Αυτόματο σύστημα ποτίσματος φυτών με χρήση μικροφώνου: bit: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Έργα Tinkercad »

Σε αυτό το Instructable, θα σας δείξω πώς να φτιάξετε ένα αυτόματο σύστημα ποτίσματος φυτών χρησιμοποιώντας ένα Micro: bit και μερικά άλλα μικρά ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Το Micro: bit χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα υγρασίας για να παρακολουθεί το επίπεδο υγρασίας στο έδαφος του φυτού και στη συνέχεια ενεργοποιεί μια μικρή αντλία για να ποτίσει το φυτό εάν το χώμα στεγνώσει πολύ. Με αυτόν τον τρόπο, το φυτό σας φροντίζεται πάντα, ακόμη και όταν το έχετε ξεχάσει ή είστε μακριά.

Αν σας αρέσει αυτό το Instructable, ψηφίστε το στο διαγωνισμό Block Code!

Προμήθειες:

• MicroBit - Αγοράστε εδώ
• Αισθητήρας χωρητικότητας υγρασίας - Αγοράστε εδώ
• Αντλία DC - Αγοράστε εδώ
• Ενότητα ρελέ - Αγοράστε εδώ
• Καλώδιο κορδέλας - Αγοράστε εδώ
• Δοχεία αποθήκευσης (Δεν είναι το ίδιο, αλλά πρέπει να λειτουργούν) - Αγοράστε εδώ
• Τροφοδοτικό - Αγοράστε εδώ
• Βίδες M3 - Αγοράστε εδώ

Έχω χρησιμοποιήσει την έκδοση 2 του MicroBit, αλλά αυτό το έργο μπορεί να γίνει και με την πρώτη έκδοση.

Βήμα 1: Προετοιμασία των εξαρτημάτων σας

Το MicroBit είναι ένας μικρός προγραμματιζόμενος μικροελεγκτής που διαθέτει έναν αριθμό ενσωματωμένων αισθητήρων και κουμπιών, καθιστώντας το ξεκίνημα με τον προγραμματισμό πολύ εύκολο.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κωδικοποίηση μπλοκ για παιδιά και λιγότερο έμπειρους προγραμματιστές και JavaScript ή Python για εκείνους που είναι πιο έμπειροι στον προγραμματισμό και θέλουν να αποκτήσουν περισσότερη λειτουργικότητα από αυτό. Διαθέτει επίσης μια σειρά από καρφίτσες IO διαθέσιμες για αισθητήρες και συσκευές στο κάτω άκρο της.

Ο χωρητικός αισθητήρας υγρασίας που χρησιμοποιώ λειτουργεί σε 3.3V, το οποίο είναι τέλειο για χρήση απευθείας με το MicroBit.

Σημείωση: Αυτοί οι χωρητικοί αισθητήρες αναφέρουν γενικά ότι λειτουργούν μεταξύ 3,3V και 5V και παράγουν έως και 3,3V, καθώς διαθέτουν ρυθμιστή τάσης επί του σκάφους. Έχω διαπιστώσει ότι πολλές από τις φθηνότερες εκδόσεις αυτών των αισθητήρων δεν λειτουργούν στην πραγματικότητα με τάση εισόδου 3,3V, αλλά απαιτούν 3,5-4V πριν "ενεργοποιηθούν". Θα πρέπει να είστε προσεκτικοί με αυτό καθώς το Micro: bit έχει σχεδιαστεί μόνο για τάση εισόδου έως 3,3V.

Η αντλία θα πρέπει να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί χρησιμοποιώντας μια μονάδα ρελέ. Η μονάδα ρελέ μεταφέρει την ισχύ στην αντλία, έτσι ώστε το ρεύμα να μην ρέει μέσω του MicroBit.

Βήμα 2: Σχεδιάζοντας το κύκλωμα και τον κώδικα στο TinkerCAD

Σχεδίασα το κύκλωμα και έκανα την κωδικοποίηση μπλοκ στο TinkerCAD αφού πρόσθεσαν πρόσφατα το MicroBit στην πλατφόρμα τους. Η κωδικοποίηση αποκλεισμού είναι ένας πολύ εύκολος τρόπος για τη δημιουργία βασικών προγραμμάτων με απλή μεταφορά και απόθεση μπλοκ λειτουργιών.

Χρησιμοποίησα έναν κινητήρα DC για να αντιπροσωπεύσω την αντλία και ένα ποτενσιόμετρο για να προσομοιώσω την είσοδο του αισθητήρα υγρασίας καθώς απαιτεί επίσης τις ίδιες τρεις συνδέσεις.

Στην τελική μου έκδοση του κωδικού μπλοκ, το Micro: bit δείχνει ένα χαμογελαστό πρόσωπο όταν είναι ενεργοποιημένο και αρχίζει να λαμβάνει ενδείξεις υγρασίας κάθε 5 δευτερόλεπτα και να τις σχεδιάζει στο γράφημα της οθόνης. Ελέγχει επίσης εάν το επίπεδο υγρασίας είναι κάτω από το καθορισμένο όριο και εάν είναι τότε ενεργοποιεί την αντλία για 3 δευτερόλεπτα. Συνεχίζει να κυκλώνει την αντλία, με ένα διάλειμμα 5 δευτερολέπτων μεταξύ των κύκλων, έως ότου το επίπεδο υγρασίας είναι και πάλι πάνω από το όριο.

Πρόσθεσα επίσης λειτουργίες στα δύο κουμπιά όπου το κουμπί Α ενεργοποιεί την αντλία για 3 δευτερόλεπτα για να ποτίζει χειροκίνητα το φυτό και το κουμπί Β δείχνει την ένδειξη του επιπέδου υγρασίας στην οθόνη.

Βήμα 3: Δοκιμή κυκλώματος και κώδικα

Μόλις ήμουν ευχαριστημένος με την προσομοίωση που τρέχει στο TinkerCAD, ένωσα τα εξαρτήματα μαζί στο γραφείο μου για να ελέγξω ότι λειτουργούσαν με τον ίδιο τρόπο. Έκανα προσωρινές συνδέσεις χρησιμοποιώντας μερικούς βραχυκυκλωτήρες και κλιπ αλιγάτορα για να τα συνδέσω με τις καρφίτσες Micro: bit.

Αυτό έγινε κυρίως για να ελέγξει ότι το Micro: bit διάβαζε τις σωστές τιμές από τον αισθητήρα και ότι το ρελέ ήταν σε θέση να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί.

Βήμα 4: Δημιουργία δεξαμενής νερού

Μόλις ήμουν ευχαριστημένος με τη δοκιμαστική εγκατάσταση, ξεκίνησα να φτιάχνω μια δεξαμενή νερού, να κατασκευάζω τα εξαρτήματα σε ένα περίβλημα και να κάνω τις μόνιμες ηλεκτρικές συνδέσεις.

Βρήκα αυτά τα δύο δοχεία σε ένα τοπικό εκπτωτικό κατάστημα. Συγκεντρώνονται έτσι ώστε να μπορώ να χρησιμοποιήσω το κάτω μέρος ως δεξαμενή και το πάνω για να στεγάσω τα ηλεκτρονικά.

Για να φτιάξω τη δεξαμενή, έπρεπε να τοποθετήσω την αντλία στη δεξαμενή με την είσοδο νερού όσο το δυνατόν πιο κοντά στον πυθμένα, αφήνοντας όμως αρκετό χώρο για να ρέει το νερό. Κόλλησα την αντλία στη θέση της χρησιμοποιώντας ένα πιστόλι κόλλας.

Στη συνέχεια άνοιξα τρύπες για τα καλώδια στον κινητήρα και τον σωλήνα για την έξοδο νερού.

Βήμα 5: Συναρμολογήστε τα Ηλεκτρονικά

Iθελα το MicroBit να τοποθετηθεί στο μπροστινό μέρος του περιβλήματος έτσι ώστε να είναι εύκολο να το δει κανείς, καθώς χρησιμοποιώ την οθόνη LED στο μπροστινό μέρος ως γραφική παράσταση της στάθμης του νερού.

Ανοίξαμε μερικές τρύπες στο μπροστινό μέρος για να κρατήσω το MicroBit και να λειτουργήσω ως συνδέσεις με τις ακίδες IO στο κάτω μέρος. Χρησιμοποίησα μερικές μακριές βίδες κεφαλής M3 x 20mm για να βιδώσω τους ακροδέκτες στις ακίδες IO και να συνδεθώ με την καλωδίωση στο εσωτερικό της θήκης. Συνδέσα την καλωδίωση με τις βίδες τυλίγοντας μερικές από τις εκτεθειμένες καλωδιώσεις γύρω από τις βίδες και στη συνέχεια χρησιμοποιώντας σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας για να την κρατήσουμε στη θέση της.

Έκανα επίσης τρύπες για το καλώδιο τροφοδοσίας στο Micro: bit, για την πρίζα στο πίσω μέρος και για τα καλώδια της αντλίας και του αισθητήρα υγρασίας.

Στη συνέχεια, ένωσα όλη την καλωδίωση, κόλλησα τις αρθρώσεις και ένωσα τα εξαρτήματα μαζί στο εσωτερικό του περιβλήματος.

Βήμα 6: Δοκιμή του συστήματος ποτίσματος

Τώρα που όλα τα εξαρτήματα έχουν συναρμολογηθεί, ήρθε η ώρα για μια δοκιμή πάγκου.

Γέμισα τη δεξαμενή με νερό και άνοιξα το τροφοδοτικό.

Το Micro: ενεργοποιήθηκε λίγο και άρχισε να κάνει αναγνώσεις. Επειδή ο αισθητήρας υγρασίας δεν ήταν στο χώμα, το Micro: bit κατέγραψε αμέσως το "χώμα" ως ξηρό και ενεργοποίησε την αντλία.

Φαίνεται λοιπόν ότι όλα λειτουργούν σωστά και μπορούμε να το δοκιμάσουμε σε ένα φυτό.

Βήμα 7: Ρύθμιση του συστήματος ποτίσματος σε μια εγκατάσταση

Για να ρυθμίσετε το Micro: bit up σε ένα εργοστάσιο, έσπρωξα τον αισθητήρα υγρασίας στο έδαφος, βεβαιωμένος ότι τα ηλεκτρονικά ήταν πάνω από το επίπεδο του εδάφους. Στη συνέχεια τοποθέτησα την έξοδο νερού πάνω από το κέντρο του εδάφους, έτσι ώστε το νερό να κατανέμεται ομοιόμορφα γύρω από τις ρίζες του φυτού.

Βήμα 8: Χρήση του αυτόματου συστήματος ποτίσματος φυτών

Το γράφημα στο μπροστινό μέρος δείχνει το επίπεδο υγρασίας που μετριέται από τον αισθητήρα καθώς το χώμα στεγνώνει. Όταν φτάσει κάτω από το όριο που έχει οριστεί στον κωδικό, η αντλία ενεργοποιείται αυτόματα σε διαστήματα 3 δευτερολέπτων έως ότου το επίπεδο υγρασίας ανέβει ξανά πάνω από το όριο. Θα πρέπει γρήγορα να παρατηρήσετε ότι το επίπεδο υγρασίας του εδάφους αυξάνεται ξανά μόλις τεθεί σε λειτουργία η αντλία.

Μπορείτε επίσης να πατήσετε το κουμπί Α στο μπροστινό μέρος του MicroBit για να ενεργοποιήσετε την αντλία για 3 δευτερόλεπτα και να ποτίσετε το φυτό χειροκίνητα.

Θα μπορούσατε ακόμη και να συνδέσετε πολλαπλά MicroBits μαζί χρησιμοποιώντας το ραδιοφωνικό τους σύνδεσμο για να δείτε το επίπεδο υγρασίας του φυτού σας από διαφορετικό δωμάτιο ή να το ποτίσετε από απόσταση. Μια ωραία ιδέα θα ήταν να χρησιμοποιήσετε ένα ξεχωριστό Micro: bit ως ταμπλό και διανομέα ελέγχου για μερικά άλλα Micro: bits που λειτουργούν ως αυτόματα συστήματα ποτίσματος φυτών.

Έχετε δημιουργήσει κάτι χρησιμοποιώντας ένα Micro: bit; Ενημερώστε με στην ενότητα σχολίων.

Επίσης, θυμηθείτε να ψηφίσετε για αυτό το Instructable στο διαγωνισμό Block Code αν το απολαύσατε!

Δεύτερο Βραβείο στον Διαγωνισμό Block Code