtrē nepatīkamas gāzes, piemēram, formaldehīdu. Lai augi būtu veseli, jums ir jātur to lapas tīras un jāgaida apkārt esošais gaiss kustīgs un mitrs. Lai to izdarītu, varat tos novietot vietā ar labu gaisa plūsmu vai nodrošināt nelielu ventilatoru.

Es izveidošu uz Arduino balstītu sistēmu, lai uzraudzītu sava auga temperatūras un mitruma stāvokli un automātiski nodrošinātu nepieciešamās vajadzības, piemēram, gaismas intensitāti, ūdeni un tīru svaigu gaisu, un, lai to izdarītu, man ir nepieciešami daži sensori, lai kontrolētu dažus izpildmehānismus. Piemēram, es kontrolēšu gaismas intensitāti atkarībā no signāliem, kas saņemti no gaismas spilgtuma sensora, tāpat kā laistīšanai. Es izmantoju mitruma sensoru, lai ieslēgtu un izslēgtu ūdens sūkni un temperatūras/mitruma sensoru, lai ieslēgtu un izslēgtu 12 V līdzstrāvas ventilatorus.

2. darbība: sensori un izpildmehānismi

Šīs sistēmas izveide ir dažu sensoru un izpildmehānismu salikšana, lai piekļūtu rūpnīcas apkārtējiem fiziskajiem datiem un varētu atrast, kādu lietu iekārta pieprasa un kad tā jāpiegādā.

Šī iemesla dēļ jums jāizmanto daži sensori un izpildmehānismi, kas visi ir savienoti ar vienu Arduino plati:

Sensori

1. Gaismas sensors BH1750: BH1750FVI ir digitālais gaismas sensors, kas ir digitālais apkārtējās gaismas sensora IC I2C kopnes interfeisam. Šis IC ir vispiemērotākais, lai iegūtu apkārtējās gaismas datus, lai pielāgotu mobilā tālruņa LCD un tastatūras apgaismojumu. Ir iespējams noteikt plašu diapazonu ar augstu izšķirtspēju (1 - 65535 lx).
2. Augsnes mitruma sensors: Mitruma sensori, kas mēra pretestību vai vadītspēju visā augsnes matricā starp diviem kontaktiem, būtībā ir junk. Pirmkārt, pretestība nav ļoti labs mitruma satura rādītājs, jo tā ir ļoti atkarīga no vairākiem faktoriem, kas dažādos dārzos var atšķirties, ieskaitot augsnes pH, ūdenī izšķīdušās cietās vielas un temperatūru. Otrkārt, lielākā daļa no tiem ir sliktas kvalitātes ar kontaktiem, kas viegli korozē. Lielākoties jums būtu paveicies iegūt vienu, kas ilgs visu sezonu.
3. Temperatūras un mitruma sensors: DHT11 ir pamata, īpaši lēts digitālais temperatūras un mitruma sensors. Tas izmanto kapacitatīvu mitruma sensoru un termistoru, lai izmērītu apkārtējo gaisu, un izspiež ciparu signālu uz datu tapas (nav vajadzīgas analogās ievades tapas). Tas ir diezgan vienkārši lietojams, taču datu iegūšanai nepieciešams rūpīgs laiks. Vienīgais patiesais šī sensora mīnuss ir tas, ka jūs varat iegūt no tā jaunus datus tikai reizi 2 sekundēs, tāpēc, izmantojot mūsu bibliotēku, sensora rādījumi var būt līdz 2 sekundēm veci.

Izpildmehānismi

1. Gaiši balta gaismas diode: gaismas diode (LED) ir divu vadu pusvadītāju gaismas avots. Tā ir p – n savienojuma diode, kas aktivizējot izstaro gaismu. [5] Kad vadiem tiek piemērots piemērots spriegums, elektroni var apvienoties ar elektronu caurumiem ierīcē, atbrīvojot enerģiju fotonu veidā.
2. Ūdens sūknis: Sūknis ir ierīce, kas mehānisku darbību ietekmē pārvieto šķidrumus (šķidrumus vai gāzes) vai dažreiz vircas. Sūkņus var iedalīt trīs lielās grupās atbilstoši šķidruma pārvietošanai izmantotajai metodei: tiešie pacelšanas, pārvietošanas un gravitācijas sūkņi. Sūkņi darbojas ar kādu mehānismu (parasti virzošiem vai rotējošiem) un patērē enerģiju, lai veiktu mehānisku darbu, pārvietojot šķidrums. Sūkņi darbojas, izmantojot daudzus enerģijas avotus, tostarp manuālu darbību, elektrību, dzinējus vai vēja enerģiju.
3. DC 12V dzesēšanas ventilators: Ir svarīgi saprast dzesēšanas paņēmienus, ko var izmantot, lai saglabātu jūsu auga dzīvību, pārvietojot svaigu gaisu ap iekārtu, kad tas ir nepieciešams, lai rūpnīca būtu veselīgā stāvoklī.

3. darbība: PCB izgatavošana (ražo JLCPCB)

Par JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) ir lielākais PCB prototipu uzņēmums Ķīnā un augsto tehnoloģiju ražotājs, kas specializējas ātru PCB prototipu un mazu partiju PCB ražošanā.

Ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PCB ražošanā JLCPCB ir vairāk nekā 200 000 klientu mājās un ārzemēs, un vairāk nekā 8 000 tiešsaistes pasūtījumu PCB prototipēšanai un nelielam PCB ražošanas apjomam dienā. Gada ražošanas jauda ir 200 000 kv.m. dažādiem viena slāņa, divu slāņu vai daudzslāņu PCB. JLC ir profesionāls PCB ražotājs, kas piedāvā liela mēroga, akas aprīkojumu, stingru pārvaldību un izcilu kvalitāti.

Atpakaļ pie mūsu projekta

Lai ražotu PCB, esmu salīdzinājis daudzu PCB ražotāju cenu un izvēlējos JLCPCB par labākajiem PCB piegādātājiem un lētākajiem PCB piegādātājiem, lai pasūtītu šo shēmu. Viss, kas man jādara, ir daži vienkārši klikšķi, lai augšupielādētu Gerber failu un iestatītu dažus parametrus, piemēram, PCB biezuma krāsu un daudzumu, tad esmu samaksājis tikai 2 dolārus, lai iegūtu PCB tikai pēc 3 dienām, un esmu ievērojis, ka tur šajā tiešsaistes pasūtīšanas platformā laiku pa laikam tiek piedāvāti bezmaksas piegādes piedāvājumi.

Circuit (PDF) failu varat iegūt šeit.

Kā redzat attēlos iepriekš, PCB ir ļoti labi izgatavots, un man ir tāda pati PCB lapu forma, kādu mēs esam izstrādājuši, un visas etiķetes un logotipi ir pieejami, lai palīdzētu man lodēšanas laikā.

4. solis: Sastāvdaļas

Tagad pārskatīsim šim projektam nepieciešamās sastāvdaļas, un jūs varat atrast visas saistītās saites tiešsaistes pasūtīšanai, tāpēc mums būs nepieciešams:

• - PCB, ko esam pasūtījuši no JLCPCB
• - Arduino Nano:
• - ESP01 modulis:
• -HC-05 vai HC-06 Bluetooth modulis:
• - Gaismas sensors BH1750:
• - Temperatūras un mitruma sensors:
• - Mitruma sensors:
• - Ūdens sūknis:
• - 12 V līdzstrāvas ventilators:
• - baltas gaismas diodes:
• - Daži galvenes savienotāji:

5. solis: salieciet

Mēs esam gatavi tagad, tāpēc sāksim lodēt komponentus un neaizmirstiet ievērot etiķetes, lai izvairītos no lodēšanas kļūdām. Mēs sākam ar Arduino savienotāja lodēšanu, lai pārbaudītu barošanas avotu, un jūs varat arī uzrakstīt kādu pamata testa kodu, lai pārbaudītu pareizo savienojumu katram sensoram, piemēram, gaismas sensoram, un tas pats attiecībā uz gaismas diodēm, jo tie visi ir tieši savienoti ar plāksni (Arduino), lai jūs varētu tiem pilnībā piekļūt.

Piezīme: lodāmurs ir jātur glīts un tīrs. Tas nozīmē noslaucīt to uz sūkļa katru reizi, kad to lietojat. Lodāmura galam jābūt tīram un spīdīgam. Ikreiz, kad redzat, ka uzgalis kļūst netīrs ar plūsmu vai oksidējas, tas nozīmē, ka tas zaudē spožumu, jums tas jātīra. Pat ja jūs esat lodēšanas vidū. Ja ir tīrs lodēšanas uzgalis, ir daudz vieglāk pārnest siltumu uz lodēšanas mērķi.

PCB, ko pasūtījām no JLCPCB, palīdzēs jums visu novietot pareizajā vietā, tāpēc nevilcinieties apmeklēt šo saiti, ja vēlaties apskatīt mūsu izveidoto PCB un veikt pasūtījumu tiešsaistē.

Kā redzat, šīs PCB izmantošana ir tik ērta tās kvalitātes dēļ, un noteikti visas tur esošās etiķetes sniedz jums vislabākās norādes, tāpēc jūs būsiet 100% pārliecināts, ka nepieļausit nekādas lodēšanas kļūdas.

Esmu pielodējis katru sastāvdaļu savā vietā, un jūs varat izmantot abas PCB puses, lai lodētu elektroniskās detaļas.

Tagad mums ir sagatavots PCB un visas sastāvdaļas ir ļoti labi pielodētas, pēc tam es sagatavoju šo dizainu, lai veiktu CNC lāzera griešanu, lai ievietotu elektronisko daļu un iekārtu vienā balstā, tādēļ, ja vēlaties izveidot tādu pašu dizainu kā raktuves šeit atrodiet (DXF) failus

6. darbība: Android lietotne

Šī lietotne ļaus jums izveidot savienojumu ar savu Arduino, izmantojot Bluetooth, un, izmantojot manuālo režīmu, varat piekļūt ventilatoriem, gaismām un arī ūdens sūknim, lai kontrolētu ieslēgšanu un izslēgšanu, neaizmirstot sensorus, ar kuriem jūs varat nolasīt to datus, izmantojot nospiežot pogu “iegūt datus”, un visi atbilstošie dati tiks parādīti jūsu viedtālruņa ekrānā.

Šo Android lietotni varat bez maksas iegūt no šīs saites

7. solis: Arduino kods un testa validācija

kods ir pieejams, un, kā parasti, varat to lejupielādēt no šīs saites. Un kā redzat fotoattēlos, kods ir tik vienkāršs un ļoti labi komentēts, lai jūs varētu saprast, kas jums pieder.

Kā redzat, puiši, katrai pogai ir sistēmas funkcionalitāte, bet es patiešām novērtēju automātisko gaismas spilgtuma kontroles režīmu. Es novietoju gaismas sensoru apakšējā pamatnē, tad, izvēloties šo režīmu, sistēma kontrolēs priekšējās daļas spilgtumu gaismas diodes atkarībā no sensora signāliem. Arī mēs varam nolasīt temperatūras un mitruma vērtības tieši viedtālruņa ekrānā, kas ir patiešām iespaidīgi.