Умна градина - Щракнете и расте: 9 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Ами ако бихте могли да отглеждате свои собствени растения, цветя, плодове или зеленчуци с помощта на приложение за смартфон, което гарантира, че вашите растения получават оптималната конфигурация на вода, влажност, светлина и температура и ви позволява да наблюдавате как да отглеждате вашите растения ПО ВСЕКИ КЪДЪСТ.

Smart Garden - Click and Grow ще се грижи за вашите растения дори когато сте на почивка, на мили от дома, като се уверите, че те имат достатъчно вода, светлина и подходяща температура по всяко време.

Използвайки усъвършенствани сензори, които следят влажността, светлината и температурата, нашето интелигентно приложение знае точно кога да напоява вашата градина и какво е оптималното количество вода, което е необходимо. Цялата съответна информация за вашата градина се следи постоянно и се появява на екрана на вашия смартфон по всяко време.

Ще можете да изберете да оставите интелигентното приложение автоматично да напоява градината в зависимост от условията, които преобладават в градината, или алтернативно, можете да изберете да напоявате градината ръчно, когато решите и в количеството вода по ваш избор, чрез натискане на бутон във вашия смартфон.

Нашата интелигентна градина отговаря на вашите местни условия и намалява потреблението на вода и сметките за вода с до 60% чрез напояване на вашите растения при перфектните срокове и условия.

Напредйте към бъдещето с нашата интелигентна градина и започнете да обработвате градината си лесно, бързо и не по -малко важно, без да харчите цяло състояние.

Стъпка 1: Части

За този проект ще ви трябва:

Електронни устройства и платки:

1) NodeMCU;

2) 2 (или повече) канален аналогов мултиплексор;

3) транзистор;

4) Водна помпа (използвахме 12V Blige Pump 350GPH);

5) Източник на захранване

Сензори:

6) Светлинен сензор (светлозависим резистор);

7) сензор MPU-6050 (или всеки температурен сензор);

8) Капацитивен сензор за влажност на почвата;

Физически

9) 3/4 водопроводна тръба;

10) Резистори;

11) Проводници и разширения;

12) Смартфон

13) Приложение Blynk

Стъпка 2: Окабеляване - платка и сензори

Вижте по -долу подробни инструкции за това как да свържете различните компоненти и се консултирайте с електрическата схема, публикувана по -горе.

Board и MultiPlexer

Поставете NodeMCU и мултиплексора върху чертежа, както е показано на диаграмата.

Използвайте два джъмпера, за да свържете 5V и GND на NodeMCU съответно към колоната „+“и „-“на бордовата платка и свържете мултиплексора към NodeMCU, както е показано по-горе.

Свързване на сензорите

1) Светлинен сензор (зависим от светлината резистор) - Ще ви трябват три джъмпера и 100K резистор.

Използвайте 3 джъмпера, за да свържете сензора към 5V, GND и към Y2 на мултиплексора, както е показано по -горе.

2) MPU -6050 сензор - Ще ви трябват четири джъмпера, за да свържете сензора към 5V, GND и D3, D4 на NodeMCU, както е показано по -горе.

3) Капацитивен сензор за влажност на почвата (CSMS) - Свържете CSMS с 3 джъмпера към 5V, GND и Y0 на мултиплексора, както е показано по -горе.

Сега свържете USB кабела към NodeMCU и продължете към следващата стъпка.

Стъпка 3: Окабеляване - транзистор и помпа

Вижте по -долу подробни инструкции за това как да свържете Rely и водната помпа и вижте снимките на окабеляването, публикувани по -горе.

Транзистор

Използвайте 3 джъмпера, за да свържете транзистора, както следва:

1. Среден крак към '-' на водната помпа;

2. Ляв крак към '-' на 12V захранването;

3. Десен крак към D0 на MCU;

Водна помпа

Свържете „+“на 12V захранването към „+“на водната помпа.

Стъпка 4: Свързване на системата

Препоръчваме да поставите breadboard заедно с всички останали компоненти, с изключение на помпата, в хубава кутия.

Трябва да е вътре в кофата с вода.

Вземете дълга тръба 3/4 '; Блокирайте единия край на тръбата, а другия край монтирайте към водната помпа; прави някои дупки по тръбата и я разгръща в близост до растенията;

поставете почвения сензор в почвата. Обърнете внимание, че предупредителната линия на сензора трябва да е извън почвата.

Можете да разгледате горната снимка, за да видите как сме поставили системата.

Стъпка 5: Кодът

Отворете прикачения.ino файл с редактора arduino.

Преди да го качите в NodeMCU, моля, обърнете внимание на следните параметри, които може да искате да промените:

1) const int AirValue = 900; Трябва да тествате тази стойност с вашия сензор за влажност на почвата.

Извадете сензора от почвата и проверете стойността, която получавате. Можете да промените стойността в кода в съответствие.

2) const int WaterValue = 380; Трябва да тествате тази стойност с вашия сензор.

Извадете сензора от почвата и го поставете в чаша вода. Проверете стойността, която получавате - Можете да промените стойността в кода в съответствие.

След като направите горното, просто качете кода на NodeMCU.

Стъпка 6: IFTTT аплети

Ако системата реши автоматично да напоява градината, тя ще ви изпрати имейл, така че ще знаете, че вашата градина е била напоена, тъй като почвата е била много суха.

Препоръчваме ви да конфигурирате системата така, че да се напоява само през нощта или когато нивото на слънцето е ниско.

по този начин ще спестите значително количество вода всеки месец !!

В приложението Blynk използвахме една джаджа за webhook. Уиджетът webhook е използван за задействане на събитие в аплети на IFTTT. IFTTT Дата/час -> webhooks, виртуален щифт на Blynk променя стойността му. Което задейства функция, която ви изпраща поща, когато почвата е много суха и е използвано автоматично напояване.

Стъпка 7: Умна градина - приложение BLYNK

Нашето приложение BLYNK съдържа следните функции:

1) LCD - lcd ще ви предостави подходяща информация за системата. Той ще ви уведоми, когато системата работи с водната помпа и напоява растенията.

2) Скала за влажност на почвата - предоставя ви информация за влажността на почвата.

Скалата показва влажността в проценти, така че нула процент представлява средното ниво на влажност на въздуха, а 100 процента представлява влагата на водата.

Добавихме и устно описание на нивото на влажност, представено от пет опции:

А. Много влажно - когато почвата се плава с вода.

Б. Мокро - между нормалното и наводненото. Очаква се тази ситуация да възникне известно време, след като сме напоили земята.

В. Идеален - когато почвата съдържа идеално количество вода за растенията.

Г. Изсушаване - Когато почвата започне да изсъхва. Въпреки това, в повечето растения все още няма нужда от напояване.

Д. Много сухо - в тази ситуация поливайте почвата възможно най -скоро (Имайте предвид, че ако режимът на автоматично напояване е ВКЛЮЧЕН, системата автоматично ще напоява градината, когато почвата е много суха).

* Разбира се, идеалното ниво на влажност на почвата зависи от специфичните растения, които имате във вашата градина.

* Можете да промените нивото на влажност на водата и нивото на влажност на въздуха в съответствие с обяснението по -горе.

3) Слънчева скала - предоставя ви информация за нивото на светлина, на което са изложени растенията. Идеалното необходимо ниво на светлина зависи от вида растения, които имате в градината си.

4) Температура - осигурява ви температура в околността на вашите растения.

5) Автоматично напояване - когато този бутон е ВКЛЮЧЕН, системата автоматично ще напоява растенията, когато влажността на почвата достигне „Много сухо“.

6) Количество - чрез натискане на „+“или „ -“можете да изберете количеството вода (в литри) за напояване на растенията.

Стъпка 8: Симулация на системата в действие

Вижте как системата работи на живо в прикаченото видео !!:)

Обърнете внимание, че ако включите автоматичното напояване, системата автоматично ще напоява градината ви веднага щом почвата стане „много суха“. системата може да бъде конфигурирана да напоява само когато слънцето не е твърде силно (например само късно през нощта), така че водата няма да се разпилява !!!

Ако системата реши автоматично да напоява градината, тя ще ви уведоми на lcd на приложението (ако е отворено отворено на вашия смартфон), а също така ще ви изпрати имейл!

Стъпка 9: Подобрения и бъдещи планове

Основното предизвикателство

Основното ни предизвикателство беше да разберем кои сензори трябва да използваме, къде да ги поставим и какви стойности на крайните точки трябва да използваме, за да постигнем най-добри резултати.

Тъй като имахме много информация за показване (влажност на почвата, температура, ниво на осветеност, състояние на почвата и т.н.) Прекарахме много време, за да направим нашето приложение възможно най -ясно и удобно.

В началото работихме с Rely, което направи живота ни много тежък, опитахме няколко разчитания и разбрахме, че NodeMCU и разчитането понякога не са много стабилни, тъй като ВИСОКАТА стойност на цифровите щифтове на NodeMCU извежда само 3 волта, когато разчитането работи с 5V, така че когато искахме да включим помпата и да настроим изхода D1 на ВИСОК, превключвателят не работи, тъй като очакваше 5V да промени състоянието си.

Веднага след като сменихме разчитането с транзистора, можехме лесно да управляваме помпата.

Ограниченията на системата

Нашата градина е малка, не беше възможно да се съдържат голям брой сензори, за да се получи информация от няколко различни зони в нашата градина. С повече сензори и по -голяма градина бихме могли да научим повече за условията, преобладаващи във всяка област на градината, и да използваме специфични свойства за всяка област от градината, така че тя получава най -добрите условия и лечение за своите специфични нужди, както и да я коригираме за автоматично напояване.

Виждане за бъдещето

Нашите бъдещи мисли произтичат главно от ограниченията на системата. Целта е да се внедри същата интелигентна градинска система- само голяма в по-големи мащаби.

Вярваме, че такава система може да бъде адаптирана към всеки тип платформа, започвайки от частни градини, както и обществени градини до селскостопанската индустрия, като големи оранжерии и земеделски ниви.

За всяка система (в зависимост от нейния размер) ще използваме повече сензори. Например:

1. Голям брой сензори за влажност на почвата: С голям брой сензори можем да знаем нивото на влажност във всяка конкретна част от земята/почвата.

2. Голям брой светлинни сензори: подобно на причината по -горе дори тук можем да получим повече от специфично за различни части на градината.

Като добавим тези сензори, можем да съберем специфично третиране за всеки вид растение в нашата градина.

Тъй като различните видове растения изискват различно третиране, ние можем да адаптираме всяка област от нашата градина към друг вид растения, а с голям брой сензори ние съобразяваме конкретното растение с точното състояние, от което се нуждае. По този начин можем да отглеждаме разнообразни растения на по -малки терени.

Друго значително предимство на голям брой сензори е способността да се идентифицира нивото на влага в почвата и температурата, да се заключи, за да се знае кога е необходимо да се полива която и да е част от Земята и можем да контролираме напояването, така че да доведе до максимална икономия на вода. Трябва да поливаме цялата градина само ако малка част от нея е суха, можем да променим само тази площ.

3. Свързване на системата към главния кран за вода - по този начин не е нужно да пълним вода в контейнера. Голямото предимство на такава връзка е максималният контрол върху напояването и количеството вода, което всеки регион на почвата получава, без да се притеснявате за изтичане на водата в резервоара.

4. Специално приложение за системата - Написване на ново приложение, което е съвместимо със системата. С цялата си любов application Blynk приложение, не можем да го използваме като основно системно приложение. Бихме искали да напишем уникално приложение към системата, което съответства на контролера и сензорите, с които искаме да работим, за да предоставим на потребителя перфектно изживяване.

Писането на такова приложение ще ни даде възможност да добавим още функции, след това тези, които можем да намерим в Blynk. Например изграждане на потребителски профил за клиента, събиране на информация за всеки клиент и консултиране за най -добрите и най -ефективни имоти, които отговарят на неговите нужди.

Бихме искали да изградим алгоритъм, който научава цялата информация, която получаваме от разнообразието от сензори, и да го използваме, за да създадем най -добрите условия за растенията.

Освен това можем да създадем онлайн кръг от клиенти, който да се актуализира с препоръки и да получава онлайн помощ в случай на проблем в системата.

Наистина смятаме, че подобен проект има голям потенциал да обслужва широк кръг клиенти: от частни лица, които имат малки градини, през декоративни градини в бизнеса, които биха искали лесно да обработват градините си, като същевременно пестят вода и ресурси, и до земеделски производители и големи компании, които притежават големи ниви и оранжерии и търсят ефективно и сравнително евтино решение, което да им даде най -подходящата информация за тяхната продукция, така че ще им даде предимства пред конкурентите си по отношение на качеството на тяхната продукция и спестяване на разходи, както за вода, така и за дефектни стоки, с които не се работи правилно (например има твърде много вода).