Εσωτερικός κήπος Arduino: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Η κηπουρική στη σύγχρονη εποχή σημαίνει να κάνουμε τα πράγματα πιο περίπλοκα και επίπονα, με ηλεκτρόνια, bits και bytes. Ο συνδυασμός μικροελεγκτών και κηπουρικής είναι μια πραγματικά δημοφιλής ιδέα. Νομίζω ότι αυτό συμβαίνει επειδή οι κήποι έχουν πολύ απλές εισόδους και εξόδους που είναι εύκολο να τυλίξετε το κεφάλι σας. Υποθέτω ότι οι άνθρωποι (συμπεριλαμβανομένου και του εαυτού μου) βλέπουν ένα διαβόητα απλό και χαλαρό χόμπι και δεν μπορούν παρά να αισθάνονται αναγκασμένοι να το περιπλέξουν υπερβολικά.

Σε αυτό το έργο θα σας δείξω πώς να φτιάξετε μια απλούστερη έκδοση του εσωτερικού κήπου χρησιμοποιώντας τον πίνακα Arduino Dev.

Παρέχω μια πλήρη καθοδήγηση βήμα προς βήμα για να σας δείξω πώς να φτιάξετε τον δικό σας όμορφο κήπο και εξηγώ λεπτομερώς τα μέρη υλικού και λογισμικού για να μετατρέψω αυτήν την καθοδήγηση στον απλούστερο τρόπο που σας οδηγεί να δοκιμάσετε τις δικές τους δεξιότητες στην ηλεκτρονική κατασκευή. Αυτό το έργο είναι τόσο βολικό για να το φτιάξετε ειδικά μετά την απόκτηση του προσαρμοσμένου PCB που παραγγείλαμε από το JLCPCB για να βελτιώσουμε την εμφάνιση του αυτοκινήτου μας και επίσης υπάρχουν αρκετά έγγραφα και κωδικοί σε αυτόν τον οδηγό που θα σας επιτρέψουν να δημιουργήσετε το αυτόματο σύστημα κήπου σας.

Έχουμε κάνει αυτό το έργο σε μόλις 7 ημέρες μόνο, μόλις τρεις ημέρες για να ολοκληρώσουμε την κατασκευή του υλικού και τη συναρμολόγηση, στη συνέχεια 4 ημέρες για να προετοιμάσουμε τον κώδικα και την εφαρμογή Android. για να ελέγξετε τον κήπο μέσω αυτού. Πριν ξεκινήσετε, ας δούμε πρώτα

Τι θα μάθετε από αυτό το σεμινάριο:

• Επιλέγοντας τα σωστά εξαρτήματα ανάλογα με τις λειτουργίες του έργου σας
• Κάνοντας το κύκλωμα να συνδέει όλα τα επιλεγμένα εξαρτήματα
• Συγκεντρώστε όλα τα μέρη του έργου και ξεκινήστε τις δοκιμές
• Χρήση της εφαρμογής Android. να συνδεθείτε μέσω Bluetooth και να αρχίσετε να χειρίζεστε το σύστημα

Βήμα 1: Τι είναι ένας εσωτερικός κήπος

Τα περισσότερα φυτά έχουν απλές ανάγκες. Καθώς πηγαίνουν οι επισκέπτες, είναι σχετικά απαιτητικοί. Υπάρχουν μόνο τρία βασικά πράγματα που πρέπει να καταλάβετε πριν αποφασίσετε να καλέσετε ένα φυτό στο σπίτι: φως, νερό και αέρας. Εάν μπορείτε να κατακτήσετε αυτά τα τέσσερα στοιχεία, από την οπτική γωνία ενός φυτού, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν εσωτερικό κήπο σχεδόν οπουδήποτε στον κόσμο και σε οποιαδήποτε εποχή του χρόνου.

• Φως - Τα περισσότερα φυτά κήπου χρειάζονται τουλάχιστον έξι ώρες φως την ημέρα. Αλλά πρέπει να είναι καλό φως. Εάν βάλετε το χέρι σας μπροστά από το παράθυρο και δεν κάνει σκιά, το πιθανότερο είναι ότι το φως δεν είναι επαρκές για τα περισσότερα φυτά για να ζήσουν μια ευτυχισμένη ζωή. Ωστόσο, μπορείτε πάντα να συμπληρώσετε συνθήκες χαμηλού φωτισμού με φώτα ανάπτυξης. Εάν έχετε μέτριο φυσικό φως στο σπίτι σας και δεν θέλετε να φασαρείτε με ειδικό φωτισμό, κολλήστε σε φυτά που συνήθως χρειάζονται συνθήκες χαμηλού φωτισμού ή δοκιμάστε να μετακινήσετε τον κήπο σας ένα ηλιόλουστο περβάζι.
• Νερό - Τα φυτά χρειάζονται συνθήκες κοντά σε εκείνες των φυσικών τους οικοτόπων. Ένα φυτό που καλεί την έρημο σπίτι θα χρειαστεί λιγότερο συχνό πότισμα από ένα φυτό που ζει σε έναν βάλτο. Η γνώση των συνθηκών νερού που προτιμά ένα φυτό είναι ένα καλό πρώτο βήμα για τη διατήρηση ενός επιτυχημένου εσωτερικού κήπου. Είναι πιο εύκολο από όσο νομίζετε γιατί τα ίδια τα φυτά θα σας δίνουν συχνά ενδείξεις. Τα φυτά με παχιά ελαστικά φύλλα είναι αποθησαυριστές νερού και συνήθως μπορούν να επιβιώσουν με λιγότερο νερό από τα φυτά με λεπτά, λεπτά φύλλα. Αν μισείτε να ποτίζετε τα φυτά σας, επιλέξτε ποικιλίες που μπορούν να ευδοκιμήσουν λιγότερο ή επιλέξτε γλάστρες με κρυφές δεξαμενές για να μειώσετε τις δουλειές του ποτίσματος σας.
• Αέρας - Ως υποπροϊόν της φωτοσύνθεσης, τα φυτά παράγουν οξυγόνο και φιλτράρουν τα δυσάρεστα αέρια, όπως η φορμαλδεhyδη, από το περιβάλλον του σπιτιού σας μέσω των φύλλων τους. Για να διατηρήσετε τα φυτά υγιή, πρέπει να διατηρήσετε τα φύλλα τους καθαρά και να διατηρήσετε τον αέρα γύρω τους σε κίνηση και υγρό. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να τα τοποθετήσετε σε ένα σημείο με καλή ροή αέρα ή να τους παρέχετε έναν μικρό ανεμιστήρα.

Θα κάνω ένα σύστημα βασισμένο σε Arduino για να επιβλέπω τη θερμοκρασία και την υγρασία του φυτού μου και να παρέχω αυτόματα τις απαραίτητες ανάγκες του, όπως ένταση φωτός, νερό και καθαρό καθαρό αέρα και για να το κάνω αυτό χρειάζομαι αισθητήρες για τον έλεγχο ορισμένων ενεργοποιητών. Για παράδειγμα, θα ελέγξω την ένταση του φωτός ανάλογα με τα σήματα που λαμβάνονται από τον αισθητήρα φωτεινότητας του φωτός, όπως και για το πότισμα, χρησιμοποίησα έναν αισθητήρα υγρασίας για να ενεργοποιήσω και να απενεργοποιήσω μια αντλία νερού και έναν αισθητήρα θερμοκρασίας/υγρασίας για τον έλεγχο και την απενεργοποίηση ενός ανεμιστήρα 12V DC Το

Βήμα 2: Αισθητήρες και ενεργοποιητές

Η δημιουργία αυτού του συστήματος είναι η Συναρμολόγηση ορισμένων αισθητήρων και ενεργοποιητών προκειμένου να έχετε πρόσβαση στα φυσικά δεδομένα γύρω από το εργοστάσιο και να μπορείτε να βρείτε ποιο πράγμα ζητείται από το εργοστάσιο και πότε πρέπει να το παρέχετε.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πρέπει να χρησιμοποιήσετε ορισμένους αισθητήρες και ενεργοποιητές που είναι όλοι συνδεδεμένοι σε έναν πίνακα Arduino:

Αισθητήρες

1. Αισθητήρας φωτός BH1750: BH1750FVI Είναι ένας ψηφιακός αισθητήρας φωτός, ο οποίος είναι ένας ψηφιακός αισθητήρας περιβάλλοντος αισθητήρα φωτός περιβάλλοντος για διεπαφή διαύλου I2C. Αυτό το IC είναι το πιο κατάλληλο για τη λήψη δεδομένων φωτισμού περιβάλλοντος για τη ρύθμιση της ισχύος του οπίσθιου φωτισμού LCD και πληκτρολογίου του κινητού τηλεφώνου. Είναι δυνατή η ανίχνευση μεγάλου εύρους σε υψηλή ανάλυση. (1 - 65535 lx).
2. Αισθητήρας υγρασίας εδάφους: Οι αισθητήρες υγρασίας που μετρούν την αντίσταση ή την αγωγιμότητα στο έδαφος μεταξύ δύο επαφών είναι ουσιαστικά ανεπιθύμητοι. Πρώτα απ 'όλα, η αντίσταση δεν είναι πολύ καλός δείκτης της περιεκτικότητας σε υγρασία, επειδή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από έναν αριθμό παραγόντων που μπορεί να διαφέρουν από κήπο σε κήπο, συμπεριλαμβανομένου του ph του εδάφους, των διαλυμένων στερεών στο νερό και της θερμοκρασίας. Δεύτερον, τα περισσότερα από αυτά είναι κακής ποιότητας με επαφές που διαβρώνονται εύκολα. Ως επί το πλείστον θα ήσασταν τυχεροί για να διαρκέσει ένας ολόκληρος σεζόν.
3. Αισθητήρας θερμοκρασίας & υγρασίας: Ο DHT11 είναι ένας βασικός, εξαιρετικά χαμηλού κόστους ψηφιακός αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας. Χρησιμοποιεί έναν χωρητικό αισθητήρα υγρασίας και ένα θερμίστορ για τη μέτρηση του περιβάλλοντος αέρα και εκπέμπει ένα ψηφιακό σήμα στην ακίδα δεδομένων (δεν απαιτούνται αναλογικές ακίδες εισόδου). Είναι αρκετά απλό στη χρήση, αλλά απαιτεί προσεκτικό χρονισμό για την αρπαγή δεδομένων. Το μόνο πραγματικό μειονέκτημα αυτού του αισθητήρα είναι ότι μπορείτε να λαμβάνετε νέα δεδομένα από αυτόν μόνο μία φορά κάθε 2 δευτερόλεπτα, οπότε όταν χρησιμοποιείτε τη βιβλιοθήκη μας, οι ενδείξεις των αισθητήρων μπορεί να είναι παλαιές έως και 2 δευτερόλεπτα.

Ενεργοποιητές

1. Ανοιχτό λευκό LED: Μια δίοδος εκπομπής φωτός (LED) είναι μια πηγή ημιαγωγών δύο αγωγών. Είναι μια δίοδος σύνδεσης p – n που εκπέμπει φως όταν ενεργοποιείται. [5] Όταν εφαρμόζεται μια κατάλληλη τάση στους αγωγούς, τα ηλεκτρόνια είναι σε θέση να ανασυνδυαστούν με οπές ηλεκτρονίων μέσα στη συσκευή, απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή φωτονίων.
2. Αντλία νερού: Η αντλία είναι μια συσκευή που μετακινεί υγρά (υγρά ή αέρια), ή μερικές φορές πολτούς, με μηχανική δράση. Οι αντλίες μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις μεγάλες ομάδες σύμφωνα με τη μέθοδο που χρησιμοποιούν για τη μετακίνηση του ρευστού: αντλίες άμεσης ανύψωσης, μετατόπισης και βαρύτητας. Οι αντλίες λειτουργούν με κάποιο μηχανισμό (τυπικά παλινδρομικές ή περιστροφικές) και καταναλώνουν ενέργεια για να εκτελέσουν μηχανικές εργασίες μετακινώντας το υγρό. Οι αντλίες λειτουργούν μέσω πολλών πηγών ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της χειροκίνητης λειτουργίας, της ηλεκτρικής ενέργειας, των κινητήρων ή της αιολικής ενέργειας, έχουν πολλά μεγέθη, από μικροσκοπικά για χρήση σε ιατρικές εφαρμογές έως μεγάλες βιομηχανικές αντλίες.
3. DC 12V ανεμιστήρας ψύξης: Είναι σημαντικό να κατανοήσετε τις τεχνικές ψύξης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διατήρηση της ζωής του φυτού σας μετακινώντας φρέσκο αέρα γύρω από το φυτό όταν απαιτείται να διατηρηθεί το φυτό σε υγιείς συνθήκες.

Βήμα 3: Η κατασκευή PCB (Παραγωγή JLCPCB)

Σχετικά με το JLCPCB

Η JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), είναι η μεγαλύτερη επιχείρηση πρωτοτύπων PCB στην Κίνα και κατασκευαστής υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στο γρήγορο πρωτότυπο PCB και στην παραγωγή μικρών παρτίδων PCB.

Με πάνω από 10 χρόνια εμπειρίας στην κατασκευή PCB, η JLCPCB έχει περισσότερους από 200, 000 πελάτες στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, με πάνω από 8.000 online παραγγελίες πρωτοτύπων PCB και μικρή ποσότητα παραγωγής PCB την ημέρα. Η ετήσια παραγωγική ικανότητα είναι 200, 000 τ.μ. για διάφορα PCB 1 επιπέδου, 2 στρώσεων ή πολλαπλών στρωμάτων. Η JLC είναι επαγγελματίας κατασκευαστής PCB με μεγάλη κλίμακα, εξοπλισμό φρεατίων, αυστηρή διαχείριση και ανώτερη ποιότητα.

Επιστροφή στο έργο μας

Προκειμένου να παραχθεί το PCB, συνέκρινα την τιμή από πολλούς παραγωγούς PCB και επέλεξα την JLCPCB τους καλύτερους προμηθευτές PCB και τους φθηνότερους παρόχους PCB για να παραγγείλω αυτό το κύκλωμα. Το μόνο που χρειάζεται να κάνω είναι μερικά απλά κλικ για να ανεβάσω το αρχείο gerber και να ορίσω ορισμένες παραμέτρους όπως το χρώμα και η ποσότητα του PCB, έπειτα έχω πληρώσει μόλις 2 δολάρια για να αποκτήσω το PCB μου μετά από 3 ημέρες μόνο και έχω παρατηρήσει ότι υπάρχει είναι μερικές δωρεάν προσφορές αποστολής κατά καιρούς σε αυτήν την ηλεκτρονική πλατφόρμα παραγγελιών.

Μπορείτε να λάβετε το αρχείο Circuit (PDF) από εδώ.

Όπως μπορείτε να δείτε στις παραπάνω εικόνες, το PCB είναι πολύ καλά κατασκευασμένο και έχω το ίδιο σχήμα φύλλου PCB που σχεδιάσαμε και όλες οι ετικέτες και τα λογότυπα είναι εκεί για να με καθοδηγήσουν κατά τη διάρκεια των βημάτων συγκόλλησης.

Βήμα 4: Συστατικά

Τώρα ας αναθεωρήσουμε τα απαραίτητα στοιχεία για αυτό το έργο και μπορείτε να βρείτε όλους τους σχετικούς συνδέσμους για μια online παραγγελία, οπότε θα χρειαστούμε:

• - Το PCB που το παραγγείλαμε από το JLCPCB
• - Arduino Nano:
• - Ενότητα ESP01:
• -Μονάδα Bluetooth HC-05 ή HC-06:
• - Αισθητήρας φωτός BH1750:
• - Αισθητήρας θερμοκρασίας & υγρασίας:
• - Αισθητήρας υγρασίας:
• - Αντλία νερού:
• - 12V dc Fan:
• - λευκά LED:
• - Μερικές συνδέσεις κεφαλίδας:

Βήμα 5: Το Assemble

Είμαστε έτοιμοι τώρα, ας αρχίσουμε να κολλάμε τα εξαρτήματα και μην ξεχνάμε να ακολουθούμε τις ετικέτες για να αποφύγουμε λάθη συγκόλλησης. Ξεκινάμε με τη συγκόλληση του συνδέσμου Arduino για να ελέγξουμε την παροχή ρεύματος και μπορείτε επίσης να γράψετε έναν βασικό κωδικό δοκιμής για να επαληθεύσετε τη σωστή σύνδεση για κάθε αισθητήρα όπως ο αισθητήρας φωτός και είναι το ίδιο για τα LED επειδή είναι όλα συνδεδεμένα απευθείας στην πλακέτα (Arduino), ώστε να έχετε πλήρη πρόσβαση σε αυτά.

Σημείωση: Πρέπει να διατηρείτε το κολλητήρι σας ωραίο και καθαρό. Αυτό σημαίνει να το σκουπίζετε στο σφουγγάρι κάθε φορά που το χρησιμοποιείτε. Η άκρη του κολλητήριού σας πρέπει να είναι καθαρή και λαμπερή. Κάθε φορά που βλέπετε την άκρη να λερώνεται με ροή ή να οξειδώνεται, αυτό σημαίνει ότι χάνετε τη γυαλάδα της, θα πρέπει να την καθαρίζετε. Ακόμα κι αν βρίσκεστε στη μέση της συγκόλλησης. Έχοντας ένα καθαρό άκρο συγκόλλησης καθιστά πολύ πιο εύκολη τη μεταφορά θερμότητας στον στόχο συγκόλλησης.

Το PCB που παραγγείλαμε από το JLCPCB θα σας κρατήσει όλα στη σωστή τοποθέτηση, οπότε μη διστάσετε να επισκεφθείτε αυτόν τον σύνδεσμο εάν θέλετε να δείτε το PCB που έχουμε κάνει και να κάνετε μια online παραγγελία.

Όπως μπορείτε να δείτε, η χρήση αυτού του PCB είναι τόσο βολική λόγω της ποιότητας του και σίγουρα όλες οι ετικέτες εκεί παρέχουν την καλύτερη καθοδήγηση για εσάς, έτσι θα είστε 100% σίγουροι ότι δεν θα κάνετε λάθη συγκόλλησης.

Έχω κολλήσει κάθε στοιχείο στην τοποθέτησή του και μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και τις δύο πλευρές του PCB για να σας κολλήσει ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Τώρα έχουμε το PCB έτοιμο και όλα τα εξαρτήματα συγκολλημένα πολύ καλά, μετά από αυτό ετοίμασα αυτό το σχέδιο για να κάνω κοπή λέιζερ CNC για να τοποθετήσω το ηλεκτρονικό μέρος και το εργοστάσιο σε ένα στήριγμα, οπότε αν θέλετε να κάνετε το ίδιο σχέδιο με το δικό μου βρείτε τα αρχεία (DXF) εδώ

Βήμα 6: Η εφαρμογή Android

Αυτή η εφαρμογή θα σας επιτρέψει να συνδεθείτε στο Arduino μέσω Bluetooth και χρησιμοποιώντας τη χειροκίνητη λειτουργία μπορείτε να έχετε πρόσβαση στους ανεμιστήρες, τα φώτα και επίσης την αντλία νερού για έλεγχο ON και OFF, χωρίς να ξεχνάτε τους αισθητήρες που μπορείτε να τους διαβάζετε δεδομένα πατώντας το κουμπί "λήψη δεδομένων" και όλα τα κατάλληλα δεδομένα θα εμφανιστούν στην οθόνη του smartphone σας.

Μπορείτε να λάβετε αυτήν την εφαρμογή Android δωρεάν από αυτόν τον σύνδεσμο

Βήμα 7: Ο κώδικας Arduino και η επικύρωση δοκιμής

ο κωδικός είναι διαθέσιμος και ως συνήθως μπορείτε να τον κατεβάσετε από αυτόν τον σύνδεσμο. Και όπως μπορείτε να δείτε στις φωτογραφίες, ο κώδικας είναι τόσο απλός και πολύ καλά σχολιασμένος, ώστε να μπορείτε να τον καταλάβετε.

Όπως μπορείτε να δείτε παιδιά, κάθε κουμπί έχει μια λειτουργικότητα με το σύστημα, αλλά αυτό που εκτιμώ πραγματικά είναι η αυτόματη λειτουργία για τον έλεγχο της φωτεινότητας του φωτός. φωτεινές λυχνίες LED ανάλογα με τα σήματα του αισθητήρα. Επίσης, μπορούμε να διαβάσουμε τις τιμές θερμοκρασίας και υγρασίας απευθείας στην οθόνη του έξυπνου τηλεφώνου, κάτι που είναι πραγματικά εντυπωσιακό.