Grădină inteligentă - Faceți clic și creșteți: 9 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Ce se întâmplă dacă ai putea să-ți crești propriile plante, flori, fructe sau legume cu ajutorul unei aplicații Smartphone, care asigură că plantele tale obțin configurația optimă a apei, umidității, luminii și temperaturii și îți permite să monitorizezi cum să-ți crești plantele ORIUNE ORIUNDE.

Smart Garden - Click and Grow va avea grijă de plantele dvs. chiar și atunci când vă aflați într-o vacanță, la câțiva kilometri distanță de casă, asigurându-vă că au suficientă apă, lumină și temperatura potrivită în orice moment.

Folosind senzori avansați care monitorizează umiditatea, lumina și temperatura, aplicația noastră inteligentă știe exact când să vă irigați grădina și care este cantitatea optimă de apă necesară. Toate informațiile relevante despre grădina dvs. sunt monitorizate constant și apar în permanență pe ecranul smartphone-ului.

Veți putea alege să lăsați aplicația inteligentă să irige automat grădina în funcție de condițiile care prevalează în grădină sau, alternativ, puteți alege să irigați manual grădina ori de câte ori decideți și în cantitatea de apă la alegere, prin apăsarea unui buton din telefonul smartphone.

Grădina noastră inteligentă se potrivește condițiilor dvs. locale și reduce consumul de apă și facturile de apă cu până la 60% prin irigarea plantelor dvs. la momentul și condițiile perfecte.

Înaintați în viitor cu grădina noastră inteligentă și începeți să vă cultivați grădina ușor, rapid și nu mai puțin important fără a cheltui o avere.

Pasul 1: Piese

Pentru acest proiect veți avea nevoie de:

Dispozitive și plăci electronice:

1) NodeMCU;

2) multiplexor analogic cu 2 (sau mai multe) canale;

3) Tranzistor;

4) Pompa de apă (am folosit 12V Blige Pump 350GPH);

5) Sursa de alimentare

Senzori:

6) Senzor de lumină (rezistență dependentă de lumină);

7) senzor MPU-6050 (sau orice senzor de temperatură);

8) Senzor capacitiv de umiditate a solului;

Fizic

9) conductă de apă de 3/4 ;

10) Rezistoare;

11) Firuri și extensii;

12) Smartphone

13) Aplicația Blynk

Pasul 2: Cablare - placă și senzori

Vedeți mai jos instrucțiuni detaliate despre cum să conectați diferitele componente și consultați schema de cablare afișată mai sus.

Placă și MultiPlexer

Așezați NodeMCU și multiplexorul pe panou, așa cum se arată în diagramă.

Utilizați două jumperi pentru a conecta 5V și GND ale NodeMCU la coloanele „+” și respectiv „-” din breadBoard și conectați multiplexorul la NodeMCU așa cum se arată mai sus.

Conectarea senzorilor

1) Senzor de lumină (rezistență dependentă de lumină) - Veți avea nevoie de trei jumperi și rezistență de 100K.

Utilizați cele 3 jumperi pentru a conecta senzorul la 5V, GND și la Y2 al multiplexorului așa cum se arată mai sus.

2) Senzor MPU-6050 - Veți avea nevoie de patru jumperi pentru a conecta senzorul la 5V, GND și D3, D4 ale NodeMCU așa cum se arată mai sus.

3) Senzor capacitiv de umiditate a solului (CSMS) - Conectați CSMS cu 3 jumperi, la 5V, GND și Y0 ale multiplexorului așa cum se arată mai sus.

Acum, conectați cablul USB la NodeMCU și continuați cu pasul următor.

Pasul 3: Cablare - tranzistor și pompă

Vedeți mai jos instrucțiuni detaliate despre cum să conectați Rely și pompa de apă și consultați imaginile de cablare postate mai sus.

Tranzistor

Utilizați 3 Jumpers pentru a conecta tranzistorul după cum urmează:

1. Piciorul mijlociu până la „-” pompei de apă;

2. Piciorul stâng până la „-” al sursei de alimentare de 12V;

3. Piciorul drept la D0 al MCU;

Pompă de apă

Conectați „+” al sursei de alimentare de 12V la „+” al pompei de apă.

Pasul 4: Conectarea sistemului

Vă recomandăm să puneți breadBoard împreună cu toate celelalte componente, cu excepția pompei, într-o cutie frumoasă.

Ar trebui să fie în găleată de apă.

Luați o țeavă lungă de 3/4 '; Blocați un capăt al conductei și montați celălalt capăt pe pompa de apă; face niște găuri de-a lungul conductei și o desfășoară lângă plante;

pune senzorul de sol în sol. Rețineți că linia de avertizare a senzorului trebuie să fie în afara solului.

Puteți arunca o privire la imaginea de mai sus pentru a vedea cum am plasat sistemul.

Pasul 5: Codul

Deschideți fișierul.ino atașat cu editorul arduino.

Înainte de a-l încărca pe NodeMCU, vă rugăm să acordați atenție următorilor parametri pe care ați putea dori să îi modificați:

1) const int AirValue = 900; Trebuie să testați această valoare cu senzorul de umiditate al solului.

Scoateți senzorul din sol și verificați valoarea pe care o obțineți. Puteți modifica valoarea din cod în conformitate.

2) const int WaterValue = 380; Trebuie să testați această valoare cu senzorul.

Scoateți senzorul din sol și puneți-l într-un pahar cu apă. Verificați valoarea obținută - Puteți modifica valoarea din cod în conformitate.

După ce ați făcut cele de mai sus, încărcați codul NodeMCU.

Pasul 6: applet-uri IFTTT

Dacă sistemul decide să irige automat grădina, vă va trimite un e-mail, așa că veți ști că grădina dvs. a fost irigată, deoarece solul era foarte uscat.

Vă recomandăm să configurați sistemul astfel încât să se irige doar noaptea sau când nivelul soarelui este scăzut.

în acest fel veți economisi o cantitate semnificativă de apă în fiecare lună !!

În aplicația Blynk am folosit un widget webhook. Widgetul webhook a fost folosit pentru a declanșa un eveniment pe applet-urile IFTTT. IFTTT Data / Ora -> webhooks, un pin virtual de pe Blynk își schimbă valoarea. Ceea ce declanșează o funcție care vă trimite un e-mail când solul este foarte uscat și a fost operată irigarea automată.

Pasul 7: Smart Garden - Aplicația BLYNK

Aplicația noastră BLYNK conține următoarele caracteristici:

1) LCD - LCD-ul vă va furniza informații relevante despre sistem. Vă va anunța când sistemul acționează pompa de apă și iriga plantele.

2) Scala de umiditate a solului - Vă oferă informații despre umiditatea solului.

Scara arată umiditatea în procente astfel încât zero la sută reprezintă nivelul mediu de umiditate al aerului, iar 100 la sută reprezintă umiditatea apei.

Am adăugat, de asemenea, o descriere verbală a nivelului de umiditate reprezentat de cinci opțiuni:

A. Foarte umed - când solul este plutit cu apă.

B. Umed - între normal și inundat. Această situație este de așteptat să apară pentru o perioadă de timp după ce am irigat terenul.

C. Ideal - atunci când solul conține o cantitate ideală de apă pentru plante.

D. Uscat - Când solul începe să se usuce. Cu toate acestea, în majoritatea plantelor nu este încă nevoie să irigați.

E. Foarte uscat - în această situație udarea solului cât mai curând posibil (Rețineți că dacă modul de irigare automată este PORNIT, sistemul va iriga automat grădina atunci când solul este foarte uscat).

* Desigur, nivelul ideal de umiditate a solului depinde de plantele mici pe care le aveți în grădina dvs.

* Puteți schimba nivelul de umezeală în apă și nivelul de umiditate în aer în conformitate cu explicațiile de mai sus.

3) Scară însorită - Vă oferă informații despre nivelul de lumină la care sunt expuse plantele. Nivelul ideal de lumină necesar depinde de tipul de plante pe care îl aveți în grădina dvs.

4) Temp - vă oferă temperatura în zona din jur a plantelor dvs.

5) Irigare automată - când acest buton este PORNIT, sistemul va iriga automat plantele atunci când umiditatea solului ajunge la „Foarte uscat”.

6) Cantitate - prin apăsarea „+” sau „-” puteți alege cantitatea de apă (în litri) pentru irigarea plantelor.

Pasul 8: Simularea sistemului în acțiune

Vedeți sistemul funcționând live în videoclipul atașat !!:)

Rețineți că dintre dvs. activați irigarea automată, sistemul vă va iriga automat grădina imediat ce solul va deveni „Foarte uscat”. Sistemul poate fi configurat pentru a iriga numai atunci când soarele nu este prea puternic (de exemplu numai târziu în noapte), astfel încât apa nu va fi irosită !!!

Dacă sistemul decide să irige automat grădina, vă va anunța pe ecranul LCD al aplicației (dacă este deschis deschis pe telefonul dvs. smartphone) și vă va trimite și un e-mail!

Pasul 9: Îmbunătățiri și planuri de viitor

Principala provocare

Principala noastră provocare a fost să ne dăm seama ce senzori ar trebui să folosim, unde să le plasăm și ce valori ale punctului final ar trebui să folosim pentru a obține cele mai bune rezultate.

Deoarece aveam multe informații de afișat (umiditatea solului, temperatura, nivelul luminii, starea solului etc.) Am petrecut mult timp pentru a face aplicația noastră cât mai clară și cât mai confortabilă.

La început, am lucrat cu un Rely, care ne-a făcut viața foarte grea, am încercat mai multe baze și ne-am dat seama că NodeMCU și dependența uneori nu sunt foarte stabile, deoarece valoarea HIGH a pinilor digitali ai ieșirilor NodeMCU doar 3 volți, când dependența funcționează cu 5V, deci când am vrut să pornim pompa și să setăm ieșirea D1 la HIGH, comutatorul nu a funcționat, deoarece dependența se aștepta ca 5V să-și schimbe starea.

De îndată ce am înlocuit baza cu tranzistorul, am putea controla cu ușurință pompa.

Limitările sistemului

Grădina noastră este mică, nu a fost posibil să conținem un număr mare de senzori pentru a primi informații din mai multe zone diferite din grădina noastră. Cu mai mulți senzori și o grădină mai mare, am putea afla mai multe despre condițiile care prevalează în fiecare zonă a grădinii și putem folosi proprietăți specifice pentru fiecare zonă a grădinii, astfel încât să obțină cele mai bune condiții și tratament pentru nevoile sale specifice și, de asemenea, să o ajustăm pentru irigare automată.

Viziunea de viitor

Gândurile noastre viitoare provin în principal din limitările sistemului. Scopul este de a implementa același sistem inteligent de grădină - doar unul mare la scări mai mari.

Credem că un astfel de sistem poate fi adaptat oricărui tip de platformă începând de la grădini private, precum și grădini publice până la industria agricolă, la fel ca serele mari și câmpurile agricole.

Pentru fiecare sistem (în funcție de dimensiunea sa), vom folosi mai mulți senzori. De exemplu:

1. Un număr mare de senzori de umiditate a solului: Cu un număr mare de senzori putem cunoaște nivelul de umiditate din orice parte specifică a solului / solului.

2. Număr mare de senzori de lumină: similar cu motivul de mai sus chiar și aici putem obține mai mult decât specific pe diferite zone ale grădinii.

Prin adăugarea acestor senzori, putem reuni un tratament specific pentru orice tip de plantă din grădina noastră.

Deoarece diferite tipuri de plante necesită un tratament diferit, putem adapta fiecare zonă a grădinii noastre la un alt tip de plante și, cu un număr mare de senzori, potrivim plantelor specifice starea exactă de care are nevoie. Astfel putem crește o varietate de plante pe terenuri mai mici.

Un alt avantaj semnificativ al unui număr mare de senzori este capacitatea de a identifica nivelul de umiditate din sol și temperatura, blocarea pentru a ști când este necesară udarea oricărei părți a Pământului și putem controla irigarea astfel încât să conducă la economii maxime de apă. Trebuie să udăm întreaga grădină numai dacă o mică parte din ea este uscată, putem schimba această zonă doar.

3. Conectarea sistemului la robinetul principal de apă - astfel nu trebuie să umplem apa din recipient. Marele avantaj al unei astfel de conexiuni este controlul maxim asupra irigațiilor și cantitatea de apă pe care o primește fiecare regiune a solului, fără griji cu privire la epuizarea apei din rezervor.

4. Aplicație dedicată pentru sistem - Scrierea unei noi aplicații care este compatibilă cu sistemul. Cu toată dragostea noastră și aplicația Blynk, nu o putem folosi ca aplicație de sistem principală. Am dori să scriem o aplicație unică în sistem care să se potrivească cu controlerul și senzorii cu care dorim să lucrăm pentru a oferi utilizatorului o experiență perfectă.

Scrierea unei aplicații de acest gen ne va oferi opțiunea de a adăuga mai multe caracteristici, apoi cele pe care le putem găsi în Blynk. De exemplu, construirea unui profil de utilizator pentru client, colectarea informațiilor despre fiecare client și sfătuirea acestuia cu privire la cele mai bune și mai eficiente proprietăți care se potrivesc nevoilor sale.

Am dori să construim un algoritm care să învețe toate informațiile pe care le obținem din varietatea de senzori și să le folosim pentru a aduce cele mai bune condiții plantelor.

Mai departe, putem crea un cerc de clienți online care este actualizat cu recomandări și primește ajutor online în situația unei probleme din sistem.

Credem cu adevărat că un astfel de proiect are un potențial mare pentru a deservi o gamă largă de clienți: de la persoane fizice care au grădini mici până la grădini decorative în întreprinderi care ar dori să își cultive grădinile cu ușurință, economisind în același timp apă și resurse și până la fermierii și companiile mari care dețin câmpuri și sere mari și caută o soluție eficientă și relativ ieftină care să le ofere cele mai relevante informații despre produsele lor, deci le va oferi avantaje față de rivalii lor în ceea ce privește calitatea produselor lor și prin economisirea cheltuielilor, atât a apei, cât și a bunurilor defecte care nu au fost manipulate corespunzător (de exemplu, au primit prea multă apă).