Intelov avtomatiziran vrtnarski sistem: 16 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

[Predvajaj video]

Pozdravljeni vsi skupaj !!!

To je moj prvi Instructabe na Intel Edisonu. Ta navodila so navodila za izdelavo avtomatiziranega sistema namakanja (kapljičnega namakanja) majhnih lončnic ali zelišč z uporabo Intel Edison in drugih poceni elektronskih senzorjev. To je kot nalašč za gojenje rastlin v zaprtih prostorih, vendar je to zamisel mogoče uporabiti za večji sistem.

Pripadam vasi in imamo svoje podjetje. Med bivanjem v moji vasi smo dobivali veliko sveže zelenjave/zeliščnih listov iz našega podjetja (glej zgornje slike). Zdaj pa je situacija drugačna, saj ostajam v mesto ni več sveže zelenjave/zeliščnih listov. Te moram kupiti v trgovini, ki sploh niso sveži. Poleg teh se pridelujejo z uporabo škodljivih pesticidov, ki niso dobri za zdravje. Zato nameravam utrjevati zelišča balkon, ki je popolnoma svež in neškodljiv. Toda utrjevanje je dolgotrajen proces. V svojih cvetličnih rastlinah vedno pozabim dati vodo. To daje idejo o avtomatiziranem sistemu vrtnarjenja.

Sistem je zasnovan tako, da zazna vlago v tleh, količino svetlobe, ki pada na rastline, in pretok vode. Ko je vsebnost vlage v tleh prenizka, bo sistem ukazal, naj zažene črpalko in zalije zemljo. Merilnik pretoka spremlja porabo vode.

Razen tega bo Intel Edison v splet prenašal podatke o ravni vlage, zunanji svetlobi in pretoku. Vse podatke iz svojega pametnega telefona lahko spremljate z aplikacijami Blynk. Nato lahko na vaš račun samodejno pošljete twit, če vlaga pade pod določeno mejno vrednost.

Skrb za okolje je v zadnjih letih postala zelo pomembna in vse več je povpraševanja po "zelenih" aplikacijah, ki lahko pomagajo zmanjšati emisije CO2 ali narediti učinkovitejše upravljanje porabljene energije. Da bi bil projekt bolj zanesljiv in okolju prijazen, sem uporabil sončna energija za napajanje celotnega sistema.

1. korak: potrebni deli

1. Plošča Intel Edison (Amazon)

2. Senzor vlage (Amazon)

3. Senzor pretoka (Amazon)

4. DC črpalka (Amazon)

5. Photocell /LDR (Amazon)

6. MOSFET (IRF540 ali IRL540) (Amazon)

7. Tranzistor (2N3904) (Amazon)

8. Dioda (1N4001) (Amazon)

9. Upori (10K x2, 1K x1, 330R x1)

10. Kondenzator -10uF (Amazon)

11. Zelena LED

12. Dvostranska prototipna plošča (5 cm x 7 cm) (Amazon)

13. Priključki JST M/F z žicami (2 pina x 3, 3 pina x1) (eBay)

14. DC Jack- Moški (Amazon)

15. Zatiči glave (Amazon)

16. Sončna plošča 10W (Voc = 20V-25V) (Amazon)

17. Krmilnik solarnega polnjenja (Amazon)

18. Zapečatena svinčevo -kislinska baterija (Amazon)

Potrebna orodja:

1. Spajkalnik (Amazon)

2. Rezalnik /odstranjevalec žice (Amazon)

3. Pištola za vroče lepilo (Amazon)

4. Vrtalnik (Amazon)

2. korak: Kako sistem deluje

Srce projekta je plošča Intel Edison, ki je priključena na različne senzorje (kot so vlaga v tleh, svetloba, temperatura, pretok vode itd.) In vodno črpalko. Senzorji spremljajo različne parametre, kot so vlaga tal, sončna svetloba in voda tok/ porabo nato dovaja na ploščo Intel. Nato plošča Intel obdela podatke, ki prihajajo iz senzorjev, in ukaze vodni črpalki za zalivanje rastline.

Različni parametri se nato pošljejo na splet prek vgrajene povezave Intel Edison WiFi, nato pa se poveže z aplikacijami Blynk za spremljanje rastline iz vašega pametnega telefona/tabličnega računalnika.

Zaradi lažjega razumevanja sem projekte razdelil na manjše odseke, kot je prikazano spodaj

1. Prvi koraki z Edisonom

2. Napajanje za projekt

3. Priključitev in testiranje senzorjev

4. Izdelava vezja / ščita

5. Povezovanje z aplikacijo Blynk

6. Programska oprema

7. Priprava ohišja

8. Končno testiranje

3. korak: Nastavitev Intel Edison

To razširitveno ploščo Intel Edison in Arduino kupujem pri Amazonu. Nimam veliko sreče, saj tega nisem dobil pri poučni kampanji. Poznam Arduino, vendar se mi je zdelo, da je z Intel Edisonom nekoliko težje vstati in teči. Kakorkoli že, po nekaj dneh poskusa se mi je zdelo, da je zelo enostaven za uporabo. V naslednjih nekaj korakih vas bom vodil do hitrega začetka. Zato ne prestrašite:)

Samo sledite naslednjim navodilom, ki dobro pokrivajo, kako začeti z Edisonom

Če ste začetnik, sledite naslednjim navodilom

Popoln vodnik za začetnike do Intel Edison

Če uporabljate Mac, sledite tem navodilom

PRAVI vodnik za začetnike za nastavitev Intel Edison (z Mac OS)

Poleg teh Sparkfun in Intel imata odlične vaje za začetek z Edisonom.

1. Vadnica za Sparkfun

2. Vadnica za Intel

Prenesite vso potrebno programsko opremo s spletnega mesta Intel

software.intel.com/en-us/iot/hardware/edison/downloads

Po prenosu programske opreme morate namestiti gonilnike, IDE in OS

Vozniki:

1. Gonilnik FTDI

2. Edison Driver

IDE:

Arduino IDE

Utripanje operacijskega sistema:

Edison s podobo Yocto Linux

Ko namestite vse, se morate nastaviti za povezavo WiFi

4. korak: Napajanje

Za ta projekt potrebujemo moč za dva namena

1. Za napajanje Intel Edison (7-12V DC) in različnih senzorjev (5V DC)

2. Za zagon enosmerne črpalke (9V DC)

Za napajanje celotnega projekta sem izbral 12V zapečateno svinčevo baterijo. Ker sem jo dobil iz starega računalniškega UPS -a. Potem sem mislil uporabiti solarno energijo za polnjenje baterije. Tako je zdaj moj projekt popolnoma zanesljiv in okolju prijazen.

Za pripravo napajalnika si oglejte zgornje slike.

Sončni polnilni sistem je sestavljen iz dveh glavnih komponent

1. Sončna plošča: Pretvarja sončno svetlobo v električno energijo

2. Krmilnik solarnega polnjenja: Za optimalno polnjenje baterije in nadzor obremenitve

Napisal sem 3 navodila za izdelavo solarnega regulatorja polnjenja, zato mu lahko sledite, da naredite svojega.

ARDUINO-SOLARNI-UPRAVLJALEC

Če ga ne želite narediti, ga kupite pri eBayu ali Amazonu.

Povezava:

Večina regulatorjev polnjenja ima običajno 3 priključke: sončno, baterijsko in obremenitveno.

Krmilnik polnjenja najprej priključite na baterijo, ker to omogoča umerjanje regulatorja polnjenja na ustrezno sistemsko napetost. Najprej priključite negativni priključek in nato pozitivni. Priključite solarno ploščo (najprej negativno in nato pozitivno) Na koncu priključite na priključek za obremenitev enosmernega toka. V našem primeru je obremenitev Intel Edison in enosmerna črpalka.

Toda Intelova plošča in črpalka potrebujejo stabilno napetost, zato je pretvornik DC-DC pretvornik priključen na priključek DC obremenitve krmilnika polnjenja.

5. korak: Senzor vlage

Delovanje senzorjev vlage temelji na upornosti vode za določanje stopnje vlažnosti tal. Tipala merijo upor med dvema ločenima dvema sondama tako, da pošljejo tok skozi eno od njih in odčitajo ustrezen padec napetosti zaradi znane vrednosti upora.

Več vode je manjši odpor in s tem lahko določimo mejne vrednosti za vsebnost vlage. Ko je zemlja suha, bo odpornost visoka in LM-393 bo pokazal visoko vrednost na izhodu. Ko je zemlja mokra, bo na izhodu pokazal nizko vrednost.

LM -393 DRIVER (senzor vlage) -> Intel Edison

GND -> GND

5 V -> 5

VOUT -> A0

Koda testa:

int vlažni_senzor_Pin = A0; // Senzor je priključen na analogni pin A0

int moist_sensor_Value = 0; // spremenljivka za shranjevanje vrednosti iz senzorja void setup () {Serial.begin (9600); } void loop () {// prebere vrednost iz senzorja: moist_sensor_Value = analogRead (moist_sensor_Pin); zamuda (1000); Serial.print ("Odčitavanje senzorja vlage ="); Serial.println (moist_sensor_Value); }

6. korak: Senzor svetlobe

Za spremljanje količine sončne svetlobe, ki pade na rastlino, potrebujemo svetlobni senzor. Zanj lahko kupite že pripravljen senzor. Ampak jaz raje naredim svojega s fotocelico/LDR. Zelo nizki stroški, ki jih je enostavno dobiti v številnih velikostih in specifikacijah.

Kako deluje ?

Fotocelica je v bistvu upor, ki spreminja svojo uporovno vrednost (v ohmih) glede na to, koliko svetlobe sije na ukrivljeno površino.

Če želite izvedeti več o fotocelici, kliknite tukaj

Vezje krušne deske:

Svetlobni senzor lahko naredite tako, da naredite vezje delilnika napetosti z zgornjim uporom (R1) kot fotocelico/LDR in a in nižjim uporom (R2) kot upor 10 K. Oglejte si zgoraj prikazano vezje.

Če želite izvedeti več o tem, si oglejte vadnico adafruit.

Povezava:

LDR en pin - 5V

Spoj --- A1

10K Rististor en pin - GND

Izbirno vezje filtra za hrup: Kondenzator 0,1uF priključite na 10K upor, da odstranite neželeni šum.

Koda testa:

Rezultat:

Odčitki serijskega monitorja kažejo, da je vrednost senzorja višja pri močni sončni svetlobi in nižja med senco.

int LDR = A1; // LDR je priključen na analogni pin A1

int LDRValue = 0; // to je spremenljivka za shranjevanje vrednosti LDR void setup () {Serial.begin (9600); // zaženemo serijski monitor z 9600 buad} void loop () {LDRValue = analogRead (LDR); // bere vrednost ldr skozi LDR Serial.print ("Vrednost senzorja svetlobe:"); Serial.println (LDRValue); // natisne vrednosti LDR na zakasnitev serijskega monitorja (50); // To je hitrost, s katero LDR pošilja vrednost arduinu}

7. korak: naredite svetlobni senzor

Če imate Seeedstudio senzor za svetlobni utor, lahko ta korak preskočite. Toda senzorja za utor nimam, zato sem si ga naredil sam. Če boste nedvomno izvedeli več in se po zaključku počutite zelo veselo.

Vzemite dva kosa žic z želeno dolžino in odstranite izolacijo na koncih. Na koncu priključite dvopolni konektor JST. Lahko kupite tudi konektor z žicami.

Fotocelica ima dolge noge, ki jih je treba še prirezati na kratke škrbine, da se ujemajo s vodilnimi žicami.

Odrežite dva kratka kosa toplotno skrčenega materiala, da izolirate vsako nogo. Vstavite toplotno skrčljivo cev na žice.

Nato se fotocelica spajka na konec vodilnih žic.

Zdaj je senzor pripravljen, zato ga lahko preprosto pritrdite na želeno mesto. 10K upor in 0,1uF kondenzator bosta spajkana na glavno vezje, kar bom razložil kasneje.

8. korak: Senzor pretoka

Senzor pretoka se uporablja za merjenje tekočine, ki teče skozi cev / posodo. Morda mislite, zakaj potrebujemo ta senzor. Obstajata dva glavna razloga

1. Za merjenje količine vode, ki se uporablja za zalivanje rastlin, da se prepreči potrata

2. Izklopite črpalko, da se izognete suhemu teku.

Kako deluje senzor?

Deluje po principu "Hallovega učinka". Razlika napetosti se sproži v prevodniku, ki je pravokoten na električni tok in magnetno polje pravokotno nanj. Majhen rotor ventilatorja/propelerja je nameščen na poti tekočine, ko tekočina teče, se rotor vrti. Gred rotorja je povezana s senzorjem Hallovega učinka. To je razporeditev tokovne tuljave in magneta, povezanega z gredjo rotorja. Tako se pri vrtenju rotorja inducira napetost/impulz. V tem merilniku pretoka za vsak liter tekočine, ki teče skozi minuto, odda približno nekaj impulzov. Pretok v L/uro je mogoče izračunati s štetjem impulzov iz izhoda senzorja. Intel Edison bo opravil štetje.

Senzorji pretoka so opremljeni s tremi žicami:

1. Rdeča/VCC (5-24V DC vhod)

2. Črna/GND (0V)

3. Rumena/OUT (pulzni izhod)

Priprava priključka za črpalko: Črpalka je opremljena s konektorjem JST in žicami, vendar se ženski konektor v moji zalogi ni ujemal z njim, dolžina žice pa je tudi majhna.

Povezava:

Senzor ---- Intel

Vcc - 5V

GND-- GND

OUT - D2

Koda testa:

Pulzni ventil senzorja pretoka je priključen na digitalni zatič 2. Pin-2 služi kot zunanji prekinitveni zatič.

To se uporablja za branje izhodnih impulzov, ki prihajajo iz senzorja pretoka vode. Ko plošča Intel zazna impulz, takoj sproži funkcijo.

Če želite izvedeti več o Prekinitvi, si lahko ogledate stran Referenca Arduino.

Preskusna koda je vzeta iz SeeedStudio. Za več podrobnosti si lahko ogledate tukaj

Opomba: Za izračun pretoka morate enačbo spremeniti v skladu s podatkovnim listom črpalke.

// branje pretoka tekočine s pomočjo Seeeduina in senzorja pretoka vode s strani Seeedstudio.com// Koda, ki jo je prilagodil Charles Gantt iz kode RPM ventilatorja računalnika, ki jo je napisal Crenn @thebestcasescenario.com // http: /themakersworkbench.com https://thebestcasescenario.com https://seeedstudio.com nestanovitni int NbTopsFan; // merjenje naraščajočih robov signala int Calc; int Hallsensor = 2; // Lokacija zatiča senzorja void rpm () // To je funkcija, ki jo prekinitev pokliče {NbTopsFan ++; // Ta funkcija meri naraščajoči in padajoči rob signala senzorjev Hall efekta} // Metoda setup () se izvede enkrat, ko se skica začne prazniti setup () // {pinMode (hallsensor, INPUT); // inicializira digitalni pin 2 kot vhodni Serial.begin (9600); // To je nastavitvena funkcija, pri kateri se zaporedna vrata inicializirajo, attachInterrupt (0, vrt/min, RISING); // in prekinitev je priložena} // metoda loop () se ponavlja vedno znova, // dokler ima Arduino power void loop () {NbTopsFan = 0; // NbTops nastavimo na 0 pripravljeno za izračune sei (); // Omogoča zakasnitev prekinitev (1000); // Počakajte 1 sekundo cli (); // Onemogoči prekinitve Calc = (NbTopsFan * 60 /73); // (Pulsna frekvenca x 60)/73Q, = pretok v L/uro Serijski.tisk (Calc, DEC); // Natisne število, izračunano nad Serial.print ("L/uro / r / n"); // Natisne "L/uro" in vrne novo vrstico}

9. korak: DC črpalka

Črpalka je v osnovi prilagojen enosmerni motor, zato ima veliko navora. V notranjosti črpalke je vzorec valjev 'detelja'. Ko se motor obrača, detelja pritisne na cev, da pritisne tekočino. Črpalke ni treba polniti in se lahko z lahkoto sam polni z vodo pol metra.

Črpalka ni potopna, zato se nikoli ne dotika tekočine, zato je to odlična izbira za majhno vrtnarjenje.

Voznikovo vezje:

Črpalke ne moremo napajati neposredno iz zatičev Edision, saj lahko zatiči Edison napajajo le majhno količino toka. Za pogon črpalke potrebujemo ločeno gonilniško vezje. Gonilnika lahko naredimo z n -kanalnim MOSFET -om.

Na zgornji sliki lahko vidite vezje gonilnika.

Črpalka ima dva priključka. Terminal, označen z rdečo piko, je pozitiven. Oglejte si sliko.

Priporočamo, da črpalka DC deluje pri napetostih od 3 do 9 V. Toda naš vir napajanja je baterija 12 V. Za dosego želene napetosti moramo zmanjšati napetost. To naredi pretvornik DC Buck. Izhod je nastavljen na 9 V s prilagajanjem vgrajenega potenciometra.

Opomba: Če uporabljate IRL540 MOSFET, potem ni treba nastaviti gonilniškega vezja, saj je logično.

Priprava priključka črpalke:

Vzemite dvopolni konektor JST z žico, nato pa rdečo žico spajkajte na polarnost z oznako pike in črno žico na drugi priključek.

Opomba: Prosimo, da dolgo časa ne testirate brez obremenitve, notranjost je iz plastičnih listov, ne more sesati nečistoč.

10. korak: Pripravite ščit

Ker nisem imel utora za povezavo senzorjev. Za lažjo povezavo sem naredil svojega.

Za izdelavo sem uporabil dvostransko prototipno ploščo (5 cm x 7 cm).

Izrežite 3 trakove ravne moške zatiča, kot je prikazano na sliki.

Vstavite glavo v Intelove ženske glave.

Prototipno ploščo postavite tik nad njo in jo označite z markerjem.

Nato spajkajte vse glave.

11. korak: Naredite vezje

Ščitnik je sestavljen iz:

1. Priključek za napajanje (2 polni)

2. Priključek črpalke (2 pina) in njegovo gonilno vezje (IRF540 MOSFET, 2N3904 tranzistor, 10K in 1K upori in 1N4001 proti vzporedna dioda)

3. Senzorski priključki:

• Senzor vlage - Priključek za senzor vlage je izdelan s 3 -polnimi ravnimi moškimi glavomi.
• Senzor svetlobe - Konektor svetlobnega senzorja je 2 -polni ženski konektor JST, povezano vezje (10K upor in 0,1uF kondenzator) je narejeno na ščitu
• Senzor pretoka: Konektor senzorja pretoka je 3 -polni ženski konektor JST.

4. LED črpalke: zelena LED se uporablja za poznavanje stanja črpalke. (Zelena LED in upor 330R)

Spajite vse priključke in druge komponente po zgornji shemi.

Korak: Namestite aplikacijo in knjižnico Blynk

Ker ima Intel Edision vgrajen WiFi, sem mislil, da ga povežem z usmerjevalnikom in spremljam rastline s svojega pametnega telefona, vendar je za izdelavo ustreznih aplikacij potrebno nekaj kodiranja. Iskal sem preprosto možnost, da bo uspelo vsem, ki imajo malo izkušenj. Najboljša možnost, ki sem jo našel, je uporaba aplikacije Blynk.

Blynk je aplikacija, ki omogoča popoln nadzor nad Arduino, Rasberry, Intel Edision in še veliko več strojne opreme. Združljiva je tako za Android kot za iPhone. Trenutno je aplikacija Blynk na voljo brezplačno.

Aplikacijo lahko prenesete s spodnje povezave

1. Za Android

2. Za iPhone

Ko ste aplikacijo prenesli, jo namestite na svoj pametni telefon.

Nato morate knjižnico uvoziti v svoj Arduino IDE.

Prenesite knjižnico

Ko prvič zaženete aplikacijo, se morate prijaviti - zato vnesite e -poštni naslov in geslo.

Kliknite »+« v zgornjem desnem kotu zaslona, da ustvarite nov projekt. Nato ga poimenujte. Poimenoval sem ga »Automated Garden«.

Izberite ciljno strojno opremo Intel Edision

Nato kliknite »E-pošta«, da pošljete ta žeton za avtentikacijo-potrebovali ga boste v kodi

13. korak: Izdelava nadzorne plošče

Nadzorna plošča je sestavljena iz različnih pripomočkov. Če želite dodati pripomočke, sledite spodnjim korakom:

Kliknite »Ustvari«, da odprete glavni zaslon nadzorne plošče.

Nato znova pritisnite “+”, da dobite “Widget Box”

Nato povlecite 2 grafa.

Kliknite na grafikone, pojavil se bo meni z nastavitvami, kot je prikazano zgoraj.

Spremeniti morate ime "Vlaga", izberite navidezni pin V1 in nato spremenite obseg od 0 -100.

Spremenite položaj drsnika za različne vzorce grafov, kot sta vrstica ali črta.

Barvo lahko spremenite tudi s klikom na ikono kroga na desni strani imena.

Nato dodajte dva merilnika, 1 prikazovalnik vrednosti in twiter.

Za nastavitev sledite enakemu postopku. Lahko si ogledate zgornje slike.

14. korak: Programiranje:

V prejšnjih korakih ste preizkusili vso kodo senzorjev. Zdaj je čas, da jih združite.

Kodo lahko prenesete s spodnje povezave.

Odprite Arduino IDE in izberite ime plošče "Intel Edison" in PORT No.

Naložite kodo. Kliknite ikono trikotnika v zgornjem desnem kotu aplikacije Blynk. Zdaj bi morali vizualizirati grafe in druge parametre.

Posodobitve o beleženju podatkov WiFi (27. 10. 2015): Delovanje aplikacije Blynk, preizkušeno za senzor vlage in svetlobe. Delam na senzorju pretoka in Twiterju.

Zato bodite v stiku za posodobitve.

Korak 15: Priprava ohišja

Da bi bil sistem kompakten in prenosen, sem vse dele postavil v plastično ohišje.

Najprej postavite vse komponente in označite za izdelavo lukenj (za cev, vezico za pritrditev črpalke in žice)

Črpalko privežite s kabelsko vezico.

Odrežite majhno silikonsko cevko in jo povežite med izpustom črpalke in senzorjem pretoka.

V luknje blizu sesalne črpalke vstavite dolgo silikonsko cev.

Vstavite drugo silikonsko cev in jo povežite s senzorjem pretoka.

Pretvornik dolarjev namestite na eno stransko steno ohišja. Lahko uporabite lepilo ali 3M blazinico, tako kot jaz.

Na dno senzorja pretoka nanesite vroče lepilo.

Namestite ploščo Intel s pripravljenim ščitom. Za pritrditev na ohišje sem uporabil 3M pritrdilne kvadratke.

Končno priključite vse senzorje na ustrezne glave na ščitu.

Korak 16: Končno testiranje

Odprite aplikacijo Blynk in pritisnite gumb za predvajanje (ikona oblike trikotnika), da zaženete projekt. Po nekaj sekundah bi morali biti grafi in merilniki aktivni. To kaže, da je vaš Intel Edison povezan z usmerjevalnikom.

Preskus senzorja vlage:

Vzeli smo lonec za suho zemljo in vstavili senzor vlage. Nato postopoma nalijte vodo in opazujte odčitke na pametnem telefonu. Treba ga je povečati.

Senzor svetlobe:

Svetlobni senzor lahko preverite tako, da senzor svetlobe pokažete proti svetlobi in stran od nje. Spremembe bi se morale odraziti na grafikonu in merilnikih vašega pametnega telefona.

DC črpalka:

Ko raven vlage pade pod 40%, se bo zagnala črpalka in zasvetila bo zelena LED. Sondo lahko odstranite iz mokre zemlje, da simulirate situacijo.

Senzor pretoka:

Koda senzorja pretoka deluje na Arduinu, vendar daje nekaj napak pri Intel Edisonu. Delam na tem.

Twiter twit:

Še ni preizkušeno. To bom storil čim prej. Ostanite z nami za posodobitve.

Ogledate si lahko tudi predstavitveni video

Če vam je bil ta članek všeč, ga ne pozabite posredovati! Za več projektov in idej DIY me spremljajte. Hvala vam !!!

Prva nagrada na Intel® IoT Invitational