Pametni vrt - klik in rast: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Kaj pa, če bi lahko s pomočjo aplikacije za pametni telefon gojili lastne rastline, rože, sadje ali zelenjavo, ki zagotavlja, da vaše rastline dobijo optimalno konfiguracijo vode, vlažnosti, svetlobe in temperature ter vam omogočajo, da kadar koli in povsod spremljate, kako gojiti svoje rastline.

Pametni vrt - Click and Grow bo poskrbel za vaše rastline tudi, ko ste na počitnicah, kilometre stran od doma, tako da bo ves čas imel dovolj vode, svetlobe in pravo temperaturo.

Z uporabo naprednih senzorjev, ki nadzorujejo vlažnost, svetlobo in temperaturo, naša pametna aplikacija natančno ve, kdaj je potrebno namakati vaš vrt in kakšna je optimalna količina vode. Vse pomembne informacije o vašem vrtu se nenehno spremljajo in se ves čas pojavljajo na zaslonu pametnega telefona.

Lahko se odločite, da boste pametni aplikaciji omogočili samodejno namakanje vrta glede na razmere, ki vladajo na vrtu, ali pa se boste lahko odločili za ročno namakanje vrta, kadar koli se odločite in v količini vode po vaši izbiri, s pritiskom na gumb v pametnem telefonu.

Naš pametni vrt ustreza vašim lokalnim razmeram in zmanjšuje porabo vode in račune za vodo do 60% z namakanjem vaših rastlin v idealnem času in pogojih.

Z našim pametnim vrtom pojdite v prihodnost in začnite obdelovati svoj vrt enostavno, hitro in nič manj pomembno, ne da bi zapravili bogastvo.

1. korak: Deli

Za ta projekt boste potrebovali:

Elektronske naprave in plošče:

1) NodeMCU;

2) 2 (ali več) kanalni analogni multiplekser;

3) tranzistor;

4) vodna črpalka (uporabili smo 12V merilno črpalko 350GPH);

5) Vir energije

Senzorji:

6) svetlobni senzor (od svetlobe odvisen upor);

7) senzor MPU-6050 (ali kateri koli temperaturni senzor);

8) kapacitivni senzor vlažnosti tal;

Fizično

9) 3/4 vodovodna cev;

10) upori;

11) Žice in podaljški;

12) Pametni telefon

13) Aplikacija Blynk

2. korak: Ožičenje - plošča in senzorji

Spodaj si oglejte podrobna navodila o tem, kako priključite različne komponente, in glejte shemo ožičenja, objavljeno zgoraj.

Board in MultiPlexer

NodeMCU in multiplekser postavite na ploščo, kot je prikazano na diagramu.

Z dvema mostičkoma povežite 5V in GND NodeMCU s stolpcem '+' oziroma '-' na plošči breadboard in priključite multiplekser na NodeMCU, kot je prikazano zgoraj.

Priključitev senzorjev

1) Svetlobni senzor (od svetlobe odvisen upor) - Potrebovali boste tri skakalce in 100K upor.

S tremi mostički povežite senzor na 5V, GND in na Y2 multiPlexerja, kot je prikazano zgoraj.

2) Senzor MPU -6050 - Za povezavo senzorja s 5V, GND in D3, D4 NodeMCU, kot je prikazano zgoraj, potrebujete štiri mostove.

3) Kapacitivni senzor vlage v tleh (CSMS) - povežite CSMS s tremi mostički na 5V, GND in Y0 multiplekserja, kot je prikazano zgoraj.

Zdaj priključite kabel USB na NodeMCU in nadaljujte z naslednjim korakom.

3. korak: Ožičenje - tranzistor in črpalka

Spodaj si oglejte podrobna navodila o tem, kako priključite Rely in vodno črpalko, ter si oglejte zgornje slike ožičenja.

Tranzistor

Za priključitev tranzistorja uporabite 3 mostičke:

1. Srednji krak do '-' vodne črpalke;

2. Leva noga do '-' 12V napajalnika;

3. Desna noga do D0 MCU;

Črpalka za vodo

Priključite "+" 12V napajanja na "+" vodne črpalke.

4. korak: Povežite sistem

Priporočamo, da krušno ploščo skupaj z vsemi drugimi sestavnimi deli, razen črpalke, postavite v lepo škatlo.

Moral bi biti v vedru vode.

Vzemite dolgo cev 3/4 '; Blokirajte en konec cevi, drugi konec pa pritrdite na vodno črpalko; naredi nekaj lukenj vzdolž cevi in jih razporedi v bližini rastlin;

senzor tal postavite v tla. Upoštevajte, da mora biti opozorilna črta senzorja zunaj tal.

Na zgornji sliki si lahko ogledate, kako smo postavili sistem.

5. korak: Koda

Odprite priloženo datoteko.ino z urejevalnikom arduino.

Preden ga naložite v NodeMCU, bodite pozorni na naslednje parametre, ki jih boste morda želeli spremeniti:

1) const int AirValue = 900; To vrednost morate preizkusiti s senzorjem vlažnosti tal.

Senzor vzemite iz zemlje in preverite vrednost, ki jo dobite. V skladu s tem lahko spremenite vrednost v kodi.

2) const int WaterValue = 380; To vrednost morate preizkusiti s senzorjem.

Senzor vzemite iz zemlje in ga položite v kozarec vode. Preverite vrednost, ki jo dobite - Vrednost v kodi lahko spremenite v skladu s tem.

Ko naredite zgoraj navedeno, samo naložite kodo v NodeMCU.

6. korak: Apleti IFTTT

Če se sistem odloči za samodejno namakanje vrta, vam bo poslal e -poštno sporočilo, zato boste vedeli, da je bil vaš vrt namakan, saj je bila zemlja zelo suha.

Priporočamo, da sistem konfigurirate tako, da bo namakal le ponoči ali pri nizki ravni sonca.

na ta način boste vsak mesec prihranili precejšnjo količino vode !!

V aplikaciji Blynk smo uporabili en gradnik webhook. Pripomoček webhook je bil uporabljen za sprožitev dogodka v programčkih IFTTT. IFTTT Datum/čas -> webhooks, navidezni pin na Blynku spremeni njegovo vrednost. To sproži funkcijo, ki vam pošlje pošto, ko je zemlja zelo suha in je bilo uporabljeno samodejno namakanje.

7. korak: Pametni vrt - aplikacija BLYNK

Naša aplikacija BLYNK vsebuje naslednje funkcije:

1) LCD - LCD vam bo zagotovil ustrezne informacije o sistemu. Sporočil vam bo, kdaj sistem zažene vodno črpalko in namaka rastline.

2) Lestvica vlažnosti tal - ponuja informacije o vlažnosti tal.

Lestvica prikazuje vlažnost v odstotkih, tako da nič odstotkov predstavlja povprečno stopnjo vlažnosti zraka, 100 odstotkov pa vlažnost vode.

Dodali smo tudi ustni opis ravni vlažnosti, ki jo predstavlja pet možnosti:

A. Zelo mokro - ko tla plavajo z vodo.

B. Mokro - med normalnim in poplavljenim. Pričakuje se, da se bo to stanje zgodilo še nekaj časa po namakanju zemlje.

C. Idealno - ko zemlja vsebuje idealno količino vode za rastline.

D. Suho - Ko se zemlja začne sušiti. Vendar pa pri večini rastlin še ni potrebe po namakanju.

E. Zelo suho - v tem primeru čim prej zalijte zemljo (upoštevajte, da če je način samodejnega namakanja VKLOPLJEN, bo sistem samodejno namakal vrt, ko je zemlja zelo suha).

* Seveda je idealna raven vlažnosti tal odvisna od specifičnih rastlin, ki jih imate na svojem vrtu.

* Raven vlažnosti vode in stopnjo zračnosti lahko spremenite v skladu z zgoraj opisanim.

3) Sončna lestvica - nudi informacije o ravni svetlobe, ki so ji izpostavljene rastline. Idealna raven svetlobe je odvisna od vrste rastlin, ki jih imate na svojem vrtu.

4) Temp - zagotavlja temperaturo v okolici vaših rastlin.

5) Samodejno namakanje - ko je ta gumb VKLOPLJEN, bo sistem samodejno namakal rastline, ko se vlažnost tal segreje na 'Zelo suho'.

6) Količina - s pritiskom na '+' ali ' -' lahko izberete količino vode (v litrih) za namakanje rastlin.

8. korak: Simulacija sistema v akciji

Oglejte si sistem v živo v priloženem videu !!:)

Upoštevajte, da ko vklopite samodejno namakanje, bo sistem samodejno namakal vaš vrt takoj, ko se zemlja zelo izsuši. sistem je mogoče konfigurirati za namakanje le, če sonce ni premočno (na primer šele pozno v noč), tako da voda ne bo zapravljena !!!

Če se sistem odloči za samodejno namakanje vrta, vas o tem obvesti na lcd -ju aplikacije (če je odprta na vašem pametnem telefonu), poslal pa vam bo tudi e -pošto!

9. korak: Izboljšave in prihodnji načrti

Glavni izziv

Naš glavni izziv je bil ugotoviti, katere senzorje bi morali uporabiti, kam jih postaviti in katere vrednosti končnih točk uporabiti, da bi dosegli najboljše rezultate.

Ker smo imeli na voljo veliko informacij (vlažnost tal, temperatura, raven svetlobe, stanje tal itd.), Smo porabili veliko časa, da bi bila naša aplikacija čim bolj jasna in udobna.

Na začetku smo delali z Relyjem, ki nam je zelo otežil življenje, preizkusili smo več zanašanj in ugotovili, da NodeMCU in zanašanje včasih nista zelo stabilna, saj visoka vrednost digitalnih zatičev NodeMCU oddaja le 3 voltov, ko napetost deluje pri 5V, zato, ko smo želeli VKLOPITI črpalko in izhod D1 nastaviti na VISOKO, stikalo ni delovalo, saj je pričakoval, da bo 5V spremenilo stanje.

Takoj, ko smo zamenjali zanašanje s tranzistorjem, smo lahko enostavno upravljali črpalko.

Omejitve sistema

Naš vrt je majhen, ni bilo mogoče vsebovati velikega števila senzorjev za prejemanje informacij z različnih področij našega vrta. Z več senzorji in večjim vrtom bi lahko izvedeli več o razmerah, ki prevladujejo na vsakem območju vrta, in uporabili posebne lastnosti za vsako površino vrta, tako da dobi najboljše pogoje in zdravljenje za svoje posebne potrebe ter ga tudi prilagodi za avtomatsko namakanje.

Vizija prihodnosti

Naše prihodnje misli izhajajo predvsem iz sistemskih omejitev. Cilj je uvesti isti pametni vrtni sistem- le velik v večjih merilih.

Verjamemo, da se tak sistem lahko prilagodi vsem vrstam platform, od zasebnih vrtov, pa tudi javnih vrtov do kmetijske industrije, kot so veliki rastlinjaki in kmetijska polja.

Za vsak sistem (odvisno od njegove velikosti) bomo uporabili več senzorjev. Na primer:

1. Veliko število senzorjev vlažnosti tal: Z velikim številom senzorjev lahko ugotovimo stopnjo vlažnosti v katerem koli določenem delu zemlje/zemlje.

2. Veliko število svetlobnih senzorjev: podobno kot zgoraj, lahko tudi tukaj dobimo več kot specifično na različnih površinah vrta.

Z dodajanjem teh senzorjev lahko sestavimo posebno obdelavo za vse vrste rastlin na našem vrtu.

Ker različne vrste rastlin zahtevajo drugačno obdelavo, lahko vsako območje našega vrta prilagodimo drugi vrsti rastlin in z velikim številom senzorjev ustrezno rastlino prilagodimo točno tistemu stanju, ki ga potrebuje. Tako lahko gojimo različne rastline na manjših terenih.

Druga pomembna prednost velikega števila senzorjev je sposobnost ugotavljanja ravni vlage v tleh in temperature, zaklepanje, da se ugotovi, kdaj je treba zalivati kateri koli del Zemlje, in lahko namakamo tako, da bo to povzročilo največji prihranek vode. Celoten vrt moramo zaliti le, če je manjši del suh, lahko spremenimo le to površino.

3. Priključitev sistema na glavno pipo za vodo - tako nam ni treba polniti vode v posodi. Velika prednost takšne povezave je največji nadzor nad namakanjem in količino vode, ki jo prejme vsaka regija tal, brez skrbi, da bo v rezervoarju zmanjkalo vode.

4. Namenska aplikacija za sistem - Pisanje nove aplikacije, ki je združljiva s sistemom. Z vso našo ljubeznijo application aplikacijo Blynk je ne moremo uporabljati kot glavno sistemsko aplikacijo. V sistem želimo napisati edinstveno aplikacijo, ki ustreza krmilniku in senzorjem, s katerimi želimo sodelovati, da bi uporabniku omogočili popolno izkušnjo.

Pisanje takšne aplikacije nam bo dalo možnost, da dodamo več funkcij, kot jih lahko najdemo v Blynku. Na primer zgradite uporabniški profil za stranko, zberete podatke o vsaki stranki in mu svetujete o najboljših in najučinkovitejših lastnostih, ki ustrezajo njegovim potrebam.

Želeli bi zgraditi algoritem, ki se nauči vseh informacij, ki jih dobimo iz različnih senzorjev, in ga uporabiti za ustvarjanje najboljših pogojev za rastline.

Nato lahko ustvarimo spletni krog strank, ki je posodobljen s priporočili in prejema spletno pomoč v primeru težav v sistemu.

Resnično menimo, da ima takšen projekt velik potencial za oskrbo širokega kroga strank: od zasebnikov, ki imajo majhne vrtove, do okrasnih vrtov v podjetjih, ki bi radi svoje vrtove zlahka obdelovali, hkrati pa prihranili vodo in vire, pa vse do kmetje in velika podjetja, ki imajo velika polja in rastlinjake ter iščejo učinkovito in razmeroma poceni rešitev, ki jim bo dala najbolj ustrezne informacije o njihovih pridelkih, zato jim bo dala prednost pred tekmeci glede kakovosti njihovih pridelkov in prihranek stroškov vode in blaga z napako, s katerim ni bilo ustrezno ravnano (na primer je bilo preveč vode).