Масив от селскостопански сензори: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Проект на Джаксън Брейкъл, Тайлър Маккабинс и Якоб Талер за EF 230

Земеделието е жизненоважен производствен фактор в Съединените щати. Културите могат да се използват за голямо разнообразие от различни цели, вариращи от суровини за производство на облекло, фармацевтични продукти и хранителни добавки до директна консумация на частите от културата, най -често покълналите плодове. По -голямата част от културите в САЩ се отглеждат на открито, където метеорологичните условия или температурата не могат да бъдат контролирани в голям мащаб. Като се има предвид колко драстично неблагоприятните метеорологични условия могат да повлияят на растежа на културите, от своя страна засягайки икономиката на Съединените щати, наблюдението на условията на полето с култури става жизненоважно.

Нашето устройство, Селскостопански сензорен масив, позволява на фермерите да наблюдават състоянието на предварително избрани части от тяхното поле, използвайки 4 сензора: сензор за дъждовна вода, сензор за влажност на почвата, температурен сензор и фотоелектричен сензор. Комбинацията от тези сензори позволява на един земеделски производител да планира адекватно продукцията на реколтата през сезона, да се адаптира към твърде малко или твърде много дъжд, по -добре да се справи с бедствия, които могат да убият културите и да спестят време и проблеми от вземането на проби от почвата и използването на по -скъпо сензорно оборудване. В тази инструкция ще ви преведем през окабеляването и кодирането зад нашия масив от селскостопански сензори, така че и вие можете да си направите свой собствен.

Стъпка 1: Съберете необходимите материали

По -долу е даден списък на необходимите материали, които ще ви трябват, за да започнете"

1. Arduino Board, за предпочитане Arduino Uno

2. Основен макет

3. 1x 220 ома резистор

4. Различни проводници с различни цветове

5. Микро USB към USB кабел

6. Монтиран на борда високоговорител

7. Фотоелектричен сензор

8. Температурен сензор

9. Сензор за дъждовна вода

10. Датчик за влажност на почвата

11. Компютър с инсталиран пакет за поддръжка Matlab 2017 и Arduino (Пакетът за поддръжка може да бъде намерен под Добавки)

Стъпка 2: Свържете платката и свържете

Започнете, като окабелите дъската, както е показано по -горе, или по какъвто и да е начин, който ви подхожда най -добре. Има буквално неограничени начини за свързване на платката, така че точната конфигурация наистина зависи от вас. След като платката е свързана, започнете да свързвате сензорите си. Сензорите за дъждовна вода, почвена влажност и фотоелектрически са всички аналогови изходи, така че се уверете, че са свързани към аналоговия вход на Arduino. Температурният сензор, от друга страна, е цифров изход, затова се уверете, че е свързан към наличен цифров вход на вашия Arduino. Arduino трябва да има изходи за 3.3v и 5v, затова се уверете, че сензорите са свързани към напрежения, с които са съвместими.

След като сте сигурни, че платката е свързана правилно, включете Micro USB към USB кабела от вашия компютър в Micro USB порта на вашия компютър и включете вашия Arduino. Отворете Matlab и, като се уверите, че сте инсталирали пакета за поддръжка на Arduino под Add-Ons, изпълнете командата "fopen (serial ('nada'))", без ". Трябва да се появи грешка и грешката трябва да покаже имате налично съпоставяне с номер. Изпълнете командата "a = arduino ('comx', 'uno')", където x е номерът на вашия компютър, за да картографирате вашия Arduino към обект. LED на Arduino трябва да мига бързо, за да покаже, че е свързан.

Стъпка 3: Кодирайте фотоелектрическите и температурните сензори

Преди да започнете кодирането, отбележете къде са свързани вашите сензори на Arduino, тъй като това ще бъде важно за командата readVoltage. Започнете кода си, като зададете променливата слънчева светлина равна на командата "readVoltage (a, 'X#')", където X# е портът, към който сте свързани, а a просто извиква Arduino, който сте нанесли на тази променлива. Стартирайте оператора if, и задайте първото условие за слънчева светлина <3. Задайте изхода като "info. TOD = 'нощ" ", за да изведете часа на деня като структура, и след това добавете друго изявление с изхода като" info. TOD =' day '". Тъй като това е друго изявление, не се нуждаем от условие, тъй като то ще работи за всички други стойности, които не са дефинирани в оператора if. Уверете се, че сте завършили вашия оператор if с край и преминете към програмиране температурния сензор.

Задайте променливата термо равно на друга команда readVoltage, като командата е "readVoltage (a, 'X#')". В нашия случай температурата трябваше да се преобразува от единици напрежение в Целзий, така че уравнението "tempC = (термо-.5).*100" да се преобразува от напрежението в Целзий. За улеснение преобразувахме температурата в Целзий в Фаренхайт, но това е чисто по избор.

Код за целите на поставяне

слънчева светлина = четене Напрежение (a, 'A1'), ако слънчевата светлина <3

info. TOD = 'нощ'

иначе

info. TOD = 'ден'

край

thermo = readVoltage (a, 'A3');

tempC = (термо-.5).*100;

info.tempF = (9/5.*tempC) +32

Стъпка 4: Кодирайте сензорите за дъждовна вода и почвена влажност

Както бе посочено в последната стъпка, уверете се, че знаете в какви портове са включени сензорите ви на дъската Arduino, тъй като това ще направи тази стъпка много по -малко разочароваща. Започнете със сензора за дъждовна вода и стартирайте оператор if. Задайте първото условие за "readVoltage (a, 'X#')> 4" и задайте изхода му на "info. Rain = 'без валежи". Добавете elseif и задайте условието му преди командата readVoltage, но го задайте на> 2. Добавете „&&“, за да обозначите друго условие, което трябва да бъде изпълнено, и го настройте на команда readVoltage както преди и го задайте на <= 4. Изходът ще бъде "info. Rain = 'мъгляне" ". Накрая добавете else и задайте неговия изход на „info. Rain = 'downpour'“. Може да се наложи да коригирате стойностите за условията въз основа на влажността на околната среда в помещението, в което работите.

След това започнете кода за сензора за влажност на почвата и започнете с оператор if. Задайте условието на оператора if на "readVoltage (a, 'X#')> 4 и добавете изхода" info.soil = 'dry' ". Добавете оператор elseif и с помощта на командата readVoltage по -горе го задайте за> 2. Добавете "&&" и задайте друга команда readVoltage за <= 4. Задайте нейния изход на "info.soil = 'оптимално насищане". Добавете друго изявление и задайте изхода му на "info.soil =' flood" ", и не забравяйте да добавите край.

Код за целите на поставяне

ако readVoltage (a, 'A0')> 4 info. Rain = 'без валежи'

elseif readVoltage (a, 'A0')> 2 && readVoltage (a, 'A0') <= 4

info. Rain = 'замъгляване'

иначе

info. Rain = 'дъжд'

край

ако readVoltage (a, 'A2')> 4

info.soil = 'сух'

elseif readVoltage (a, 'A2')> 2 && readVoltage (a, 'A0') <= 4

info.soil = 'оптимално насищане'

иначе

info.soil = 'наводнение'

край

Стъпка 5: Изходно кодиране на високоговорителя и съобщението

Изходите за това устройство могат да варират в широки граници, но в този случай ще ви преведем през изход за високоговорители, монтиран директно на устройство, и изход от кутия за съобщения, който може да се гледа на отдалечен компютър. Нашият високоговорител е проектиран да извежда различни честоти, по -ниски от по -лоши, за оптимална температура на реколтата, слънчева светлина, влажност на почвата и валежи. Започнете изходния код на високоговорителя с оператор if и задайте неговото условие на командата "readVoltage (a, 'X#')> 4 || info.tempF = 3 || readVoltage (a, 'A2')> 2 && readVoltage (a, 'A0') <= 4 ". Добавете същата команда playTone, както е показано по -горе, но променете 200 на 1000, за да произведете по -висок, по -положителен тон. След това добавете else и отново добавете същата команда playTone, но променете 1000 на 1500. Тези различни тонове показват сериозността на ситуацията на полето. Уверете се, че сте добавили край, за да завършите оператора if.

Последната ни част от кода ще бъде изход, който създава кутия за съобщения. Създайте низ, използвайки 'марки в скоби, и преобразувайте частите от вашата структура в низове, като използвате командата "num2str (info.x)", където x е име на подструктура в информационната структура. Използвайте „низ нов ред“, за да добавите нови редове в полето си за съобщение и въведете съобщението си в текст с помощта на кавички, като добавите действителната стойност на полето в низа с помощта на гореспоменатата команда num2str. И накрая, с дефинирания низ, използвахме командата "msgbox (string)", за да покажем данните като поле за съобщение на вашия монитор.

Код с цел поставяне

ако readVoltage (a, 'A2')> 4 || info.tempF <32 playTone (a, 'D9', 200, 1)

иначе ако слънчева светлина> = 3 || readVoltage (a, 'A2')> 2 && readVoltage (a, 'A0') <= 4

playTone (a, 'D9', 1000, 3)

иначе

playTone (a, 'D9', 1500, 5)

край

string = ['Температурата е (deg F)', num2str (info.tempF)]

string = [string newline 'Почвата е', num2str (info.soil)]

низ = [низ нов ред „Външните валежи са“, num2str (инф. дъжд)]

string = [string newline 'Часът на деня е', num2str (info. TOD)]

msgbox (низ)

Стъпка 6: Заключение

Докато светът продължава да разчита все повече и повече на синтетични алтернативи на продукти, събрани преди това от култури, селското стопанство със сигурност ще остане релевантен и важен фактор на икономиката за дълго време. Адекватното наблюдение на земеделските земи е от решаващо значение за земеделския производител, за да извлече максимална полза от реколтата си, а с нашето устройство не само е възможно да се наблюдава цялата земеделска земя от разстояние, но е възможно да се направи и на евтина, лесна за инсталиране и надежден начин. Надяваме се, че това ръководство се е оказало информативно и лесно за следване, и се надяваме, че устройството ще се окаже полезно за това, което искате да внедрите или експериментирате с него.

Честито кодиране, Екипът на масив от селскостопански сензори