ΠΡΟΗΓΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΙΟΤ: 17 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

-από τους Maninder Bir Singh Gulshan, Bhawna Singh, Prerna Gupta

Βήμα 1:

Στην καθημερινή λειτουργία που σχετίζεται με το πότισμα των φυτών είναι η πιο σημαντική πολιτιστική πρακτική και το πιο απαιτητικό έργο. Ανεξάρτητα από τον καιρό που είναι, είτε πολύ ζεστό και κρύο είτε πολύ ξηρό και υγρό είναι πολύ σημαντικό να ελέγχετε την ποσότητα νερού που φτάνει στα φυτά. Έτσι, θα είναι αποτελεσματική η χρήση μιας ιδέας για αυτόματο σύστημα ποτίσματος φυτών που ποτίζει τα φυτά όταν το χρειάζονται. Μια σημαντική πτυχή αυτού του έργου είναι ότι: «πότε και πόσο νερό». Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για να παρακολουθεί συνεχώς το επίπεδο υγρασίας του εδάφους και να αποφασίζει εάν χρειάζεται πότισμα ή όχι και πόσο νερό χρειάζεται στο χώμα του φυτού. Στην πιο βασική του μορφή, το σύστημα είναι προγραμματισμένο με τέτοιο τρόπο ώστε ο αισθητήρας υγρασίας του εδάφους να ανιχνεύει το επίπεδο υγρασίας από το φυτό σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή, εάν το επίπεδο υγρασίας του αισθητήρα είναι μικρότερο από την καθορισμένη τιμή κατωφλίου που είναι προκαθορισμένη σύμφωνα με το συγκεκριμένο φυτό από την επιθυμητή ποσότητα νερού παρέχεται στο φυτό έως ότου το επίπεδο υγρασίας φτάσει στην προκαθορισμένη τιμή κατωφλίου. Το σύστημα περιλαμβάνει αισθητήρα υγρασίας και θερμοκρασίας που παρακολουθεί την τρέχουσα ατμόσφαιρα του συστήματος και επηρεάζει όταν συμβαίνει πότισμα. Η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα θα ελέγχει τη ροή του νερού στο σύστημα, όταν το Arduino διαβάζει την τιμή από τον αισθητήρα υγρασίας ενεργοποιεί την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα σύμφωνα με την επιθυμητή κατάσταση. Το Επιπλέον, το σύστημα αναφέρει τις τρέχουσες καταστάσεις του και στέλνει το μήνυμα υπενθύμισης σχετικά με το πότισμα των φυτών και λαμβάνει SMS από τον παραλήπτη. Όλη αυτή η ειδοποίηση μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τη SIM 800L.

Βήμα 2: Διάγραμμα -πλαίσιο

Αυτό το σύστημα απαιτεί ένα Arduino UNO που λειτουργεί ως ελεγκτής και διακομιστής ολόκληρου του συστήματος. Σε αυτό το σύστημα άρδευσης φυτών, ο αισθητήρας υγρασίας εδάφους ελέγχει το επίπεδο υγρασίας στο έδαφος και εάν το επίπεδο υγρασίας είναι χαμηλό, τότε το Arduino ενεργοποιεί μια αντλία νερού για να παρέχει νερό στο φυτό. Η αντλία νερού σβήνει αυτόματα όταν το σύστημα βρει αρκετή υγρασία στο έδαφος. Κάθε φορά που το σύστημα ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί την αντλία, αποστέλλεται ένα μήνυμα στον χρήστη μέσω της μονάδας GSM, ενημερώνοντας την κατάσταση της αντλίας νερού και της υγρασίας του εδάφους. Αυτό το σύστημα είναι πολύ χρήσιμο σε αγροκτήματα, κήπους, σπίτια κλπ. Αυτό το σύστημα είναι πλήρως αυτοματοποιημένο και δεν χρειάζεται καμία ανθρώπινη παρέμβαση.

Βήμα 3: Υλικό που χρησιμοποιείται: Arduino UNO

Το Arduino UNO είναι ένας πίνακας μικροελεγκτών ανοιχτού κώδικα που βασίζεται στον μικροελεγκτή Microchip ATmega328P και αναπτύχθηκε από την Arduino.cc. Ο πίνακας είναι εξοπλισμένος με σύνολα ψηφιακών και αναλογικών ακίδων εισόδου/εξόδου (I/O) που μπορούν να διασυνδεθούν με διάφορους πίνακες επέκτασης (ασπίδες) και άλλα κυκλώματα. Ο πίνακας διαθέτει 14 ψηφιακές ακίδες, 6 αναλογικές ακίδες και μπορεί να προγραμματιστεί με το Arduino IDE (Integrated Development Environment) μέσω καλωδίου USB τύπου Β. Μπορεί να τροφοδοτηθεί με καλώδιο USB ή εξωτερική μπαταρία 9 βολτ, αν και δέχεται τάσεις μεταξύ 7 και 20 βολτ.

Βήμα 4: SIM 800L

Το SIM800L είναι μια μικρογραφία κυψελοειδούς μονάδας που επιτρέπει τη μετάδοση GPRS, την αποστολή και λήψη SMS και την πραγματοποίηση και λήψη φωνητικών κλήσεων. Το χαμηλό κόστος και η μικρή συχνότητα υποστήριξης αποτυπώματος και τετραπλής ζώνης καθιστούν αυτήν την ενότητα ιδανική λύση για κάθε έργο που απαιτεί συνδεσιμότητα μεγάλης εμβέλειας.

Βήμα 5: Αισθητήρας υγρασίας εδάφους

Οι αισθητήρες υγρασίας του εδάφους μετρούν την ογκομετρική περιεκτικότητα σε νερό στο έδαφος. Δεδομένου ότι η άμεση βαρυμετρική μέτρηση της ελεύθερης υγρασίας του εδάφους απαιτεί αφαίρεση, ξήρανση και στάθμιση ενός δείγματος, οι αισθητήρες υγρασίας του εδάφους μετρούν την ογκομετρική περιεκτικότητα σε νερό έμμεσα χρησιμοποιώντας κάποια άλλη ιδιότητα του εδάφους, όπως ηλεκτρική αντίσταση, διηλεκτρική σταθερά ή αλληλεπίδραση με νετρόνια, ως πληρεξούσιο για την περιεκτικότητα σε υγρασία.

Βήμα 6: Αισθητήρας θερμοκρασίας και 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 να συλλέξετε δεδομένα.

Βήμα 7: Αισθητήρας ροής νερού

Ο αισθητήρας ροής νερού αποτελείται από ένα πλαστικό σώμα βαλβίδας, έναν ρότορα νερού και έναν αισθητήρα εφέ αίθουσας. Όταν το νερό ρέει μέσω του ρότορα, ο ρότορας κυλά. Η ταχύτητά του αλλάζει με διαφορετικό ρυθμό ροής. Ο αισθητήρας εφέ Hall εξάγει το αντίστοιχο σήμα παλμού. Αυτό είναι κατάλληλο για την ανίχνευση ροής στο διανομέα νερού.

Βήμα 8: Ρελέ

Ένα ρελέ είναι ένας ηλεκτρικά διακόπτης. Πολλά ρελέ χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνήτη για τη μηχανική λειτουργία ενός διακόπτη, αλλά χρησιμοποιούνται επίσης άλλες αρχές λειτουργίας, όπως ρελέ στερεάς κατάστασης. Τα ρελέ χρησιμοποιούνται όταν είναι απαραίτητο να ελέγξετε ένα κύκλωμα με ξεχωριστό σήμα χαμηλής ισχύος ή όταν πολλά κυκλώματα πρέπει να ελέγχονται από ένα σήμα.

Βήμα 9: LCD (οθόνη υγρών κρυστάλλων)

Το LCD σημαίνει Liquid Crystal Display και σας επιτρέπει να ελέγχετε οθόνες LCD που είναι συμβατές με το πρόγραμμα οδήγησης Hitachi HD44780. Υπάρχουν πολλά από αυτά, και συνήθως μπορείτε να τα ξεχωρίσετε από τη διεπαφή 16 ακίδων.

Βήμα 10: 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 παλινδρομικό ή περιστροφικό) και καταναλώνουν ενέργεια για να εκτελέσουν μηχανικές εργασίες κινώντας το ρευστό. 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.

Βήμα 11: Πλεονεκτήματα

1. Ικανότητα εξοικονόμησης νερού και αποδοτικότητα στην παροχή νερού.

2. Προγραμματισμός και συνδεσιμότητα.

(Το πρόγραμμά τους μπορεί να ενημερωθεί από οπουδήποτε με συνδέσεις στο Διαδίκτυο.)

3. Εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας.

(Το ηλιακό πάνελ χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε αγροτικές εκμεταλλεύσεις.)

4. Ο αγρότης μπορεί να γνωρίζει τη φύση του αγρού ανά πάσα στιγμή και οπουδήποτε.

Βήμα 12: Εφαρμογές

1. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αγροτικούς αγρούς, γκαζόν και ως σύστημα άρδευσης στάγδην.

2. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διαδικασία καλλιέργειας.

3. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παροχή νερού στην περιοχή φύτευσης φυτωρίων.

4. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ευρύ φάσμα καλλιεργειών καθώς μπορεί να προσαρμοστεί η αναφορά που απαιτείται για διαφορετικά είδη καλλιεργειών.

5. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαχείριση νερού της λίμνης και τη μεταφορά νερού.

Είχαμε χρησιμοποιήσει τη συσκευή IoT, δηλαδή το NodeMCU στο διάγραμμα κυκλώματος και επίσης δείξαμε τον πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) για το ίδιο, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το Arduino UNO.

Βήμα 13: Διάγραμμα κυκλώματος

Βήμα 14: Σχεδιασμός PCB για ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ IoT

Βήμα 15: Παραγγελία των PCB

Τώρα έχουμε το σχέδιο του PCB και ήρθε η ώρα να παραγγείλουμε τα PCB. Για αυτό, πρέπει απλώς να μεταβείτε στο JLCPCB.com και να κάνετε κλικ στο κουμπί "QUOTE NOW".

Οι JLCPCB είναι επίσης χορηγοί αυτού του έργου. Η JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.), είναι η μεγαλύτερη επιχείρηση πρωτοτύπων PCB στην Κίνα και ένας κατασκευαστής υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στο γρήγορο πρωτότυπο PCB και στην παραγωγή μικρών παρτίδων PCB. Μπορείτε να παραγγείλετε τουλάχιστον 5 PCB για μόλις 2 $.

Βήμα 16:

Για να κατασκευάσετε το PCB, ανεβάστε το αρχείο gerber που κατεβάσατε στο τελευταίο βήμα. Ανεβάστε το αρχείο.zip ή μπορείτε επίσης να μεταφέρετε και να αποθέσετε τα αρχεία gerber.

Μετά τη μεταφόρτωση του αρχείου zip, θα δείτε ένα μήνυμα επιτυχίας στο κάτω μέρος εάν το αρχείο έχει μεταφορτωθεί επιτυχώς.

Βήμα 17:

Μπορείτε να ελέγξετε το PCB στο πρόγραμμα προβολής Gerber για να βεβαιωθείτε ότι όλα είναι καλά. Μπορείτε να δείτε τόσο το επάνω όσο και το κάτω μέρος του PCB.

Αφού βεβαιωθούμε ότι το PCB μας φαίνεται καλό, μπορούμε τώρα να κάνουμε την παραγγελία σε λογική τιμή. Μπορείτε να παραγγείλετε 5 PCB για μόλις 2 $, αλλά αν είναι η πρώτη σας παραγγελία, μπορείτε να πάρετε 10 PCB για 2 $. Για να κάνετε την παραγγελία, κάντε κλικ στο κουμπί "ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΣΤΟ ΚΑΛΑΘΙ".

Τα PCB μου χρειάστηκαν 2 ημέρες για να κατασκευαστούν και έφτασαν μέσα σε μια εβδομάδα χρησιμοποιώντας την επιλογή παράδοσης DHL. Τα PCB ήταν καλά συσκευασμένα και η ποιότητα ήταν πραγματικά καλή.