Grădina interioară Arduino: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Grădinăritul în epoca modernă înseamnă a face lucrurile mai complicate și dificile, cu electroni, biți și octeți. Combinarea microcontrolerelor și grădinăritului este o idee foarte populară. Cred că acest lucru se datorează faptului că grădinile au intrări și ieșiri foarte simple, ușor de înfășurat. Cred că oamenii (inclusiv eu) văd un hobby notoriu simplu și relaxat și nu se pot abține să nu se simtă constrânși să-l complice prea mult.

În acest proiect vă voi arăta cum să construiți o versiune mai simplă a grădinii de interior folosind placa Arduino Dev.

Vă ofer o îndrumare completă pas cu pas pentru a vă arăta cum să vă creați propria grădină frumoasă și vă explic în detaliu atât piesele hardware, cât și cele software, pentru a transforma aceste îndrumări în cel mai simplu mod care vă determină să încercați abilități proprii în realizarea electronică. Acest proiect este atât de la îndemână de realizat special după obținerea PCB-ului personalizat pe care l-am comandat de la JLCPCB pentru a îmbunătăți aspectul mașinii noastre și, de asemenea, există suficiente documente și coduri în acest ghid pentru a vă permite să creați sistemul dvs. automat de grădină.

Am realizat acest proiect în doar 7 zile, doar trei zile pentru a finaliza fabricarea hardware-ului și asamblarea, apoi 4 zile pentru a pregăti codul și aplicația pentru Android. pentru a controla grădina prin ea. Înainte de a începe să vedem mai întâi

Ce veți învăța din acest tutorial:

• Alegerea componentelor potrivite în funcție de funcționalitățile proiectului dumneavoastră
• Realizarea circuitului pentru a conecta toate componentele alese
• Asamblați toate părțile proiectului și începeți testarea
• Folosind aplicația Android. pentru a vă conecta prin Bluetooth și a începe să manipulați sistemul

Pasul 1: Ce este o grădină interioară

Majoritatea plantelor au nevoi simple. Pe măsură ce oaspeții merg, sunt relativ puțin pretențioși. Există doar trei lucruri de bază pe care trebuie să le înțelegeți înainte de a vă decide să invitați o plantă acasă: lumină, apă și aer. Dacă puteți stăpâni aceste patru elemente, din perspectiva unei plante, puteți crea o grădină interioară aproape oriunde în lume și în orice anotimp al anului.

• Lumina - Majoritatea plantelor de gradina au nevoie de cel putin sase ore de lumina pe zi. Dar trebuie să fie o lumină bună. Dacă puneți mâna în fața ferestrei și nu aruncă o umbră, este posibil ca lumina să nu fie adecvată pentru ca majoritatea plantelor să ducă o viață fericită. Cu toate acestea, puteți oricând să completați condițiile de lumină scăzută cu lumini de creștere. Dacă aveți lumină naturală modestă în casa dvs. și nu doriți să vă agitați cu iluminare specială, rămâneți la plantele care în mod normal au nevoie de condiții de lumină slabă sau încercați să vă mutați grădina în un pervaz însorit.
• Apă - Plantele au nevoie de condiții apropiate de cele din habitatele lor native. O plantă care numește casa deșertului va avea nevoie de udare mai puțin frecventă decât o plantă care trăiește într-o mlaștină. Știind ce condiții de apă preferă o plantă este un prim pas bun pentru păstrarea unei grădini interioare de succes. Este mai ușor decât crezi, deoarece plantele în sine îți vor oferi deseori indicii. Plantele cu frunze groase cauciucate sunt acumulatoare de apă și pot supraviețui de obicei cu mai puțină apă decât plantele cu frunze subțiri și delicate. Dacă urăști să-ți udezi plantele, alege soiuri care pot prospera mai puțin sau alegeți ghivece cu rezervoare ascunse pentru a tăia treburile de udare.
• Aer - Ca produs secundar al fotosintezei, plantele produc oxigen și filtrează gazele urâte, cum ar fi formaldehida, din mediul de acasă prin frunzele lor. Pentru a menține plantele sănătoase, trebuie să le păstrați frunzele curate și să păstrați aerul din jurul lor în mișcare și umed. Pentru a face acest lucru, le puteți așeza într-un loc cu un flux de aer bun sau le puteți oferi un ventilator mic.

Voi crea un sistem bazat pe Arduino pentru a supraveghea starea de temperatură și umiditate a plantei mele și pentru a oferi automat nevoile sale necesare, cum ar fi intensitatea luminii, apa și aerul curat pur și, pentru a face acest lucru, am nevoie de niște senzori pentru a controla unele actuatoare. De exemplu, voi controla intensitatea luminii în funcție de semnalele primite de la senzorul de luminozitate a luminii la fel pentru udare. Am folosit un senzor de umiditate pentru a porni și opri o pompă de apă și un senzor de temperatură / umiditate pentru controlul pornirii și opririi unui ventilator de 12V DC..

Pasul 2: senzori și actuatoare

Realizarea acestui sistem este asamblarea unor senzori și dispozitive de acționare pentru a accesa datele fizice din jurul instalației și pentru a putea găsi ce lucru este solicitat de centrală și când trebuie să-l furnizați.

Acesta este motivul pentru care ar trebui să utilizați câțiva senzori și actuatori conectați la o singură placă Arduino:

Senzori

1. Senzor de lumină BH1750: BH1750FVI este un senzor digital de lumină, care este un senzor digital de lumină ambientală IC pentru interfața magistralei I2C. Acest CI este cel mai potrivit pentru a obține date de lumină ambientală pentru reglarea puterii de iluminare a ecranului LCD și a tastaturii telefonului mobil. Este posibil să detectați o gamă largă la rezoluție înaltă (1 - 65535 lx).
2. Senzor de umiditate a solului: Senzorii de umiditate care măsoară rezistența sau conductivitatea peste matricea solului între două contacte sunt în esență nedorite. În primul rând, rezistența nu este un indicator foarte bun al conținutului de umiditate, deoarece este foarte dependentă de o serie de factori care ar putea varia de la grădină la grădină, inclusiv pH-ul solului, solidele dizolvate în apă și temperatura. În al doilea rând, majoritatea sunt de calitate slabă, având contacte care se corodează ușor. În cea mai mare parte ai fi norocos să obții unul care să dureze într-un sezon întreg.
3. Senzor de temperatură și umiditate: DHT11 este un senzor digital de temperatură și umiditate de bază extrem de scăzut. Utilizează un senzor capacitiv de umiditate și un termistor pentru a măsura aerul înconjurător și scuipă un semnal digital pe pinul de date (nu sunt necesari pinii de intrare analogici). Este destul de simplu de utilizat, dar necesită sincronizare atentă pentru a obține date. Singurul dezavantaj real al acestui senzor este că puteți obține date noi de la acesta o dată la fiecare 2 secunde, astfel încât atunci când utilizați biblioteca noastră, citirile senzorilor pot avea o vechime de până la 2 secunde.

Actuatoare

1. LED alb deschis: o diodă emițătoare de lumină (LED) este o sursă de lumină semiconductoare cu doi conductori. Este o diodă de joncțiune p-n care emite lumină atunci când este activată. [5] Atunci când o tensiune adecvată este aplicată cablurilor, electronii sunt capabili să se recombine cu găuri de electroni în dispozitiv, eliberând energie sub formă de fotoni.
2. Pompa de apă: o pompă este un dispozitiv care deplasează lichide (lichide sau gaze), sau uneori nămoluri, prin acțiune mecanică. Pompele pot fi clasificate în trei grupe majore în funcție de metoda pe care o folosesc pentru a muta fluidul: pompe de ridicare directă, deplasare și gravitație. Pompele funcționează printr-un anumit mecanism (de obicei alternativ sau rotativ) și consumă energie pentru a efectua lucrări mecanice prin deplasarea fluid. Pompele funcționează prin mai multe surse de energie, inclusiv funcționarea manuală, electricitatea, motoarele sau energia eoliană, sunt de multe dimensiuni, de la microscopice pentru utilizare în aplicații medicale până la pompe industriale mari.
3. Ventilator de răcire DC 12V: Este important să înțelegeți tehnicile de răcire care pot fi utilizate pentru a păstra viața plantei dvs. prin deplasarea aerului proaspăt în jurul plantei atunci când este necesar pentru a menține planta într-o condiție sănătoasă.

Pasul 3: Fabricarea PCB-ului (produs de JLCPCB)

Despre JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), este cea mai mare întreprindere de prototipuri PCB din China și un producător de înaltă tehnologie specializat în prototip rapid PCB și producție de PCB cu lot mic.

Cu peste 10 ani de experiență în fabricarea PCB, JLCPCB are mai mult de 200 000 de clienți în țară și în străinătate, cu peste 8 000 de comenzi online de prototipuri PCB și producție mică de PCB pe zi. Capacitatea anuală de producție este de 200, 000 mp pentru diverse PCB-uri cu 1 strat, 2 straturi sau multi-strat. JLC este un producător profesionist de PCB-uri cu echipamente la scară largă, bine, management strict și calitate superioară.

Înapoi la proiectul nostru

Pentru a produce PCB, am comparat prețul de la mulți producători de PCB și am ales JLCPCB cei mai buni furnizori de PCB și cei mai ieftini furnizori de PCB pentru a comanda acest circuit. Tot ce trebuie să fac este câteva clicuri simple pentru a încărca fișierul gerber și a seta câțiva parametri, cum ar fi culoarea și cantitatea grosimii PCB-ului, apoi am plătit doar 2 dolari pentru a obține PCB-ul meu numai după 3 zile și am observat că acolo este câteva oferte gratuite de livrare din când în când pe această platformă de comandă online.

Puteți obține fișierul Circuit (PDF) de aici.

După cum puteți vedea în imaginile de mai sus, PCB este foarte bine fabricat și am aceeași formă de frunză PCB pe care am proiectat-o și toate etichetele și siglele sunt acolo pentru a mă ghida în timpul etapelor de lipire.

Pasul 4: Ingrediente

Acum, să examinăm componentele necesare pentru acest proiect și puteți găsi toate linkurile aferente unei comenzi online, astfel încât vom avea nevoie de:

• - PCB-ul pe care l-am comandat de la JLCPCB
• - Arduino Nano:
• - Modul ESP01:
• - Modul Bluetooth HC-05 sau HC-06:
• - Senzor de lumină BH1750:
• - Senzor de temperatură și umiditate:
• - Senzor de umiditate:
• - Pompa de apă:
• - Ventilator de 12V c.c.:
• - LED-uri albe:
• - Unii conectori antet:

Pasul 5: Asamblarea

Acum suntem gata, așa că să începem să lipim componentele și să nu uităm să urmăm etichetele pentru a evita greșelile de lipire. Începem prin lipirea conectorului Arduino pentru a testa sursa de alimentare și puteți, de asemenea, să scrieți un cod de test de bază pentru a verifica conexiunea potrivită pentru fiecare senzor, cum ar fi senzorul de lumină și același lucru pentru LED-uri, deoarece toate sunt conectate direct la placă (Arduino) deci aveți acces complet la ele.

Notă: Trebuie să vă păstrați lipitorul frumos și curat. Asta înseamnă să-l ștergi pe burete de fiecare dată când îl folosești. Vârful fierului de lipit trebuie să fie curat și strălucitor. Ori de câte ori vedeți că vârful se murdărește cu flux sau se oxidează, asta înseamnă că pierdeți strălucirea, ar trebui să-l curățați. Chiar dacă vă aflați în mijlocul lipirii. Având un vârf de lipit curat, este mult mai ușor să transferați căldura către ținta de lipit.

PCB-ul pe care l-am comandat de la JLCPCB vă va ghida să păstrați totul în locul potrivit așa că nu ezitați să vizitați acest link dacă doriți să vizualizați PCB-ul pe care l-am făcut și să faceți o comandă online.

După cum puteți vedea, utilizarea acestui PCB este atât de utilă datorită calității sale și cu siguranță toate etichetele de acolo vă oferă cele mai bune îndrumări, așa că veți fi 100% siguri că nu veți face greșeli de lipire.

Am lipit fiecare componentă la locul său și puteți utiliza ambele părți ale PCB-ului pentru a vă lipi piese electronice.

Acum avem PCB-ul gata și toate componentele s-au lipit foarte bine, după care am pregătit acest design pentru a realiza o tăiere cu laser CNC pentru a introduce partea electronică și planta într-un singur suport, deci dacă doriți să faceți același design ca ale mele găsesc aici fișierele (DXF)

Pasul 6: Aplicația Android

Această aplicație vă va permite să vă conectați la Arduino prin Bluetooth și, folosind modul Manual, puteți avea acces la ventilatoare, lumini și, de asemenea, pompa de apă pentru control ON și OFF, fără a uita senzorii prin care le puteți citi datele apăsând butonul „obține date” și toate datele corespunzătoare vor fi afișate pe ecranul smartphone-ului.

Puteți obține această aplicație Android gratuit de pe acest link

Pasul 7: Codul Arduino și validarea testului

codul este disponibil și, ca de obicei, îl puteți descărca de pe acest link. Și, după cum puteți vedea în fotografii, codul este atât de simplu și foarte bine comentat, încât să îl puteți înțelege.

După cum puteți vedea, fiecare buton are o funcționalitate cu sistemul, dar ceea ce apreciez cu adevărat este modul automat pentru controlul luminozității luminii. Am plasat senzorul de lumină la baza inferioară, atunci când selectăm acest mod, sistemul va controla luminozitatea frontului. LED-uri luminoase în funcție de semnalele senzorului. De asemenea, putem citi valorile de temperatură și umiditate direct pe ecranul telefonului inteligent, ceea ce este cu adevărat impresionant.