Вътрешна градина Arduino: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Градинарството в съвременната ера означава да направите нещата по -сложни и трудни, с електрони, битове и байтове. Комбинирането на микроконтролери и градинарство е наистина популярна идея. Мисля, че това е така, защото градините имат много прости входове и изходи, които са лесни за увиване. Предполагам, че хората (включително и аз) виждат едно изключително просто и спокойно хоби и няма как да не се почувстват принудени да го усложнят.

В този проект ще ви покажа как да изградите по -опростена версия на вътрешна градина с помощта на дъската Arduino Dev.

Предоставям пълно ръководство стъпка по стъпка, за да ви покажа как да направите своя собствена красива градина, и обяснявам подробно както хардуерните, така и софтуерните части, за да превърна това ръководство в най-простия начин, който ви кара да опитате собствени умения в електронното производство. Този проект е толкова удобен за изработка специално след получаване на персонализирана печатна платка, която поръчахме от JLCPCB, за да подобрим външния вид на нашата кола, а също така в това ръководство има достатъчно документи и кодове, които да ви позволят да създадете вашата автоматична градинска система.

Направихме този проект само за 7 дни, само три дни, за да завършим изработката на хардуера и сглобяването, след това 4 дни, за да подготвим кода и приложението за Android. за да контролираме градината през нея. Преди да започнем нека да видим първо

Какво ще научите от този урок:

• Избор на правилните компоненти в зависимост от функционалностите на вашия проект
• Осъществяване на веригата за свързване на всички избрани компоненти
• Съберете всички части на проекта и започнете тестване
• Използване на приложението за Android. да се свържете чрез Bluetooth и да започнете да манипулирате системата

Стъпка 1: Какво е вътрешна градина

Повечето растения имат прости нужди. Докато отиват гостите, те са относително неизискващи. Има само три основни неща, които трябва да разберете, преди да решите да поканите растение у дома: светлина, вода и въздух. Ако можете да овладеете тези четири елемента, от гледна точка на растението, можете да създадете вътрешна градина почти навсякъде по света и през всеки сезон от годината.

• Светлина - Повечето градински растения се нуждаят от поне шест часа светлина на ден. Но трябва да е добра светлина. Ако поставите ръката си пред прозореца и тя не хвърля сянка, има вероятност светлината да не е достатъчна за повечето растения да водят щастлив живот. Винаги обаче можете да допълвате условията на слабо осветление с нарастващи светлини. Ако имате умерена естествена светлина в дома си и не искате да се суетете със специално осветление, се придържайте към растения, които обикновено се нуждаят от условия на слаба светлина, или опитайте да преместите градината си в слънчев перваз на прозореца.
• Вода - Растенията се нуждаят от условия, близки до тези в техните местни местообитания. Растение, което нарича пустинята дом, ще се нуждае от по -рядко поливане от растение, което живее в блато. Знаейки какви условия на вода предпочита растението е добра първа стъпка към поддържането на успешна закрита градина. По -лесно е, отколкото си мислите, защото самите растения често ще ви дадат улики. Растенията с дебели гумени листа са събирачи на вода и обикновено могат да оцелеят с по -малко вода от растенията с тънки, деликатни листа. Ако мразите да поливате растенията си, изберете сортове, които могат да процъфтяват по-малко, или вземете саксии със скрити резервоари, за да намалите работата по поливането.
• Въздух - Като страничен продукт от фотосинтезата, растенията произвеждат кислород и филтрират неприятни газове, като формалдехид, от домашната ви среда чрез листата си. За да поддържате растенията здрави, трябва да поддържате листата им чисти и въздухът около тях да се движи и влажен. За да направите това, можете да ги поставите на място с добър въздушен поток или да им осигурите малък вентилатор.

Ще направя система на базата на Arduino, която да контролира състоянието на температурата и влажността на моето растение и автоматично да осигурява необходимите й нужди като интензитет на светлината, вода и чист чист въздух и за да направя това, се нуждая от някои сензори за управление на някои задвижвания. Например ще контролирам интензивността на светлината в зависимост от сигналите, получени от сензора за яркост на светлината, еднакъв за поливане Използвах влажен сензор за включване и изключване на водна помпа и сензор за температура/влажност за включване и изключване на 12V DC вентилатори.

Стъпка 2: Сензори и задвижвания

Изработването на тази система е сглобяване на някои сензори и задвижващи механизми с цел достъп до физическите данни около завода и за да се намери кое нещо е поискано от завода и кога трябва да го доставите.

Това е причината, поради която трябва да използвате някои сензори и изпълнителни механизми, всички свързани към една платка Arduino:

Сензори

1. Светлинен сензор BH1750: BH1750FVI е цифров сензор за светлина, който е цифров IC сензор за околна светлина за интерфейс на I2C шина. Тази интегрална схема е най -подходящата за получаване на данни за околната светлина за регулиране на мощността на подсветката на LCD и клавиатурата на мобилния телефон. Възможно е да се открие широк диапазон при висока разделителна способност. (1 - 65535 lx).
2. Сензор за влажност на почвата: Сензорите за влага, които измерват съпротивлението или проводимостта в матрицата на почвата между два контакта, са по същество нежелани. На първо място, устойчивостта не е много добър показател за съдържанието на влага, тъй като тя е силно зависима от редица фактори, които могат да варират в различните градини, включително ph на почвата, разтворени твърди частици във водата и температура. Второ, повечето от тях са с лошо качество с контакти, които лесно корозират. В по -голямата си част ще имате късмет да изкарате един, който да издържи през целия сезон.
3. Сензор за температура и влажност: DHT11 е основен, ултра евтин цифров сензор за температура и влажност. Той използва капацитивен сензор за влажност и термистор за измерване на околния въздух и изплюва цифров сигнал върху извода за данни (не са необходими аналогови входни щифтове). Той е сравнително лесен за използване, но изисква внимателно време за събиране на данни. Единственият реален недостатък на този сензор е, че можете да получавате нови данни от него само веднъж на всеки 2 секунди, така че когато използвате нашата библиотека, показанията на сензора могат да бъдат на възраст до 2 секунди.

Задвижващи механизми

1. Светло бял светодиод: Светодиод (LED) е двупроводен полупроводников източник на светлина. Това е p – n преходен диод, който излъчва светлина при активиране. [5] Когато се приложи подходящо напрежение към проводниците, електроните могат да се рекомбинират с електронни дупки в устройството, освобождавайки енергия под формата на фотони.
2. Водна помпа: Помпата е устройство, което премества течности (течности или газове) или понякога суспензии чрез механично действие. Помпите могат да бъдат класифицирани в три основни групи според метода, който използват за преместване на течността: помпи с директно повдигане, изместване и гравитация. Помпите работят по някакъв механизъм (обикновено бутален или ротационен) и консумират енергия за извършване на механична работа чрез преместване на течност. Помпите работят чрез много източници на енергия, включително ръчно управление, електричество, двигатели или вятърна енергия, идват в много размери, от микроскопични за използване в медицински приложения до големи промишлени помпи.
3. DC 12V охлаждащ вентилатор: Важно е да се разберат техниките за охлаждане, които могат да се използват за запазване на живота на вашето растение чрез преместване на чист въздух около растението, когато е необходимо да се поддържа растението в здравословни условия.

Стъпка 3: Изработване на печатни платки (Произведено от JLCPCB)

За JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), е най-голямото предприятие за прототип на печатни платки в Китай и високотехнологичен производител, специализиран в производството на прототипи за бързи печатни платки и производство на малки партиди.

С над 10 години опит в производството на печатни платки, JLCPCB има повече от 200 000 клиенти у нас и в чужбина, с над 8 000 онлайн поръчки за прототипиране на печатни платки и производство на малки количества печатни платки на ден. Годишният производствен капацитет е 200 000 кв.м. за различни еднопластови, двуслойни или многослойни печатни платки. JLC е професионален производител на печатни платки, който се отличава с широкомащабно, кладенечно оборудване, стриктно управление и превъзходно качество.

Обратно към нашия проект

За да произвеждам печатни платки, сравних цената от много производители на печатни платки и избрах JLCPCB най -добрите доставчици на печатни платки и най -евтините доставчици на печатни платки, които поръчват тази схема. Всичко, което трябва да направя, е няколко прости кликвания, за да кача гербер файла и да задам някои параметри като цвят и количество на дебелината на печатната платка, след това съм платил само 2 долара, за да си получа печатната платка само след 3 дни и забелязах, че там е някои оферти за безплатна доставка от време на време в тази онлайн платформа за поръчки.

Можете да получите файла Circuit (PDF) от тук.

Както можете да видите на снимките по -горе, печатната платка е много добре произведена и имам същата форма на печатна платка, която сме проектирали, и всички етикети и лога са там, за да ме ръководят по време на стъпките на запояване.

Стъпка 4: Съставки

Сега нека разгледаме необходимите компоненти за този проект и можете да намерите всички свързани връзки за онлайн поръчка, така че ще ни трябва:

• - ПХБ, които сме поръчали от JLCPCB
• - Arduino Nano:
• - Модул ESP01:
• -HC-05 или HC-06 Bluetooth модул:
• - Светлинен сензор BH1750:
• - Сензор за температура и влажност:
• - Сензор за влага:
• - Водна помпа:
• - 12V постоянен вентилатор:
• - бели светодиоди:
• - Някои конектори за заглавки:

Стъпка 5: Сглобяването

Вече сме готови, така че нека започнем да запояваме компонентите и не забравяме да следваме етикетите, за да избегнем грешки при запояване. Започваме със запояване на конектора Arduino, за да тестваме захранването, а също така можете да напишете някои основни тестови кодове, за да проверите правилната връзка за всеки сензор като светлинния сензор и той е един и същ за светодиодите, защото всички те са свързани директно към платката (Arduino), така че да имате пълен достъп до тях.

Забележка: Трябва да поддържате поялника си хубав и чист. Това означава да го избършете върху гъбата всеки път, когато я използвате. Върхът на поялника трябва да е чист и лъскав. Когато видите, че върхът се замърсява с флюс или се окислява, което означава, че губите блясъка си, трябва да го почистите. Дори ако сте в средата на запояване. Наличието на чист накрайник за запояване прави МНОГО по -лесно прехвърлянето на топлина към целта за запояване.

Печатната платка, която поръчахме от JLCPC, ще ви помогне да запазите всичко на правилното място, така че не се колебайте да посетите тази връзка, ако искате да видите печатната платка, която сме направили, и да направите онлайн поръчка.

Както можете да видите, използването на тази печатна платка е толкова удобно поради нейното качество и със сигурност всички етикети там предоставят най -доброто ръководство за вас, така че ще бъдете 100% сигурни, че няма да направите никакви грешки при запояване.

Запоял съм всеки компонент към неговото разположение и можете да използвате двете страни на печатната платка, за да ви запоявате електронни части.

Сега имаме готовата печатна платка и всички компоненти запоени много добре, след това подготвих този дизайн, за да направя CNC лазерно рязане, за да вмъкна електронната част и инсталацията в една опора, така че ако искате да направите същия дизайн като моите намерете (DXF) файловете тук

Стъпка 6: Приложението за Android

Това приложение ще ви позволи да се свържете с вашия Arduino чрез Bluetooth, а с помощта на ръчния режим можете да имате достъп до вентилаторите, светлините, а също и водната помпа за управление на ВКЛ и ИЗКЛ, без да забравяте сензорите, чрез които можете да прочетете данните от тях натискане на бутона „получаване на данни“и всички подходящи данни ще се покажат на екрана на вашия смартфон.

Можете да получите безплатно това приложение за Android от тази връзка

Стъпка 7: Кодът на Arduino и валидирането на теста

кодът е наличен и както обикновено можете да го изтеглите от тази връзка. Както можете да видите на снимките, кодът е толкова прост и много добре коментиран, така че можете да го разберете, че притежавате.

Както можете да видите, момчета, всеки бутон има функционалност в системата, но това, което наистина оценявам, е автоматичният режим за контрол на яркостта на светлината. светлинни светодиоди в зависимост от сигналите на сензора. Също така можем да прочетем стойностите на температурата и влажността директно на екрана на смартфона, което е наистина впечатляващо.