Αυτόματο Smart Plant Pot - (DIY, 3D Printed, Arduino, Self Watering, Project): 23 βήματα (με εικόνες)

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

Γεια σας, Μερικές φορές όταν φεύγουμε από το σπίτι για μερικές ημέρες ή είμαστε πραγματικά απασχολημένοι τα φυτά του σπιτιού (άδικα) υποφέρουν επειδή δεν ποτίζονται όταν το χρειάζονται. Αυτή είναι η λύση μου.

Είναι ένα έξυπνο δοχείο φυτών που περιλαμβάνει:

• Ενσωματωμένη δεξαμενή νερού.
• Αισθητήρας για την παρακολούθηση της υγρασίας του εδάφους.
• Αντλία για την άντληση νερού στο εργοστάσιο όταν απαιτείται.
• Παρακολούθηση στάθμης νερού στη δεξαμενή νερού.
• Μια λυχνία LED που σας ενημερώνει όταν όλα είναι εντάξει ή εάν η δεξαμενή νερού είναι σχεδόν άδεια.

Όλα τα ηλεκτρονικά, οι αντλίες και το δοχείο νερού περιέχονται μέσα στο δοχείο για να διατηρείται έξυπνο. Κάθε γλάστρα (αν κάνετε περισσότερα από ένα) μπορεί επίσης να ρυθμιστεί στις ανάγκες διαφορετικών τύπων φυτών. Διαθέτει Arduino Nano που ελέγχει τα πάντα και το κόστος των εξαρτημάτων διατηρείται όσο το δυνατόν χαμηλότερο.

Βήμα 1: Εκπαιδευτικό βίντεο

Αν προτιμάτε τα βίντεο από το διάβασμα, δείτε το παραπάνω βίντεο. Διαφορετικά συνεχίστε να διαβάζετε και θα σας προχωρήσω στη δημιουργία του δικού σας Smart Plant Pot ένα βήμα τη φορά.

Βήμα 2: Πράγματα που θα χρειαστείτε

Θα χρειαστείτε μερικά πράγματα για να φτιάξετε ένα δικό σας. Ακολουθεί μια λίστα με τα στοιχεία μαζί με συνδέσμους προς τα πού μπορείτε να τα βρείτε στο Amazon.

• Arduino Nano: https://geni.us/ArduinoNanoV3 x1
• Μίνι υποβρύχια αντλία: https://geni.us/MiniPump x1
• Σωλήνες 5 mm: https://geni.us/5mm Σωλήνες αξίας 5 εκατοστών
• Τρανζίστορ: https://geni.us/2npn2222 1x 2N2222
• Αντίσταση (1k και 4,7k): https://geni.us/Ufa2s Ένα από το καθένα
• Σύρμα: https://geni.us/22AWGWire για σύνδεση στοιχείων μεταξύ τους
• LED 3mm: https://geni.us/LEDs x1
• Αισθητήρας στάθμης νερού: https://geni.us/WaterLevelSensor x1
• Βίδες: https://geni.us/NutsAndBolts M3 x 10mm x2
• Αισθητήρας υγρασίας εδάφους: https://geni.us/MoistureSensor x1
• Half Perma-proto board: https://geni.us/HalfPermaProto x1
• PLA Filament:

Βήμα 3: Εκτυπώστε τα τρισδιάστατα εκτυπώσιμα μέρη

Τα τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη θα χρειαστούν λίγο χρόνο για να εκτυπωθούν, επομένως είναι ένα καλό μέρος για να τα ξεκινήσετε ενώ περιμένετε να φτάσει οτιδήποτε έχετε παραγγείλει.

Θα βρείτε τα αρχεία CAD που είναι διαθέσιμα για λήψη εδώ:

Τύπωσα όλο το δικό μου σε PLA σε ύψος στρώματος 0,15mm. Τύπωσα το «εξωτερικό δοχείο» με τρεις περιμέτρους και αυτό εξασφάλισε ότι ήταν στεγανό για μένα. Βεβαιωθείτε ότι η εκτύπωση είναι στεγανή πριν τη χρησιμοποιήσετε για να βεβαιωθείτε ότι δεν κινδυνεύετε να καταστρέψετε κανένα από τα ηλεκτρονικά εξαρτήματά σας. Εάν αποτύχει, μπορείτε να δοκιμάσετε οποιοδήποτε από τα παρακάτω:

• Εκτυπώστε το με περισσότερες περιμέτρους/τοίχους
• Αυξήστε τον ρυθμό ροής του εξωθητήρα
• Περιποιηθείτε το εσωτερικό της εκτύπωσης με κάποιο είδος σφραγιστικού

Βήμα 4: Προετοιμάστε το διάγραμμα ηλεκτρονικών και κυκλωμάτων

Μπορούμε να στρέψουμε την προσοχή μας στα ηλεκτρονικά. Θα χρειαστείτε μερικά εργαλεία που θα σας βοηθήσουν να συναρμολογήσετε και να κολλήσετε τα διάφορα ηλεκτρονικά εξαρτήματα για αυτό το έργο:

• Σύρμα συγκόλλησης
• Συγκολλητικό σίδερο (χρησιμοποιώ αυτό το δροσερό με μπαταρία που πήρα πρόσφατα:
• Καρπές σύρματος
• Χέρια βοηθείας

Επισυνάπτεται ένα διάγραμμα συγκόλλησης. Εάν προτιμάτε, μπορείτε να παραλείψετε τις ακόλουθες ενότητες και να ακολουθήσετε μόνοι σας το διάγραμμα, αν και αν προτιμάτε, θα σας καθοδηγήσω ανά συστατικό τώρα.

Βήμα 5: Συγκολλήστε το Arduino στο Proto Board

Πρώτα θα κολλήσουμε το Arduino Nano στον πίνακα Perma-Prota. Καθώς προχωράμε, θα αναφερθώ στις τρύπες στον πίνακα Perma-Prota με τις συντεταγμένες τους, όπως η τρύπα B7. Τα γράμματα και οι αριθμοί για τις τρύπες γράφονται κατά μήκος των άκρων του πίνακα Perma-Proto.

Για να τοποθετήσετε το Arduino Nano στη σωστή θέση, τοποθετήστε τον πείρο D12 στο Arduino μέσω της οπής H7 στον πίνακα πρωτοτύπου. Στη συνέχεια, αναποδογυρίστε τον πίνακα και κολλήστε τις καρφίτσες στη θέση τους.

Βήμα 6: Προσθέστε το τρανζίστορ και τις αντιστάσεις

Τα τρία σκέλη του τρανζίστορ θέλουν να περάσουν από τις οπές C24, 25 και 26 στον πίνακα. Η επίπεδη όψη του τρανζίστορ θέλει να κοιτάζει προς το κέντρο του πίνακα. Μόλις το κολλήσετε στη θέση του, κόψτε τα περιττά μήκη του ποδιού από την άλλη πλευρά με τους κοπτήρες σύρματος.

Η αντίσταση 4,7 k ohm (οι χρωματικές ζώνες γίνονται κίτρινες, μοβ και μετά κόκκινες) περνάει από τις οπές A25 και A28.

Η αντίσταση 1k ohm (καφέ, μαύρη και κόκκινη ζώνη) περνάει από τις οπές J18 και J22.

Βήμα 7: Προετοιμάστε το LED και συνδεθείτε στην πλακέτα

Συγκολλήστε ξεχωριστό σύρμα μήκους 7 εκατοστών σε κάθε ένα από τα πόδια LED. Μόλις το κάνετε αυτό χρησιμοποιήστε κάποια μονωτική ταινία ή θερμοσυρρίκνωση για να αποτρέψετε τα δύο πόδια και τα σύρματα να έρθουν σε επαφή και να βραχυκυκλώσουν το κύκλωμά μας αργότερα.

Τώρα το θετικό σκέλος από το LED, αυτό είναι το μεγαλύτερο από τα δύο πόδια, πρέπει να κολληθεί στην οπή J17 στον πίνακα. Το αρνητικό στη συνέχεια συγκολλάται στην οπή I22.

Βήμα 8: Προετοιμάστε την αντλία

Πριν εγκαταστήσουμε και συνδέσουμε την αντλία πρέπει να επεκτείνουμε τα καλώδια της. Προσθέστε επιπλέον 13 εκατοστά και στα δύο καλώδια που προέρχονται από την αντλία νερού. Και πάλι, προσθέστε λίγη μονωτική ταινία στις συνδέσεις αφού τις κολλήσετε μαζί.

Βήμα 9: Προετοιμάστε τον αισθητήρα στάθμης νερού

Αυτή τη φορά συγκολλήστε τρία καλώδια 20 εκατοστών στις τρεις ακίδες του αισθητήρα στάθμης νερού.

Βήμα 10: Συνδέστε τα στοιχεία ανίχνευσης υγρασίας μαζί

Συνδέστε ένα 10cm στις ακόλουθες ακίδες στη μονάδα αισθητήρων υγρασίας:

• D0
• GND
• VCC

Στη συνέχεια κολλήστε το σύρμα από το D0 στο J12 στον πίνακα Proto, το καλώδιο γείωσης σε οποιοδήποτε σημείο κατά μήκος της ράγας γείωσης και τέλος το σύρμα από το VCC στην οπή C8.

Στη συνέχεια κολλήστε δύο καλώδια 25 εκατοστών στις αρνητικές και θετικές ακίδες στην άλλη πλευρά της μονάδας αισθητήρων.

Βήμα 11: Προσθέστε επιπλέον συνδέσεις στον πίνακα Proto

Χρησιμοποιήστε ένα μικρό μήκος σύρματος (πράσινο στις φωτογραφίες) για να συνδέσετε τις οπές B26 στη ράγα γείωσης και στη συνέχεια ένα άλλο καλώδιο για να συνδέσετε τη ράγα γείωσης με τον πείρο γείωσης του Arduino μέσω της οπής A20.

Χρειαζόμαστε ένα ακόμη καλώδιο για να συνδέσουμε τις οπές C28 και J7.

Βήμα 12: Ας ξεκινήσουμε τη συναρμολόγηση των εξαρτημάτων μας

Χρησιμοποιήστε κάποια κόλλα θερμού τήγματος ή παρόμοια για να στερεώσετε τον αισθητήρα στάθμης νερού στην πλάκα στερέωσης του στο εσωτερικό του Εξωτερικού δοχείου. Βεβαιωθείτε ότι το πάνω μέρος του αισθητήρα είναι ενσωματωμένο με το πάνω μέρος της πλάκας τοποθέτησης.

Τώρα τροφοδοτήστε τα τρία καλώδια από αυτόν τον αισθητήρα κάτω από την τρύπα που θα βρείτε στην πλευρά της στήλης που ανεβαίνει από το κάτω μέρος του Εξωτερικού δοχείου. Όταν εμφανίζονται στο κάτω μέρος, μπορείτε να τα τραβήξετε. Τώρα είναι επίσης μια καλή στιγμή για να τα χαρακτηρίσετε, ενώ είμαστε σίγουροι για το τι συνδέονται.

Ενώ έχουμε την κόλλα μας στο χέρι, πρέπει να στερεώσουμε το LED στη θέση του, σπρώχνοντάς το μέσω της τρύπας του στη βάση και κολλώντας το εκεί.

Βήμα 13: Συναρμολογήστε την αντλία νερού

Μπορούμε επίσης να περάσουμε τα καλώδια από την αντλία νερού μέσα από την ίδια τρύπα στο Εξωτερικό δοχείο όπως κάναμε για τον αισθητήρα στάθμης νερού και στη συνέχεια να επισημάνουμε τα καλώδια όταν βγουν από την άλλη πλευρά.

Τώρα πάρτε το σωλήνα από καουτσούκ 5 εκατοστών, συνδέστε το στην αντλία νερού και στη συνέχεια το άλλο άκρο στο κάτω μέρος του εσωτερικού δοχείου.

Στη συνέχεια, μπορούμε να σύρουμε προσεκτικά το εσωτερικό δοχείο προς τα κάτω στο εξωτερικό δοχείο. Υπάρχει μια λεπτή σχισμή για να περάσουν τα καλώδια, προσέξτε να μην πιάσετε τα καλώδια κατά τη συναρμολόγηση αυτών των δύο τμημάτων.

Βήμα 14: Προσθέστε τη βάση

Τώρα μπορούμε να περάσουμε όλα τα καλώδια με την ετικέτα μέσα από την τρύπα στη βάση και στη συνέχεια να τα τοποθετήσουμε όλα στον πάγκο εργασίας μας ανάποδα. Χρησιμοποιήστε λίγη κόλλα θερμού τήγματος για να στερεώσετε την κατσαρόλα στη βάση και να την διατηρήσετε σε κεντρική θέση.

Στη συνέχεια, πάρτε τα δύο καλώδια που προέρχονται από τον αισθητήρα υγρασίας και περάστε τα προς τα κάτω στο σύνολο που διατρέχει όλη τη διαδρομή μέσω του Smart Plant Pot προς την άλλη κατεύθυνση. Αυτά θα πρέπει να βγαίνουν από την κορυφή της στήλης τώρα αντί για τη μικρή πλαϊνή τρύπα που χρησιμοποιήσαμε νωρίτερα.

Βήμα 15: Κάποια άλλη συγκόλληση

Τώρα κολλήστε τα καλώδια από την αντλία νερού στις οπές B18 και B24.

Το καλώδιο γείωσης από τον αισθητήρα νερού μπορεί να συνδεθεί οπουδήποτε κατά μήκος της ράγας γείωσης. Το θετικό καλώδιο συγκολλάται στην οπή A8 και το καλώδιο του αισθητήρα συνδέεται με το A13.

Βήμα 16: Διαχείριση καλωδίων

Τώρα κολλήστε τη μονάδα για τον αισθητήρα υγρασίας του εδάφους σε έναν από τους εσωτερικούς τοίχους της βάσης, όπως φαίνεται στη φωτογραφία.

Χρησιμοποιώντας τα δύο μπουλόνια μπορούμε να στριμώξουμε τα υπόλοιπα καλώδια σε μια πιο τακτοποιημένη διάταξη κάτω από τον πίνακα και στη συνέχεια να τα βιδώσουμε στη θέση τους. Βεβαιωθείτε ότι το άκρο του Arduino με τη σύνδεση USB είναι στραμμένο προς την τρύπα στη βάση για να μπορεί να περάσει το καλώδιο USB.

Βήμα 17: Βάλτε ένα φυτό

Τώρα μπορούμε να προσθέσουμε το φυτό μας.:)

Μπορείτε να είστε όσο δημιουργικοί θέλετε με την επιλογή φυτού και μέσου καλλιέργειας. Απλά φροντίστε να κρατήσετε την έξοδο νερού, την είσοδο και την τρύπα καλωδίωσης μακριά από κάθε μέσο ανάπτυξης.

Μπορείτε επίσης να διακοσμήσετε την κορυφή με κάτι σαν μικρό πολύχρωμο χαλίκι αν το θέλετε.

Βήμα 18: Συνδέστε τον αισθητήρα υγρασίας

Τώρα μπορούμε να συνδέσουμε τον αισθητήρα υγρασίας με τα δύο καλώδια που βγαίνουν στην κορυφή του δοχείου και στη συνέχεια να εισάγουμε τις προεξοχές του στο χώμα.

Οποιοδήποτε πλεονάζον σύρμα μπορεί να σπρωχτεί πίσω στο δοχείο.

Βήμα 19: Μεταφόρτωση κώδικα

Θα βρείτε τον κώδικα για το έργο εδώ:

Μόλις το κατεβάσετε, ανοίξτε το αρχείο 'SmartPlant-V1-1.ino' στο Arduino IDE και ανεβάστε το στη δημιουργία σας. Με όλα να πάνε καλά θα πρέπει να δείτε και να ακούσετε να συμβαίνουν τα εξής:

• Όταν ολοκληρωθεί η μεταφόρτωση και επανεκκινήσει το Arduino, η λυχνία LED θα αναβοσβήνει γρήγορα πέντε φορές για να επιβεβαιώσει ότι ο κώδικας λειτουργεί.
• Η σειριακή οθόνη IDE θα εκτυπώσει την τρέχουσα ένδειξη στάθμης νερού.
• Μετά από μερικά δευτερόλεπτα ακόμη, θα πρέπει να ακούσετε την αντλία να ξεκινά καθώς δεν έχουμε ακόμη βαθμονομήσει τις τιμές για τον αισθητήρα υγρασίας του εδάφους.
• Το LED θα πρέπει τότε να αρχίσει να αναβοσβήνει αργά για να μας προειδοποιήσει ότι δεν υπάρχει νερό στην εσωτερική δεξαμενή.

Βήμα 20: Βαθμονόμηση επιπέδου υγρασίας εδάφους

Στην κάτω πλευρά του δοχείου είναι το σημείο που συνδέσαμε τη μονάδα αισθητήρα για τον αισθητήρα υγρασίας του εδάφους. Αυτή η ενότητα έχει ένα ποτενσιόμετρο πάνω της το οποίο θα χρησιμοποιήσουμε για να ορίσουμε το επίπεδο που θα επισημάνει στο Arduino καθώς το χώμα είναι αρκετά υγρό. Για να το κάνετε αυτό, ελέγξτε ότι η υγρασία του εδάφους για το φυτό είναι ακριβώς στο ελάχιστο που θα ήσασταν ευχαριστημένοι. Περιμένετε μια ώρα περίπου για να εξατμιστεί η υγρασία μέσα από το μέσο ανάπτυξης και γύρω από τον αισθητήρα.

Στη συνέχεια, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα μικρό κατσαβίδι για να γυρίσουμε το ποτενσιόμετρο έως ότου ανάψει το δεύτερο φως πάνω του, σταματήστε σε αυτό το σημείο και, στη συνέχεια, γυρίστε το προς τα πίσω μέχρι να σβήσει το φως. Στη συνέχεια, αυτό ρυθμίζεται σωστά.

Εάν χρειαστεί ποτέ να ρυθμίσετε το επίπεδο υγρασίας του εδάφους, αυτό είναι το σημείο που το κάνετε.

Βήμα 21: Βαθμονομήστε τη στάθμη του νερού στη δεξαμενή

Αυτή τη φορά ανοίξτε τον κωδικό 'Water_Tank_Threshold_Test.ino' στο IDE και ανεβάστε τον. Θα το χρησιμοποιήσουμε για μικρό χρονικό διάστημα για να σας βοηθήσουμε να ορίσετε το σωστό επίπεδο κατωφλίου για τον αισθητήρα στάθμης νερού.

Μόλις μεταφορτωθεί, ανοίξτε τη σειριακή οθόνη και αρχίστε σιγά σιγά να προσθέτετε νερό στη δεξαμενή μέχρι να αρχίσετε να βλέπετε μια ένδειξη από τον αισθητήρα. Σταματήστε σε αυτό το σημείο και περιμένετε έως ότου οι ενδείξεις γίνουν αρκετά συνεπείς. Σημειώστε τη μέση τιμή που εμφανίζεται τώρα.

Τώρα μπορούμε να ανεβάσουμε ξανά τον κύριο κώδικα και να μεταβούμε στις μεταβλητές στο επάνω μέρος για να ενημερώσουμε μερικές τιμές. Αρχικά θα εισαγάγουμε την τιμή που μόλις σημειώσαμε στη μεταβλητή 'WaterLevelThreshold'.

Ενώ είμαστε εδώ, μπορούμε επίσης να ορίσουμε την τιμή του διαστήματος ελέγχου σε 180, 000. αυτό σημαίνει ότι το επίπεδο υγρασίας του εδάφους θα ελέγχεται κάθε ώρα. Η τιμή "κενόReservoirTimer" θέλει να οριστεί σε 900. Αυτό σημαίνει ότι η λυχνία LED θα αναβοσβήνει αργά για 30 λεπτά για να μας ενημερώσει ότι χρειαζόμαστε λίγο περισσότερο νερό στη δεξαμενή πριν ο κωδικός συνεχίσει να ελέγχει το εργοστάσιο, ποτίστε το αν έχουμε νερό αριστερά και μετά να επιστρέψουμε στην προσπάθεια να τραβήξουμε την προσοχή μας.

Η μεταβλητή για το «amountToPump» ελέγχει πόσο νερό αντλείται στο φυτό όταν το ποτίζουμε. Έχω ρυθμίσει το δικό μου στα 300 αλλά μπορείτε να το ρυθμίσετε αν χρειάζεστε περισσότερο ή λιγότερο νερό.

Βήμα 22: Απλώς προσθέστε νερό

Τώρα μπορούμε να γεμίσουμε τη δεξαμενή νερού. Παρακολουθήστε την τρύπα υπερχείλισης που φαίνεται στην εικόνα. Όταν δείτε νερό εδώ σταματήστε να γεμίζετε την κατσαρόλα. Αυτό είναι εδώ για να διασφαλίσετε ότι δεν πλημμυρίζετε τα εσωτερικά ηλεκτρονικά.

Βήμα 23: Τέλειωσε

Και αυτό είναι όλο - Το Smart Plant Pot ολοκληρώθηκε.:)

Ελπίζω να σας άρεσε να χτίζετε το δικό σας. Παρακαλώ σκεφτείτε να μοιραστείτε τη δουλειά σας στο Thingiverse, μου αρέσει πολύ να τα βλέπω:

Υποστηρίξτε με στο Patreon:

ΕΓΓΡΑΦΕΙΤΕ:

Εάν θέλετε να πείτε ευχαριστώ, σκεφτείτε επίσης να μου αγοράσετε έναν καφέ: