Viedais dārzs - noklikšķiniet un augiet: 9 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Ko darīt, ja jūs varētu audzēt savus augus, ziedus, augļus vai dārzeņus, izmantojot viedtālruņa lietotni, kas nodrošina, ka jūsu augi iegūst optimālu ūdens, mitruma, gaismas un temperatūras konfigurāciju, un ļauj jums jebkurā laikā kontrolēt, kā audzēt savus augus.

Viedais dārzs - Click and Grow rūpēsies par jūsu augiem pat tad, ja atrodaties atvaļinājumā, jūdžu attālumā no mājām, pārliecinoties, ka tiem vienmēr ir pietiekami daudz ūdens, gaismas un pareizās temperatūras.

Izmantojot uzlabotos sensorus, kas uzrauga mitrumu, gaismu un temperatūru, mūsu viedā lietojumprogramma precīzi zina, kad ir nepieciešams laistīt dārzu un kāds ir optimālais nepieciešamais ūdens daudzums. Visa attiecīgā informācija par jūsu dārzu tiek pastāvīgi uzraudzīta un vienmēr tiek parādīta viedtālruņa ekrānā.

Atkarībā no apstākļiem, kādi dominē dārzā, jūs varēsiet ļaut viedajai lietojumprogrammai automātiski apūdeņot dārzu, vai arī varat manuāli apūdeņot dārzu, kad vien nolemjat, un jūsu izvēlētajā ūdens daudzumā, nospiežot viedtālruņa pogu.

Mūsu viedais dārzs atbilst jūsu vietējiem apstākļiem un samazina ūdens patēriņu un rēķinus par ūdeni līdz pat 60%, apūdeņojot augus perfektā laikā un apstākļos.

Dodieties nākotnē ar mūsu gudro dārzu un sāciet viegli, ātri un ne mazāk svarīgi kopt savu dārzu, netērējot daudz naudas.

1. darbība: detaļas

Šim projektam jums būs nepieciešams:

Elektroniskās ierīces un plates:

1) NodeMCU;

2) 2 (vai vairāk) kanālu analogo multipleksoru;

3) tranzistors;

4) ūdens sūknis (mēs izmantojām 12V Blige sūkni 350GPH);

5) Barošanas avots

Sensori:

6) gaismas sensors (no gaismas atkarīgs rezistors);

7) MPU-6050 sensors (vai jebkurš temperatūras sensors);

8) Kapacitatīvs augsnes mitruma sensors;

Fiziski

9) 3/4 ūdens caurule;

10) Rezistori;

11) vadi un paplašinājumi;

12) viedtālrunis

13) lietotne Blynk

2. solis: Elektroinstalācija - dēlis un sensori

Tālāk skatiet detalizētus norādījumus par to, kā savienot dažādas sastāvdaļas, un skatiet iepriekš publicēto elektroinstalācijas shēmu.

Dēlis un MultiPlexer

Novietojiet NodeMCU un multipleksoru uz maizes dēļa, kā parādīts diagrammā.

Izmantojiet divus džemperus, lai savienotu NodeMCU 5V un GND attiecīgi maizes paneļa kolonnā “+” un “-”, un savienojiet multipleksoru ar NodeMCU, kā parādīts iepriekš.

Sensoru pieslēgšana

1) Gaismas sensors (no gaismas atkarīgs rezistors) - Jums būs nepieciešami trīs džemperi un 100K rezistors.

Izmantojiet 3 džemperus, lai savienotu sensoru ar 5V, GND un multiPlexer Y2, kā parādīts iepriekš.

2) MPU -6050 sensors - Lai savienotu sensoru ar NodeMCU 5V, GND un D3, D4, jums būs nepieciešami četri džemperi, kā parādīts iepriekš.

3) Kapacitatīvs augsnes mitruma sensors (CSMS) - savienojiet CSMS ar 3 džemperiem pie multipleksora 5V, GND un Y0, kā parādīts iepriekš.

Tagad pievienojiet USB kabeli NodeMCU un turpiniet nākamo darbību.

3. solis: Elektroinstalācija - tranzistors un sūknis

Skatiet zemāk detalizētus norādījumus par to, kā savienot Rely un ūdens sūkni, un skatiet iepriekš publicētos vadu attēlus.

Tranzistors

Lai savienotu tranzistoru, izmantojiet 3 džemperus:

1. Vidējā kāja līdz ūdens sūkņa “-”;

2. Kreisā kāja uz 12V barošanas avota '-';

3. Labā kāja līdz MCU D0;

Ūdens sūknis

Pievienojiet 12 V barošanas avota “+” ūdens sūkņa “+”.

4. darbība. Sistēmas pievienošana

Mēs iesakām maizes dēli kopā ar visām citām sastāvdaļām ievietot jaukā kastē.

Tam vajadzētu būt ūdens spainī.

Paņemiet garu 3/4 'cauruli; Bloķējiet vienu caurules galu un otru galu piestipriniet pie ūdens sūkņa; izveido dažus caurumus gar cauruli un izvieto to augu tuvumā;

ievietojiet augsnes sensoru augsnē. Ņemiet vērā, ka sensora brīdinājuma līnijai jābūt ārpus augsnes.

Jūs varat apskatīt iepriekš redzamo attēlu, lai redzētu, kā mēs ievietojām sistēmu.

5. darbība: kods

Atveriet pievienoto.ino failu ar arduino redaktoru.

Pirms augšupielādējat to NodeMCU, lūdzu, pievērsiet uzmanību šādiem parametriem, kurus, iespējams, vēlēsities mainīt:

1) const int AirValue = 900; Šī vērtība jāpārbauda ar augsnes mitruma sensoru.

Izņemiet sensoru no augsnes un pārbaudiet iegūto vērtību. Jūs varat mainīt koda vērtību atbilstoši.

2) const int WaterValue = 380; Šī vērtība jāpārbauda ar sensoru.

Izņemiet sensoru no augsnes un ievietojiet to glāzē ūdens. Pārbaudiet iegūto vērtību - Jūs varat mainīt kodu vērtību atbilstoši.

Pēc iepriekš minēto darbību veikšanas vienkārši augšupielādējiet kodu NodeMCU.

6. darbība: IFTTT sīklietotnes

Ja sistēma nolemj dārzu automātiski apūdeņot, tā jums nosūtīs e -pastu, lai jūs zinātu, ka jūsu dārzs tika apūdeņots, jo augsne bija ļoti sausa.

Mēs iesakām konfigurēt sistēmu tā, lai tā apūdeņotu tikai naktīs vai tad, kad saules līmenis ir zems.

tādā veidā jūs ietaupīsiet ievērojamu daudzumu ūdens katru mēnesi !!

Lietotnē Blynk mēs izmantojām vienu tīmekļa āķa logrīku. Tīmekļa āķa logrīks tika izmantots, lai aktivizētu notikumu IFTTT. IFTTT sīklietotnes Datums/laiks -> tīmekļa āķi, Blynk virtuālā tapa maina savu vērtību. Kas aktivizē funkciju, kas jums nosūta pastu, kad augsne ir ļoti sausa un tika veikta automātiskā apūdeņošana.

7. solis: viedais dārzs - lietojumprogramma BLYNK

Mūsu BLYNK lietojumprogrammā ir šādas funkcijas:

1) LCD - LCD sniegs jums atbilstošu informāciju par sistēmu. Tas informēs jūs, kad sistēma darbina ūdens sūkni un apūdeņo augus.

2) Augsnes mitruma skala - sniedz informāciju par augsnes mitrumu.

Skala parāda mitrumu procentos tā, lai nulle procenti būtu vidējais gaisa mitruma līmenis, bet 100 procenti - ūdens mitrums.

Mēs arī pievienojām mutisku mitruma līmeņa aprakstu, ko attēlo piecas iespējas:

A. Ļoti slapjš - kad augsni peld ar ūdeni.

B. Slapjš - starp parasto un applūdušo. Paredzams, ka šāda situācija radīsies kādu laiku pēc zemes apūdeņošanas.

C. Ideāli - ja augsne satur ideālu ūdens daudzumu augiem.

D. Sauss - kad augsne sāk izžūt. Tomēr lielākajā daļā augu vēl nav nepieciešams laistīt.

E. Ļoti sauss - šajā situācijā pēc iespējas ātrāk laistiet augsni (ņemiet vērā, ka, ja ir ieslēgts automātiskās apūdeņošanas režīms, sistēma automātiski apūdeņo dārzu, kad augsne ir ļoti sausa).

* Ideāls augsnes mitruma līmenis, protams, ir atkarīgs no jūsu dārzā sastopamajiem augiem.

* Jūs varat mainīt ūdens mitruma un gaisa mitruma līmeni atbilstoši iepriekš aprakstītajam.

3) Saulainā skala - sniedz informāciju par gaismas līmeni, uz kuru iedarbojas augi. Nepieciešamais ideālais apgaismojuma līmenis ir atkarīgs no tā, kāda veida augi atrodas jūsu dārzā.

4) Temp - nodrošina temperatūru jūsu augu apkārtnē.

5) Automātiskā apūdeņošana - kad šī poga ir IESLĒGTA, sistēma automātiski apūdeņo augus, kad augsnes mitrums kļūst “Ļoti sauss”.

6) Daudzums - nospiežot '+' vai ' -', jūs varat izvēlēties ūdens daudzumu (litros) augu apūdeņošanai.

8. darbība. Sistēmas simulācija darbībā

Skatiet sistēmas darbību tiešraidē pievienotajā video !!:)

Ņemiet vērā, ka, ieslēdzot automātisko apūdeņošanu, sistēma automātiski apūdeņo jūsu dārzu, tiklīdz augsne kļūst ļoti sausa. sistēmu var konfigurēt apūdeņošanai tikai tad, kad saule nav pārāk spēcīga (piemēram, tikai vēlu vakarā), tāpēc ūdens netiks izšķiests !!!

Ja sistēma nolemj automātiski apūdeņot dārzu, tā par to informēs lietojumprogrammas LCD ekrānā (ja tā ir atvērta viedtālrunī) un nosūtīs arī e -pastu!

9. solis: uzlabojumi un nākotnes plāni

Galvenais izaicinājums

Mūsu galvenais izaicinājums bija izdomāt, kuri sensori mums būtu jāizmanto, kur tos novietot un kādas beigu punktu vērtības jāizmanto, lai iegūtu vislabākos rezultātus.

Tā kā mums bija jāparāda daudz informācijas (augsnes mitrums, temperatūra, gaismas līmenis, augsnes stāvoklis utt.), Mēs pavadījām daudz laika, lai padarītu mūsu lietotni pēc iespējas skaidrāku un ērtāku.

Sākumā mēs strādājām ar Rely, kas ļoti apgrūtināja mūsu dzīvi, izmēģinājām vairākas metodes, un mēs sapratām, ka NodeMCU un reljefs dažkārt nav ļoti stabili, jo NODE MCU izejas digitālo tapu augstā vērtība ir tikai 3 volti, kad atskaite darbojas ar 5 V spriegumu, tāpēc, kad mēs vēlējāmies ieslēgt sūkni un iestatīt D1 izeju uz HIGH, slēdzis nedarbojās tā, kā bija paredzēts, ka 5 V mainīs savu stāvokli.

Tiklīdz mēs nomainījām balstiekārtu ar tranzistoru, mēs varētu viegli kontrolēt sūkni.

Sistēmas ierobežojumi

Mūsu dārzs ir mazs, nebija iespējams ievietot lielu skaitu sensoru, lai saņemtu informāciju no vairākām dažādām mūsu dārza teritorijām. Izmantojot vairāk sensoru un lielāku dārzu, mēs varētu uzzināt vairāk par apstākļiem, kas valda katrā dārza zonā, un izmantot īpašus rekvizītus katrai dārza zonai, lai tā iegūtu vislabākos apstākļus un apstrādi savām īpašajām vajadzībām, kā arī to pielāgotu automātiskai apūdeņošanai.

Nākotnes vīzija

Mūsu nākotnes domas galvenokārt rodas no sistēmas ierobežojumiem. Mērķis ir ieviest to pašu viedo dārza sistēmu- tikai lielu lielākos mērogos.

Mēs uzskatām, ka šādu sistēmu var pielāgot jebkura veida platformai, sākot no privātiem dārziem, kā arī publiskiem dārziem līdz pat lauksaimniecības nozarei, piemēram, lielām siltumnīcām un lauksaimniecības laukiem.

Katrai sistēmai (atkarībā no tās lieluma) mēs izmantosim vairāk sensoru. Piemēram:

1. Liels skaits augsnes mitruma sensoru: ar lielu skaitu sensoru mēs varam zināt mitruma līmeni jebkurā noteiktā zemes/augsnes daļā.

2. Liels gaismas sensoru skaits: līdzīgi iepriekš minētajam iemeslam pat šeit mēs varam iegūt vairāk nekā specifiski dažādās dārza vietās.

Pievienojot šos sensorus, mēs varam apvienot īpašu apstrādi jebkura veida augiem mūsu dārzā.

Tā kā dažāda veida augiem ir nepieciešama atšķirīga apstrāde, mēs varam pielāgot katru sava dārza platību cita veida augiem, un ar lielu skaitu sensoru mēs pielāgojam konkrētajam augam precīzu tā stāvokli. Tādā veidā mēs varam audzēt dažādus augus mazākā reljefā.

Vēl viena būtiska daudzu sensoru priekšrocība ir spēja noteikt mitruma līmeni augsnē un temperatūru, bloķējot, lai uzzinātu, kad ir nepieciešams laistīt kādu Zemes daļu, un mēs varam kontrolēt apūdeņošanu tā, lai maksimāls ūdens ietaupījums. Mums ir jālaista viss dārzs tikai tad, ja neliela tā daļa ir sausa, mēs varam mainīt tikai šo platību.

3. Sistēmas pievienošana galvenajam ūdens maisītājam - tādā veidā mums nav jāuzpilda ūdens traukā. Šāda savienojuma lielā priekšrocība ir maksimāla apūdeņošanas kontrole un ūdens daudzums, ko saņem katrs augsnes reģions, neuztraucoties par ūdens iztukšošanos tvertnē.

4. Īpaša lietojumprogramma sistēmai - jaunas, ar sistēmu saderīgas lietojumprogrammas rakstīšana. Ar visu mīlestību application Blynk lietojumprogrammu mēs nevaram to izmantot kā galveno sistēmas lietojumprogrammu. Mēs vēlētos sistēmā uzrakstīt unikālu lietojumprogrammu, kas atbilst kontrolierim un sensoriem, ar kuriem mēs vēlamies strādāt, lai sniegtu lietotājam perfektu pieredzi.

Šādas lietojumprogrammas rakstīšana dos mums iespēju pievienot vairāk funkciju, pēc tam tās, kuras mēs varam atrast vietnē Blynk. Piemēram, izveidojiet klientam lietotāja profilu, apkopojiet informāciju par katru klientu un konsultējiet viņu par labākajām un efektīvākajām īpašībām, kas atbilst viņa vajadzībām.

Mēs vēlētos izveidot algoritmu, kas apgūtu visu informāciju, ko iegūstam no dažādiem sensoriem, un izmantotu to, lai radītu augiem vislabākos apstākļus.

Pēc tam mēs varam izveidot tiešsaistes klientu loku, kas tiek papildināts ar ieteikumiem un saņem tiešsaistes palīdzību sistēmas problēmas gadījumā.

Mēs patiesi domājam, ka šādam projektam ir liels potenciāls apkalpot plašu klientu loku: no privātpersonām, kurām ir mazi dārzi, līdz dekoratīviem dārziem uzņēmumos, kas vēlētos viegli kopt savus dārzus, vienlaikus ietaupot ūdeni un resursus, un līdz lauksaimniekiem un lieliem uzņēmumiem, kuriem ir lieli lauki un siltumnīcas un kuri meklē efektīvu un salīdzinoši lētu risinājumu, kas viņiem sniegs visatbilstošāko informāciju par viņu produkciju, tādējādi dodot viņiem priekšrocības salīdzinājumā ar konkurentiem viņu produkcijas kvalitātes ziņā, un līdz ietaupot izdevumus gan par ūdeni, gan par precēm ar trūkumiem, kas nav pienācīgi apstrādāti (piemēram, saņemts pārāk daudz ūdens).