Αυτόματο σύστημα ποτίσματος φυτών Arduino: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Γνωρίστε το Sprout - το Σύγχρονο Εσωτερικό Φυτευτή που ποτίζει αυτόματα τα φυτά, τα βότανα, τα λαχανικά σας κ.λπ. και θα φέρει επανάσταση στο παιχνίδι κηπουρικής σας.

Αποτελείται από μια ενσωματωμένη δεξαμενή νερού από την οποία αντλείται νερό και διατηρεί το έδαφος του φυτού ενυδατωμένο.

Ένας αισθητήρας υγρασίας του εδάφους βαθμονομείται έτσι ώστε να μετρά περιοδικά την υγρασία του εδάφους ρυθμίζοντας έτσι τη ροή του νερού. Εάν το χώμα είναι πολύ ξηρό, η αντλία νερού ενεργοποιείται αυτόματα και σβήνει όταν η υγρασία του εδάφους έχει φτάσει στο επιθυμητό επίπεδο.

Εάν είστε το άτομο που υποβρύχιαζε τα φυτά του, το Sprout θα σας διασφαλίσει ότι δεν θα χρειαστεί να ανησυχείτε ποτέ για να είστε κακός κηπουρός. Και αν είστε το είδος του ατόμου που υπερχειλίζει τα φυτά του για να αντισταθμίσει την απουσία, αυτό σημαίνει ότι δεν κινδυνεύετε να πνίξετε τα φυτά ή τους σπόρους σας.

Η χωρητικότητα της δεξαμενής νερού της Sprout είναι περίπου 500 ml / 17 fl oz, γεγονός που σας επιτρέπει να παραμελείτε τα φυτά σας για ένα μήνα πριν χρειαστεί να ξαναγεμίσει.

Η προαιρετική λειτουργία Bluetooth μπορεί να χρησιμοποιηθεί για χειροκίνητη εναλλαγή και έλεγχο ασύρματης αντλίας νερού από το smartphone σας.

Αναπτύξτε: Είστε προγραμματιστής, μηχανικός ή σχεδιαστής που έχει εξαιρετική ιδέα για ένα νέο χαρακτηριστικό/σχέδιο στο Sprout; Maybeσως είστε αρχάριος ή έχετε εντοπίσει κάποιο σφάλμα; Μη διστάσετε να αρπάξετε τον κώδικα, τα σχήματα, τα αρχεία 3D σχεδίασης και τα αρχεία κοπής με λέιζερ από το Github και να τσιμπήσετε μαζί του.

Βλαστάρι: GitHub

Βήμα 1: Ηλεκτρονικός σχεδιασμός

Λίστα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων: -Arduino Nano: AliExpressDC Αντλία νερού: AliExpressSoil Moisture Sensor: AliExpressHC-05 Bluetooth Module: AliExpressLM7805 Ρυθμιστής τάσης: AliExpressIRF540 MOSFET: AliExpress220 Ohm Resistor AliExpress: AliExpressIN000: AliExpress Προσαρμογέας AliExpressAC-12VDC: AliExpress

Εργαλεία:- Συγκολλητικό σίδερο: AliExpressSolder Wire: AliExpress

Μπλοκ ισχύος

Το 7805 ρυθμίζει την τάση τροφοδοσίας και τη μειώνει σε σταθερό 5V καθιστώντας το κατάλληλο για τη λειτουργία του αισθητήρα υγρασίας Arduino & Soil Moisture Sensor.

Έλεγχος αντλίας

Το MOSFET λειτουργεί ως διακόπτης ο οποίος ελέγχεται από το Arduino. Χρησιμοποιούμε το MOSFET αφού το Arduino δεν μπορεί να τροφοδοτήσει απευθείας την αντλία DC. Η αντίσταση που είναι συνδεδεμένη στην πύλη του MOSFET εμποδίζει το MOSFET να καταστραφεί. Η δίοδος επιστροφής που συνδέεται κατά μήκος της αντλίας παρέχει μια διαδρομή για τη διάχυση της αποθηκευμένης ενέργειας όταν η αντλία είναι απενεργοποιημένη. Η άνοδος της διόδου συνδέεται με την αποστράγγιση του MOSFET. Η κάθοδος της διόδου συνδέεται με τη ράγα τροφοδοσίας 9V. Η πηγή της διόδου συνδέεται με το GND.

Αισθητήρας υγρασίας Ο αισθητήρας τροφοδοτεί μια αναλογική τιμή με το Arduino. Το επίπεδο κατωφλίου υγρασίας βαθμονομείται από τον χρήστη ανάλογα με τον τύπο του φυτού που χρησιμοποιείται.

Μονάδα Bluetooth

Χρησιμοποιεί σειριακή επικοινωνία για τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ του Arduino και του Smartphone σας.

Βήμα 2: Ηλεκτρονική συναρμολόγηση

Ένα εκτυπώσιμο PCB 1x Scale, καθώς και η προβολή του πίνακα και το σχηματικό είναι διαθέσιμο στο αποθετήριο GitHub.

Sprout: GitHub/Electronics

Το αποθετήριο περιέχει επίσης ένα PDF μεγέθους Α4 το οποίο περιέχει πολλαπλά PCB σε μία σελίδα. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή πολλαπλών PCB ταυτόχρονα για μαζική παραγωγή

Συγκολλήστε όλα τα εξαρτήματα σύμφωνα με τα Διάγραμμα που δίνονται.

Τα επεξεργάσιμα αρχεία Eagle είναι διαθέσιμα παρακάτω.

Μπορείτε να παραγγείλετε το PCB εδώ: PCBWay

Βήμα 3: Διαμόρφωση λογισμικού και Bluetooth

Λογισμικό

Ο αισθητήρας υγρασίας είναι συνδεδεμένος με έναν πείρο αναλογικής εισόδου του Arduino. Μια τιμή κατωφλίου καθορίζει εάν η αντλία πρέπει να είναι ON/OFF.

Μπορείτε να βρείτε τον κωδικό στο Sprout: GitHub/Code

Μη διστάσετε να τροποποιήσετε και να συνεισφέρετε στο αποθετήριο GitHub.

Διαμόρφωση εφαρμογής Smartphone & Bluetooth

Η μονάδα Bluetooth HC-05 είναι το ενδιάμεσο μπλοκ μεταξύ Smartphone & Arduino. Χρησιμοποιεί σειριακή επικοινωνία για την αποστολή δεδομένων από το Smartphone στο Arduino και λειτουργεί ως τηλεχειριστήριο.

Η εφαρμογή μεταδίδει την τιμή "48" ή "49" που αντιπροσωπεύει "ON" & "OFF" αντίστοιχα. Συνεπώς, η αντλία μπορεί να ελεγχθεί ασύρματα.

Απλώς ανοίξτε την εφαρμογή, σαρώστε για ανιχνεύσιμες συσκευές και κάντε σύζευξη με τη μονάδα HC-05. στη συνέχεια, κάντε κλικ στο "Switch Mode" και εναλλάξτε το κουμπί στην οθόνη.

Η εφαρμογή είναι διαθέσιμη στην εφαρμογή Bluetooth

Βήμα 4: Μηχανολογικός σχεδιασμός

Το κύριο σώμα του Sprout είναι ένα κουτί 30cm X 15cm X 19cm κατασκευασμένο από MDF.

Όλα τα βήματα Μηχανικού Σχεδιασμού έχουν αποδειχθεί με σαφήνεια στο βίντεο που επισυνάπτεται στην αρχή του Instructable. Μπορείτε επίσης να το ελέγξετε στο Sprout: Video/Mechanical Design

Το κουτί χωρίζεται σε δύο ενότητες:

1. Το μεγαλύτερο τμήμα περιέχει το έδαφος και τα φυτά
2. Το μικρότερο τμήμα χωρίζεται περαιτέρω σε δύο ακόμη τμήματα, έτσι ώστε το ένα τμήμα να περιέχει τον πίνακα κυκλωμάτων, ενώ το άλλο να περιέχει τη δεξαμενή νερού.

Το δοχείο νερού είναι ένα πλαστικό μπουκάλι 500ml.

Το κουτί MDF διαθέτει 8 ξεχωριστές αλληλοσυνδεόμενες όψεις που μπορούν να κοπούν με λέιζερ και να τοποθετηθούν μεταξύ τους.

Τα αρχεία κοπής με λέιζερ, αρχείο Fusion 360 Design (αρχείο 3D Design), ισομετρική καθώς και ορθογώνιες όψεις κάθε προσώπου μπορείτε να βρείτε στο Sprout: GitHub/Mechanical Design

Μπορείτε επίσης να βρείτε επεξεργάσιμα αρχεία Illustrator στο αποθετήριο GitHub τα οποία μπορούν να τροποποιηθούν στις συγκεκριμένες απαιτήσεις/διαστάσεις σας και στη συνέχεια να κοπούν με λέιζερ.

Βήμα 5: Μηχανική συναρμολόγηση: Προετοιμασία μπουκαλιού

Το δοχείο νερού είναι ένα πλαστικό μπουκάλι 500ml. Ένα τυπικό πλαστικό μπουκάλι σόδας 500ml μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αυτό.

Η μέγιστη διάμετρος της φιάλης πρέπει να είναι 74mm. Η μέγιστη διάμετρος του πώματος της φιάλης πρέπει να είναι 50mm. Το μέγιστο ύψος από τη βάση της φιάλης έως το χαμηλότερο μέρος του πώματος πρέπει να είναι 18,5 cm.

Η φιάλη πρέπει να κοπεί περίπου 50 mm πάνω από τη βάση της, έτσι ώστε η αντλία να μπορεί να τοποθετηθεί μέσα σε αυτήν. Οι τρύπες πρέπει να κόβονται στη φιάλη έτσι ώστε τα καλώδια εξόδου και τροφοδοσίας να μπορούν να τροφοδοτηθούν μέσω της φιάλης.

Μόλις αφαιρεθεί ο σωλήνας εξόδου και τα καλώδια από τις αντίστοιχες οπές τους, η φιάλη μπορεί να σφραγιστεί ξανά. Για να σφραγίσουμε τη φιάλη πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μια εποξειδική ένωση η οποία θα σκληρύνει μέσα σε λίγες ώρες. Αυτό θα αποτρέψει τη διαρροή νερού.

Το νερό μπορεί να ξαναγεμίσει από την κορυφή της φιάλης ανοίγοντας απλά το καπάκι της.

Βήμα 6: Μηχανική συναρμολόγηση: Προετοιμασία κουτιού

Μόλις κόψετε με επιτυχία τις 8 διαφορετικές όψεις του κουτιού με λέιζερ, εφαρμόστε αρκετές στρώσεις από βερνίκι ξύλου υψηλής ποιότητας σε κάθε πλευρά κάθε προσώπου. Αυτό το καθιστά εξαιρετικά απωθητικό στο νερό και το καθιστά ανθεκτικό στην υγρασία και την υγρασία.

Τοποθετήστε επίσης το Power Jack στην πίσω πλάκα και συνδέστε το στην πλακέτα κυκλωμάτων.

Τοποθετήστε την πλακέτα κυκλωμάτων στην πίσω πλάκα του κουτιού έτσι ώστε να χωράει στο αντίστοιχο τμήμα τους.

Τραβήξτε τον σωλήνα εξόδου της αντλίας μέσα από τις δεδομένες οπές έτσι ώστε να φτάσει στο τμήμα χώματος του φυτού. Κάντε το ίδιο για τα καλώδια αισθητήρα υγρασίας.

Μην ξεχάσετε να συνδέσετε την αντλία νερού στην πλακέτα κυκλώματος, όπως φαίνεται στο Σχήμα

Ξεκινήστε να μπλέκετε τις διαφορετικές όψεις του κουτιού και βεβαιωθείτε ότι το μπουκάλι ταιριάζει άνετα στην καθορισμένη περιοχή του.

Εφαρμόστε κόλλα ξύλου ή μια κόλλα για να σφραγίσετε ολόκληρο το κουτί

Όλα αυτά τα βήματα έχουν αποδειχθεί στο Βίντεο που βρίσκεται στην Έναρξη αυτού του Οδηγού.

Βήμα 7: Μηχανική συναρμολόγηση: Τσιμέντο

Αυτό το βήμα θα καθορίσει την εξωτερική υφή και το τελικό φινίρισμα του κιβωτίου, καθώς και θα δώσει στο φυτευτή μια άλλη προστατευτική επίστρωση.

Εφαρμόστε κόλλα σε κάθε όψη του κουτιού. Στη συνέχεια, πασπαλίστε λίγο τσιμέντο πάνω στην κόλλα. Χρησιμοποιήστε το υπόλοιπο κυκλικό κομμάτι MDF που κόπηκε από την επάνω πλάκα για να εξομαλύνετε το τσιμέντο στην επιφάνεια κάθε όψης του κουτιού. Επαναλάβετε αυτό το βήμα για κάθε όψη του κουτιού, όπως φαίνεται στο βίντεο.

Μόλις στεγνώσει το τσιμέντο, πασπαλίζουμε με νερό κάθε 6 ώρες για 1 ημέρα. Αυτό θα επιτρέψει στο τσιμέντο να σκληρύνει, χωρίς ρωγμές και θα αποτρέψει επίσης τη διαρροή νερού.

Βήμα 8: Προσθέστε το έδαφος και τα φυτά

Μόλις το τσιμέντο ωριμάσει, γεμίστε το κουτί με χώμα.

Θυμηθείτε να σφραγίσετε με θερμότητα το άκρο του σωλήνα εξόδου πριν κάνετε μια τρύπα σε αυτό για το σταγονόμετρο. Το σταγονόμετρο χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του νερού που βγαίνει από τον σωλήνα, έτσι ώστε το νερό να μην ρέει από τη ζαρντινιέρα.

Τοποθετήστε τον αισθητήρα υγρασίας εδάφους στο έδαφος.

Power Sprout μέσω του Power Jack στο πίσω πιάτο και βεβαιωθείτε ότι γεμίζετε το δοχείο νερού σε όλο το επίπεδο.

Δοκιμάστε αν όλα λειτουργούν και πρέπει να τελειώσετε.

Δρόμος στο Epilog Challenge 9

Επόμενοι στο Διαγωνισμό Arduino 2017