Notranji vrt Arduino: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Vrtnarstvo v sodobni dobi pomeni narediti stvari bolj zapletene in naporne, z elektroni, kosi in bajti. Združevanje mikrokrmilnikov in vrtnarjenja je zelo priljubljena ideja. Mislim, da je to zato, ker imajo vrtovi zelo preproste vhode in izhode, ki jih je enostavno zaviti. Predvidevam, da ljudje (tudi jaz) vidijo razvpito preprost in sproščen hobi in si ne morejo pomagati, da ga ne bi preveč zapletli.

V tem projektu vam bom pokazal, kako z uporabo plošče Arduino Dev zgraditi enostavnejšo različico notranjega vrta.

Zagotavljam vam popolna navodila po korakih, ki vam bodo pokazala, kako narediti lasten lep vrt, in podrobno razlagam tako strojne kot programske opreme, da bi te smernice spremenila na najpreprostejši način, ki vas pripelje do tega, da preizkusite lastne veščine pri izdelavi elektronike. Ta projekt je tako priročen za izdelavo posebej po pridobitvi prilagojenega tiskanega vezja, ki smo ga naročili pri JLCPCB za izboljšanje videza našega avtomobila, v tem priročniku pa je dovolj dokumentov in kod, ki vam omogočajo, da ustvarite svoj avtomatski vrtni sistem.

Ta projekt smo naredili v samo 7 dneh, le tri dni za dokončanje izdelave strojne opreme in montažo, nato 4 dni za pripravo kode in aplikacije za Android. da bi preko njega nadzorovali vrt. Preden začnemo, poglejmo najprej

Kaj se boste naučili iz te vadnice:

• Izbira pravih komponent glede na funkcionalnosti vašega projekta
• Ustvarjanje vezja za povezavo vseh izbranih komponent
• Sestavite vse dele projekta in začnite s preskušanjem
• Uporaba aplikacije za Android. povezati prek Bluetootha in začeti z upravljanjem sistema

1. korak: Kaj je notranji vrt

Večina rastlin ima preproste potrebe. Ko gostje gredo, so relativno nezahtevni. Preden se odločite povabiti rastlino domov, morate razumeti le tri osnovne stvari: svetlobo, vodo in zrak. Če lahko obvladate te štiri elemente, z vidika rastline lahko ustvarite notranji vrt skoraj povsod po svetu in v katerem koli letnem času.

• Svetloba - Večina vrtnih rastlin potrebuje vsaj šest ur svetlobe na dan. Vendar mora biti dobra svetloba. Če daste roko pred okno in ne meče sence, obstaja velika verjetnost, da svetloba ne ustreza večini rastlin za srečno življenje. Vedno pa lahko razmere pri šibki svetlobi dopolnite z rastočimi lučmi. Če imate v domu skromno naravno svetlobo in se ne želite mučiti s posebno razsvetljavo, se držite rastlin, ki običajno potrebujejo razmere pri šibki svetlobi, ali poskusite svoj vrt premakniti v sončno okensko polico.
• Voda - Rastline potrebujejo razmere, ki so blizu tistim v njihovih domačih habitatih. Rastlina, ki puščavo kliče domov, bo potrebovala manj pogosto zalivanje kot rastlina, ki živi v barju. Poznavanje vodnih razmer za rastlino je dober prvi korak k ohranjanju uspešnega notranjega vrta. To je lažje, kot si mislite, ker vam bodo rastline same pogosto namigovale. Rastline z debelimi gumijastimi listi kopičijo vodo in običajno lahko preživijo z manj vode kot rastline s tankimi, občutljivimi listi. Če ne marate zalivati rastlin, izberite sorte, ki lahko uspevajo manj, ali pa izberite lončke za rastline s skritimi rezervoarji, da zmanjšate obremenitve pri zalivanju.
• Zrak - Kot stranski produkt fotosinteze rastline proizvajajo kisik in filtrirajo neprijetne pline, kot je formaldehid, iz vašega domačega okolja s svojimi listi. Če želite ohraniti rastline zdrave, morate vzdrževati njihove liste čiste in zrak okoli njih se premikati in vlažiti. Če želite to narediti, jih lahko postavite na mesto z dobrim pretokom zraka ali pa jim priskrbite majhen ventilator.

Naredil bom sistem na osnovi Arduina, ki bo nadzoroval stanje temperature in vlažnosti moje rastline in samodejno zagotavljal njegove potrebne potrebe, kot so intenzivnost svetlobe, voda in čisti svež zrak, za to pa potrebujem nekaj senzorjev za nadzor nekaterih aktuatorjev. Intenzivnost svetlobe bom na primer nadzoroval glede na signale, ki jih prejme od senzorja svetlosti svetlobe, enako za zalivanje. Uporabil sem senzor vlage za vklop in izklop vodne črpalke ter senzor temperature/vlažnosti za vklop in izklop krmiljenja 12V enosmernega ventilatorja.

2. korak: Senzorji in aktuatorji

Ustvarjanje tega sistema je sestavljanje nekaterih senzorjev in aktuatorjev za dostop do fizičnih podatkov v celotni tovarni in za ugotovitev, katere stvari zahteva obrat, in kdaj jih morate dobaviti.

To je razlog, zakaj bi morali uporabiti nekaj senzorjev in aktuatorjev, ki so povezani na eno ploščo Arduino:

Senzorji

1. Svetlobni senzor BH1750: BH1750FVI Je digitalni svetlobni senzor, ki je digitalni IC senzor zunanje svetlobe za vmesnik vodila I2C. Ta IC je najprimernejši za pridobivanje podatkov o svetlobi v okolici za prilagajanje moči osvetlitve LCD in tipkovnice mobilnega telefona. Pri visoki ločljivosti je mogoče zaznati širok razpon (1 - 65535 lx).
2. Senzor vlage v tleh: Senzorji vlage, ki merijo upor ali prevodnost po matriki tal med dvema kontaktoma, so v bistvu neželeni. Prvič, odpornost ni zelo dober pokazatelj vsebnosti vlage, saj je močno odvisna od številnih dejavnikov, ki se lahko razlikujejo od vrta do vrta, vključno s pH tal, raztopljenimi trdnimi snovmi v vodi in temperaturo. Drugič, večina je slabe kakovosti s stiki, ki zlahka korodirajo. Večinoma bi imeli srečo, da bi zdržali celo sezono.
3. Senzor temperature in vlažnosti: DHT11 je osnovni, ultra poceni digitalni senzor temperature in vlažnosti. Uporablja kapacitivni senzor vlažnosti in termistor za merjenje zraka v okolici ter izpljune digitalni signal na podatkovni zatič (brez analognih vhodnih zatičev). Je precej preprost za uporabo, vendar zahteva previden čas za zbiranje podatkov. Edina resna pomanjkljivost tega senzorja je, da iz njega lahko dobite nove podatke le enkrat na 2 sekundi, zato so lahko pri uporabi naše knjižnice odčitki senzorjev stari do 2 sekundi.

Pogon

1. Svetlo bela LED: Svetleča dioda (LED) je dvovodni polprevodniški vir svetlobe. To je p -n stična dioda, ki pri aktiviranju oddaja svetlobo. [5] Ko se na vodi vodi ustrezna napetost, se lahko elektroni rekombinirajo z elektronskimi luknjami v napravi, pri čemer se sprošča energija v obliki fotonov.
2. Vodna črpalka: Črpalka je naprava, ki premika tekočine (tekočine ali pline) ali včasih blato z mehanskim delovanjem. Črpalke lahko glede na način premikanja tekočine razvrstimo v tri velike skupine: črpalke z neposrednim dvigom, premikom in gravitacijo. Črpalke delujejo po nekem mehanizmu (običajno z batnimi ali vrtljivimi) in porabljajo energijo za opravljanje mehanskega dela s premikanjem tekočina. Črpalke delujejo prek številnih virov energije, vključno z ročnim upravljanjem, električno energijo, motorji ali vetrno energijo, ki so različnih velikosti, od mikroskopskih za uporabo v medicini do velikih industrijskih črpalk.
3. DC 12V hladilni ventilator: Pomembno je razumeti hladilne tehnike, ki jih lahko uporabite za ohranitev življenjske dobe vaše rastline s premikanjem svežega zraka po rastlini, kadar je potrebno, da je rastlina v zdravih pogojih.

3. korak: izdelava tiskanih vezij (izdelal JLCPCB)

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), je največje podjetje za izdelavo prototipov PCB na Kitajskem in visokotehnološki proizvajalec, specializiran za hitro izdelavo prototipov PCB in proizvodnjo majhnih PCB.

Z več kot 10 -letnimi izkušnjami v proizvodnji PCB ima JLCPCB več kot 200.000 strank doma in v tujini, z več kot 8.000 spletnimi naročili izdelave prototipov PCB in proizvodnjo majhnih količin PCB na dan. Letna proizvodna zmogljivost je 200 000 kvadratnih metrov. za različne 1-slojne, 2-slojne ali večplastne PCB-je. JLC je profesionalni proizvajalec PCB -jev, ki ga odlikuje obsežna oprema za vrtine, strogo upravljanje in vrhunska kakovost.

Nazaj na naš projekt

Za izdelavo tiskanega vezja sem primerjal ceno številnih proizvajalcev tiskanih vezij in izbral JLCPCB najboljše dobavitelje PCB in najcenejše ponudnike tiskanih vezij, ki so naročili to vezje. Vse, kar moram storiti, je nekaj preprostih klikov, da naložim datoteko gerber in nastavim nekaj parametrov, kot sta barva in količina debeline tiskanega vezja, potem sem plačal le 2 dolarja, da dobim tiskano vezje šele po 3 dneh, in opazil sem, da obstaja je na tej spletni platformi za naročanje občasno nekaj ponudb brezplačne dostave.

Datoteko Circuit (PDF) lahko dobite tukaj.

Kot lahko vidite na zgornjih slikah, je tiskano vezje zelo dobro izdelano in imam enako obliko listov tiskanega vezja, ki smo jo oblikovali, vse nalepke in logotipi pa so tu, da me vodijo med koraki spajkanja.

4. korak: Sestavine

Zdaj pa poglejmo potrebne komponente za ta projekt in najdete vse povezane povezave za spletno naročilo, zato bomo potrebovali:

• - PCB, ki smo ga naročili pri JLCPCB
• - Arduino Nano:
• - Modul ESP01:
• -Modul Bluetooth HC-05 ali HC-06:
• - Senzor svetlobe BH1750:
• - Senzor temperature in vlažnosti:
• - Senzor vlage:
• - Vodna črpalka:
• - 12V enosmerni ventilator:
• - bele LED:
• - Nekaj priključkov glave:

5. korak: Sestavite

Zdaj smo pripravljeni, zato začnimmo spajkati komponente in ne pozabite slediti oznakam, da se izognete napakam pri spajkanju. Začnemo s spajkanjem priključka Arduino, da preizkusimo napajanje, lahko pa napišete tudi nekaj osnovnih preskusnih kod za preverjanje pravilne povezave za vsak senzor, kot je senzor svetlobe, pri LED -jih pa je enako, ker so vsi priključeni neposredno na ploščo (Arduino), tako da imate poln dostop do njih.

Opomba: Vaš spajkalnik mora biti lep in čist. To pomeni, da jo ob vsaki uporabi obrišete z gobo. Konica vašega spajkalnika mora biti čista in sijoča. Kadar koli vidite, da se konica umaže s tokom ali oksidira, kar pomeni, da izgubite sijaj, jo očistite. Tudi če ste sredi spajkanja. Čista spajkalna konica olajša prenos toplote na spajkalno tarčo.

PCB, ki smo ga naročili pri JLCPC, vam bo pomagal ohraniti vse na pravem mestu, zato ne oklevajte in obiščite to povezavo, če si želite ogledati tiskano vezje, ki smo ga naredili, in naročiti prek spleta.

Kot lahko vidite, je uporaba tega tiskanega vezja zaradi svoje kakovosti tako priročna in zagotovo vse nalepke nudijo najboljša navodila za vas, zato boste 100% prepričani, da ne boste naredili nobenih napak pri spajkanju.

Vsako komponento sem spajkal na njeno mesto in z obema stranema tiskanega vezja lahko spajkate elektronske dele.

Zdaj imamo pripravljeno tiskano vezje in vse komponente zelo dobro spajkane, potem sem pripravil to zasnovo za lasersko rezanje s CNC -jem, da bi elektronski del in napravo vstavil v eno držalo, zato, če želite izdelati isto zasnovo kot moj najde datoteke (DXF) tukaj

6. korak: aplikacija za Android

Ta aplikacija vam bo omogočila povezavo z vašim Arduinom prek Bluetootha, z ročnim načinom pa boste imeli dostop do ventilatorjev, luči in vodne črpalke za vklop in izklop, ne da bi pozabili na senzorje, s katerimi jim lahko preberete podatke s pritiskom na gumb »pridobi podatke« in vsi ustrezni podatki bodo prikazani na zaslonu vašega pametnega telefona.

To aplikacijo za Android lahko brezplačno dobite na tej povezavi

7. korak: Arduino koda in preverjanje preskusa

koda je na voljo in jo kot običajno lahko prenesete s te povezave. Kot lahko vidite na fotografijah, je koda tako preprosta in zelo dobro komentirana, da jo lahko razumete, da ste lastnik.

Kot vidite, ima vsak gumb funkcijo v sistemu, vendar resnično cenim samodejni način za nadzor svetlosti svetlobe. Senzor svetlobe sem postavil na spodnjo podlago, potem pa, ko izberemo ta način, bo sistem nadzoroval svetlost sprednje strani svetlobne LED, odvisno od signalov senzorja. Prav tako lahko beremo vrednosti temperature in vlažnosti neposredno na zaslonu pametnega telefona, kar je res impresivno.