Παρακολούθηση του Green House με IOT: 5 βήματα

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

Όσον αφορά τη γεωργία, η παρακολούθηση της θερμοκρασίας και της υγρασίας των φυτών είναι σημαντικός παράγοντας για την επιβίωσή τους. Επί του παρόντος, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν θερμόμετρα προσαρτημένα σε ένα θερμοκήπιο, ώστε οι αγρότες να μπορούν να μετρήσουν τη θερμοκρασία. Ωστόσο, αυτή η χειροκίνητη προσέγγιση απαιτεί από τον αγρότη να είναι φυσικά παρών σε εκείνη τη θέση, κάτι που δεν είναι δυνατό κάθε φορά. Έτσι ανέπτυξα αυτήν τη συμπαγή συσκευή στο VeggiTech για να λύσω αυτό το πρόβλημα.

Αυτό είναι ένα σύστημα παρακολούθησης θερμοκηπίου που μπορεί να ανιχνεύσει τη θερμοκρασία, την υγρασία, τον δείκτη θερμότητας και να το στείλει σε έναν online πίνακα ελέγχου μέσω wifi. Είναι μια συσκευή αυτόματης φόρτισης που λειτουργεί με ηλιακούς συλλέκτες και έχει βομβητή όταν το περιβάλλον ξεπερνά το κατώφλι.

Προμήθειες

Το συνολικό κόστος αυτού του έργου είναι 270 AED (73 $)

Απαιτούμενα υλικά:-

1. Nodemcu
2. Arduino Uno
3. Ηλιακά πάνελ 10W
4. Ελεγκτής ηλιακής φόρτισης 12V
5. Μπαταρία μολύβδου 12V
6. Αισθητήρας DHT22
7. 16x2 LCD i2c
8. Συρτάρι από ξύλο
9. Ρελέ 5V

Βήμα 1: Διάγραμμα κυκλώματος

Η συσκευή διαθέτει την παραπάνω σύνδεση για να λειτουργήσει το πλήρες πρόγραμμα. Παρακάτω είναι η σύνδεση με λεπτομέρειες:-

• Ακροδέκτες ηλιακών συλλεκτών για τον ελεγκτή φόρτισης
• Ακροδέκτες μπαταρίας για τον ελεγκτή φόρτισης
• Έξοδος ελεγκτή φόρτισης για μετατροπή μετατροπέα και βομβητή
• Μετατροπέας Buck (έξοδος 5V) σε arduino, ρελέ, LCD, dht22 & nodemcu
• LCD SDA, SCL έως A4 & A5
• Arduino Rx, Tx σε nodemcu Tx, Rx
• Μεταφορά μεταξύ εξόδου ελεγκτή φόρτισης στο βομβητή

Βήμα 2: Δημιουργία λογαριασμού στο Pubnub με κλειδί εφαρμογής

Δημιουργήστε το λογαριασμό σας στο Pubnub έτσι ώστε τα δεδομένα να μεταφέρονται με επιτυχία. Δημιουργήστε μια νέα εφαρμογή στην επάνω δεξιά γωνία και αντιγράψτε τις πληροφορίες παμπ/δευτερεύον κλειδί. Αυτό το κλειδί θα μεταφερθεί στον κώδικα Arduino τον οποίο θα ανεβάσετε στο nodemcu.

Βήμα 3: Μεταφόρτωση κώδικα στο Nodemcu & Arduino

Κατεβάστε τον παρακάτω κώδικα. Τοποθετήστε το pub/sub key από τον λογαριασμό σας PubNub στον κωδικό greenhouse_iot ακριβώς πάνω από τη λειτουργία ρύθμισης. Ο κωδικός «greenhouse_iot» θα φορτωθεί στο nodemcu και ο κώδικας «arduino_slave» θα φορτωθεί στο arduino.

Βήμα 4: Δημιουργήστε πίνακα ελέγχου Freeboard

Δημιουργήστε το freeboard.io και εδώ τα δεδομένα σας θα εμφανίζονται σε ελκυστική οπτική μορφή. Πρώτον, τα δεδομένα θα μεταφορτωθούν από το nodemcu στον διακομιστή pubnub, το pubnub μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί στον ελεύθερο πίνακα, αυτός είναι ο λόγος που χρησιμοποιούμε και τις δύο αυτές υπηρεσίες μαζί. Ακολουθήστε αυτά τα βήματα για να ρυθμίσετε τον online πίνακα ελέγχου:-

1. Επιλέξτε πηγές δεδομένων στην επάνω δεξιά γωνία ως Pubnub
2. Δημιουργήστε νέα πάνελ το καθένα για θερμοκρασία, υγρασία και δείκτη θερμότητας
3. Επιλέξτε οποιονδήποτε τύπο οθόνης πίνακα που χρειάζεστε. Ένα δημοφιλές είναι ο μετρητής μετρητή για αυτήν την εφαρμογή
4. Στο πλαίσιο, επιλέξτε πηγή δεδομένων ως JSON. Θα σας οδηγήσει σε επεξεργαστή κειμένου όπου μπορείτε να πληκτρολογήσετε [όνομα πίνακα ελέγχου] [όνομα μεταβλητής από arduino IDE]. Εάν θέλετε να λάβετε την ένδειξη θερμοκρασίας, πληκτρολογήστε "Θερμοκρασία", επειδή αυτό είναι το όνομα μορφοποιημένου JSON όταν μεταφορτώθηκε από το nodemcu στο διακομιστή. Το ίδιο για όλα τα πάνελ.

Βήμα 5: Συμπέρασμα

Overallταν ένα χρήσιμο έργο συνολικά, αλλά εδώ είναι μερικοί περιορισμοί που αντιμετώπισα:-

1. Έλλειψη προστασίας από τη σκόνη:- Θα έπρεπε να προσθέσω ένα κουτί περιβλήματος IP67 για προστασία από ηλεκτρονικά είδη και καλύτερη αξιοπιστία.
2. Κίνδυνοι από μπαταρία λιθίου:-Αντί να χρησιμοποιήσετε μπαταρία λιθίου, η μπαταρία μολύβδου-οξέος είναι ασφαλέστερη, καθώς κατά τη διάρκεια της υψηλής θερμοκρασίας λιπο μπαταρία μπορεί να πάρει φωτιά. Έτσι έκαψα αυτό το έργο, οπότε το έμαθα με έναν δύσκολο τρόπο.
3. Η ισχύς εξαρτάται από το ηλιακό φως:- Το ηλιακό φως είναι η κύρια πηγή ενέργειας. Χωρίς αυτό, το σύστημα θα σταματήσει, οπότε απαιτείται μια εναλλακτική πηγή. Για να μην ξεχνάμε ότι τα ηλιακά συστήματα αυξάνουν το κόστος.
4. το λειτουργικό κόστος της υπηρεσίας Freeboard:- 12 $ το μήνα πρέπει να δαπανώνται για την υπηρεσία freeboard.io. Απαιτείται καλύτερη εναλλακτική λύση για τη μείωση του κόστους.

Τώρα το επόμενο βήμα μου είναι να προσθέσω ασύρματους αισθητήρες LoRa στο θερμοκήπιο, να συλλέξω τις ενδείξεις μέσω της πύλης WiFi και να τις ανεβάσω σε έναν ειδικά σχεδιασμένο πίνακα ελέγχου χρησιμοποιώντας το Node-Red. Αυτό το σύστημα έχει μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας (8-10 χρόνια) και μεγαλύτερη αξιοπιστία, ώστε να εξαλειφθούν όλοι οι παραπάνω περιορισμοί.