DIY Soil Moisture Monitor With Arduino και οθόνη Nokia 5110: 6 βήματα (με εικόνες)

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Σε αυτό το Instructable θα δούμε πώς να φτιάξουμε ένα πολύ χρήσιμο Soil Moisture Monitor με μεγάλη οθόνη Nokia 5110 LCD χρησιμοποιώντας Arduino. Μετρήστε εύκολα τα επίπεδα υγρασίας του εδάφους του φυτού σας από το Arduino σας και δημιουργήστε ενδιαφέρουσες συσκευές με αυτό το έργο!

Η οικοδόμηση ενός μόνιτορ υγρασίας του εδάφους είναι μια μεγάλη μαθησιακή εμπειρία. Όταν ολοκληρώσετε την κατασκευή αυτού του έργου, θα έχετε καλύτερη κατανόηση για το πώς λειτουργεί ο αισθητήρας υγρασίας του εδάφους, θα ξέρετε πώς να συνδέσετε μια οθόνη Nokia 5110 LCD και θα δείτε σε δράση πόσο ισχυρή μπορεί να είναι η πλατφόρμα Arduino. Με βάση αυτό το έργο και την εμπειρία που αποκτήσατε, θα μπορέσετε εύκολα να δημιουργήσετε πιο σύνθετα έργα στο μέλλον.

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το έργο για να μετρήσουμε την υγρασία του εδάφους μιας γλάστρας σε πραγματικό χρόνο και να έχουμε το Arduino να ποτίζει αυτόματα το φυτό όταν χρειάζεται! Είναι ένας πολύ χρήσιμος αισθητήρας που ανοίγει μεγάλες δυνατότητες έργου.

Χωρίς άλλη καθυστέρηση, ας ξεκινήσουμε!

Βήμα 1: Αποκτήστε όλα τα μέρη

Τα μέρη που απαιτούνται για την κατασκευή αυτού του έργου είναι τα εξής:

1. Αισθητήρας υγρασίας εδάφους ▶

2. Nokia 5110 LCD ▶

3. Arduino Uno ▶

4. Μικρό Breadboard ▶

5. Σύρματα ▶

Το κόστος του έργου είναι πολύ χαμηλό, είναι περίπου 10 $.

Βήμα 2: Ο αισθητήρας υγρασίας εδάφους

Ο αισθητήρας υγρασίας εδάφους είναι ένας πολύ ενδιαφέρων αισθητήρας. Επίσης, η χρήση του είναι πολύ απλή.

Τα δύο μεγάλα εκτεθειμένα μαξιλάρια λειτουργούν ως αισθητήρες για τον αισθητήρα. Όσο περισσότερο νερό στο έδαφος, τόσο καλύτερη είναι η αγωγιμότητα μεταξύ των επιθεμάτων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη αντίσταση.

Ο αισθητήρας είναι αναλογικός, οπότε στην αναλογική έξοδο παίρνουμε τάση. Καθώς το χώμα στεγνώνει παίρνουμε περισσότερη τάση στην αναλογική έξοδο αφού η αντίσταση μεταξύ των καθετήρων γίνεται μεγαλύτερη. Έτσι, για να λάβουμε την υγρασία του εδάφους του εδάφους, το μόνο που έχουμε να κάνουμε είναι να διαβάσουμε αυτήν την αναλογική τιμή με έναν μικροελεγκτή, αυτό στην περίπτωση με ένα Arduino.

Μπορούμε να ορίσουμε ένα όριο για να ενεργοποιήσουμε την ψηφιακή έξοδο σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο υγρασίας χρησιμοποιώντας το ποτενσιόμετρο στη μικρή μονάδα PCB. Αλλά σε αυτό το Instructable χρησιμοποιούμε μόνο την αναλογική έξοδο της μονάδας αισθητήρα.

Βήμα 3: Οθόνη LCD Nokia 5110

Το Nokia 5110 είναι η αγαπημένη μου οθόνη για τα έργα μου Arduino.

Το Nokia 5110 είναι μια βασική οθόνη γραφικών LCD που προοριζόταν αρχικά ως οθόνη κινητού τηλεφώνου. Χρησιμοποιεί τον ελεγκτή PCD8544, ο οποίος είναι ελεγκτής/οδηγός CMOS LCD χαμηλής ισχύος. Εξαιτίας αυτού, αυτή η οθόνη έχει εντυπωσιακή κατανάλωση ενέργειας. Χρησιμοποιεί μόνο 0,4mA όταν είναι ενεργοποιημένο αλλά ο οπίσθιος φωτισμός είναι απενεργοποιημένος. Χρησιμοποιεί λιγότερο από 0,06mA όταν βρίσκεται σε κατάσταση ύπνου! Αυτός είναι ένας από τους λόγους που κάνουν αυτήν την οθόνη την αγαπημένη μου. Το PCD8544 διασυνδέεται με μικροελεγκτές μέσω μιας διεπαφής σειριακού διαύλου. Αυτό καθιστά την οθόνη πολύ εύκολη στη χρήση με το Arduino.

Χρειάζεται μόνο να συνδέσετε 8 καλώδια και να χρησιμοποιήσετε την ακόλουθη βιβλιοθήκη:

www.rinkydinkelectronics.com/library.php?i….

Αυτή η εντυπωσιακή βιβλιοθήκη αναπτύχθηκε από τον Henning Karlsen, ο οποίος κατέβαλε τεράστια προσπάθεια για να βοηθήσει την κοινότητα Arduino να προχωρήσει με τις βιβλιοθήκες του.

Έχω ετοιμάσει ένα λεπτομερές σεμινάριο για τον τρόπο χρήσης της οθόνης LCD Nokia 5110 με το Arduino. Έχω επισυνάψει αυτό το βίντεο σε αυτό το Instructable, θα παρέχει πολλές χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με την οθόνη, γι 'αυτό σας ενθαρρύνω να το παρακολουθήσετε προσεκτικά.

Τώρα, πάμε παρακάτω!

Βήμα 4: Δημιουργία του Παρατηρητή Υγρασίας Εδάφους

Ας συνδέσουμε τώρα όλα τα μέρη μαζί.

Στην αρχή συνδέουμε τη μονάδα αισθητήρα Soil Moisture. Έχει μόνο 4 ακίδες και θα συνδέσουμε τρεις από αυτές.

Σύνδεση του αισθητήρα υγρασίας εδάφους

Το Vcc Pin πηγαίνει στο 5V του Arduino

Η καρφίτσα GND πηγαίνει από το GND του Arduino

Η καρφίτσα A0 πηγαίνει στην καρφίτσα A0 του Arduino

Το επόμενο βήμα είναι να συνδέσετε την οθόνη LCD Nokia 5110.

Σύνδεση της οθόνης LCD Nokia 5110

Το RST πηγαίνει στο Digital Pin 12 του Arduino

Το CE πηγαίνει στο Digital Pin 11 του Arduino

Το DC πηγαίνει στο Digital Pin 10 του Arduino

Το DIN πηγαίνει στο Digital Pin 9 του Arduino

Το CLK πηγαίνει στο Digital Pin 8 του Arduino

Το VCC πηγαίνει στο Arduino 3.3V

Το LIGHT πηγαίνει στο Arduino GND (ενεργοποιείται ο οπίσθιος φωτισμός)

Το GND πηγαίνει στο Arduino GND

Τώρα που έχουμε συνδέσει όλα τα μέρη μαζί, το μόνο που έχουμε να κάνουμε είναι να φορτώσουμε τον κώδικα. Τώρα μπορούμε να αρχίσουμε να μετράμε την υγρασία του εδάφους σε πραγματικό χρόνο!

Βήμα 5: Ο Κώδικας του Έργου

Ο κώδικας του έργου αποτελείται από 2 αρχεία.

1. ui.c

2. MoistureSensorNokia.ino

Κωδικός ui.c - Το περιβάλλον εργασίας χρήστη

Στο αρχείο ui.c, υπάρχουν οι δυαδικές τιμές της διεπαφής χρήστη που εμφανίζονται μετά την εκκίνηση του έργου. Παρακαλούμε δείτε το συνημμένο βίντεο που έχω ετοιμάσει για να δείτε πώς να φορτώσετε τα προσαρμοσμένα γραφικά σας στο Arduino Project σας.

Κωδικός MoistureSensorNokia.ino - Κύριο Πρόγραμμα

Ο κύριος κώδικας του έργου είναι πολύ απλός. Πρέπει να συμπεριλάβουμε τη βιβλιοθήκη Nokia 5110. Στη συνέχεια δηλώνουμε μερικές μεταβλητές. Αρχικοποιούμε την οθόνη και εκτυπώνουμε το εικονίδιο ui μία φορά. Στη συνέχεια διαβάζουμε την αναλογική τιμή από τον αισθητήρα δευτερόλεπτο. Όλη η μαγεία συμβαίνει στη λειτουργία βρόχου:

void loop () {

lcd.clrScr ();

lcd.drawBitmap (0, 0, ui, 84, 48);

sensorValue = analogRead (sensorPin); // Διαβάζουμε τον αισθητήρα εδώ

τοις εκατό = convertToPercent (sensorValue);

percentString = String (τοις εκατό); stringLength = percentString.length (); displayPercent (stringLength); lcd.update (); καθυστέρηση (1000)? }

Στη λειτουργία βρόχου καθαρίζουμε πρώτα την οθόνη και εκτυπώνουμε το εικονίδιο UI. Στη συνέχεια διαβάζουμε την τιμή του αισθητήρα. Μετά από αυτό, αποκρύπτουμε την αναλογική τιμή που διαβάζουμε σε ποσοστιαία τιμή και αυτήν την τιμή την μετατρέπουμε σε μεταβλητή συμβολοσειράς για να την εμφανίσουμε στην οθόνη. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται κάθε δευτερόλεπτο.

Έχω επισυνάψει τον κώδικα σε αυτό το Instructable. Για να κατεβάσετε την τελευταία έκδοση του κώδικα, μπορείτε να επισκεφθείτε την ιστοσελίδα του έργου:

Βήμα 6: Δοκιμή του έργου

Τώρα που έχει φορτωθεί ο κωδικός, μπορούμε να δοκιμάσουμε το Soil Moisture Monitor και να δούμε τα επίπεδα υγρασίας του εδάφους σε πραγματικό χρόνο στην οθόνη Nokia 5110 LCD.

Όπως μπορείτε να δείτε στις συνημμένες φωτογραφίες, το Soil Moisture Monitor λειτουργεί καλά!

Έβαλα ένα φλιτζάνι μπροστά μου με ξερό χώμα. Όταν τοποθέτησα τον αισθητήρα στο κύπελλο διαβάσαμε μια χαμηλή τιμή υγρασίας στο έδαφος στην οθόνη Nokia 5110. Όταν έριξα λίγο νερό στο κύπελλο, μπορείτε να δείτε καθαρά ότι τα επίπεδα υγρασίας αυξήθηκαν.

Το έργο λειτουργεί καλά και μπορούμε να ελέγξουμε οπτικά τα επίπεδα υγρασίας του εδάφους. Φυσικά αυτό είναι απλώς μια επίδειξη του αισθητήρα, πρόκειται να χτίσω πιο χρήσιμα έργα στο μέλλον με αυτόν τον αισθητήρα.

Όπως μπορείτε να δείτε, αυτό το έργο είναι μια μεγάλη επίδειξη του τι είναι δυνατό το υλικό και το λογισμικό ανοιχτού κώδικα. Μέσα σε λίγα λεπτά μπορεί κανείς να χτίσει ένα τόσο εντυπωσιακό έργο! Αυτό το έργο είναι ιδανικό για αρχάριους και όπως είπα στην αρχή, αυτό το έργο είναι μια μεγάλη μαθησιακή εμπειρία. Θα ήθελα πολύ να ακούσω τη γνώμη σας για αυτό το έργο. Το θεωρείτε χρήσιμο; Υπάρχουν βελτιώσεις που μπορούν να εφαρμοστούν σε αυτό το έργο; Δημοσιεύστε τα σχόλια ή τις ιδέες σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων!