Sistem automat de grădinărit Intel: 16 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

[Rulează video]

Bună ziua tuturor !!!

Acesta este primul meu Instructabe de pe Intel Edison. Acest instructable este un ghid pentru realizarea unui sistem automat de udare (irigare prin picurare) pentru plante sau plante mici în ghiveci, utilizând un Intel Edison și alți senzori electronici ieftini. Acest lucru este perfect pentru a crește plante de plante din interior, dar această idee poate fi implementată pentru un sistem mai mare.

Sunt membru al unui sat și avem propria noastră firmă. În timpul șederii în satul nostru primeam o mulțime de legume proaspete / frunze de ierburi de la firma noastră (vezi imaginile de mai sus). Dar acum situația este diferită, deoarece stau într-un Orașul nu mai are legume proaspete / frunze de ierburi. Trebuie să le cumpăr din magazin, care nu sunt deloc proaspete. În afară de acestea, acestea sunt cultivate folosind pesticide dăunătoare, ceea ce nu este bun pentru sănătate. balcon care este complet proaspăt și inofensiv. Dar întărirea este un proces care necesită mult timp. Uit mereu să dau apă în plantele mele de flori. Acest lucru duce la a da ideea unui sistem automatizat de grădinărit.

Sistemul este conceput pentru a simți umezeala solului, cantitatea de lumină care cade pe plante și debitul de apă. Când conținutul de umiditate din sol este prea mic, sistemul va da comanda pentru a porni o pompă și pentru a uda solul. Debitmetrul monitorizează consumul de apă.

În afară de aceasta, Intel Edison va transmite informații despre nivelul de umiditate, lumina ambientală și debitul pe web. Puteți monitoriza toate datele de pe telefonul dvs. inteligent utilizând aplicațiile Blynk. Apoi, un twit poate fi trimis automat în contul dvs. dacă umezeala scade sub o anumită valoare prag.

Grija pentru mediu a devenit foarte importantă în ultimii ani și există o cerere din ce în ce mai mare pentru aplicații „verzi” care pot contribui la reducerea emisiilor de CO2 sau la un management mai eficient al energiei consumate. Pentru a face proiectul mai fiabil și ecologic, am folosit energie solară pentru a alimenta întregul sistem.

Pasul 1: Piese necesare

1. Placa Intel Edison (Amazon)

2. Senzor de umiditate (Amazon)

3. Senzor de debit (Amazon)

4. Pompa DC (Amazon)

5. PhotoCell / LDR (Amazon)

6. MOSFET (IRF540 sau IRL540) (Amazon)

7. Tranzistor (2N3904) (Amazon)

8. Diodă (1N4001) (Amazon)

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

10. Condensator -10uF (Amazon)

11. LED verde

12. Placă prototipă laterală dublă (5cm x 7cm) (Amazon)

13. Conectori JST M / F cu fire (2 pini x 3, 3 pini x1) (eBay)

14. DC Jack- Male (Amazon)

15. Pinii antetului (Amazon)

16. Panou solar 10W (Voc = 20V-25V) (Amazon)

17. Controler de încărcare solară (Amazon)

18. Baterie sigilată de plumb (Amazon)

Instrumente necesare:

1. Fier de lipit (Amazon)

2. Cutter / Stripper (Amazon)

3. Hot Glue Gun (Amazon)

4. Drill (Amazon)

Pasul 2: Cum funcționează sistemul

Inima proiectului este placa Intel Edison, care este conectată la diferiți senzori (cum ar fi umiditatea solului, lumina, temperatura, debitul de apă etc.) și o pompă de apă. Senzorii monitorizează diferiții parametri precum umiditatea solului, lumina solară și apa flux / Consum apoi alimentat la placa Intel. Apoi, placa Intel procesează datele provenite de la senzori și dă comanda pompei de apă pentru udarea centralei.

Diverșii parametri sunt apoi trimiși pe web prin WiFi-ul încorporat Intel Edison. Apoi este interfațat cu aplicațiile Blynk pentru monitorizarea plantei de pe smartphone / tablete.

Pentru o înțelegere ușoară, am împărțit proiectele în secțiuni mai mici, ca mai jos

1. Noțiuni introductive despre Edison

2. Sursa de alimentare pentru proiect

3. Conectarea și testarea senzorilor

4. Realizarea circuitului / scutului

5. Interfață cu aplicația Blynk

6. Software

7. Pregătirea incintei

8. Testarea finală

Pasul 3: Setarea Intel Edison

Cumpăr această placă de expansiune Intel Edison și Arduino de la Amazon. Sunt foarte ghinionist, deoarece nu l-am primit din campania instructabilă. Sunt familiarizat cu Arduino, dar mi s-a părut destul de dificil să încep să funcționez cu Intel Edison. Oricum, după câteva zile de încercare, mi s-a părut destul de ușor de utilizat. Vă voi ghida, urmând câțiva pași pentru a începe rapid. Deci, nu vă speriați:)

Urmați următoarele instrucțiuni care acoperă cum să începeți cu Edison

Dacă sunteți începător absolut, urmați următoarele Instrucțiuni

Un ghid pentru începători absolut către Intel Edison

Dacă sunteți utilizator Mac, urmați următoarele Instrucțiuni

Ghid REAL pentru începători pentru configurarea Intel Edison (cu Mac OS)

În afară de acestea, Sparkfun și Intel au un tutorial excelent pentru a începe cu Edison.

1. Tutorial Sparkfun

2. Tutorial Intel

Descărcați toate software-urile necesare de pe site-ul Intel

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

După descărcarea software-ului, trebuie să instalați driverele, IDE și sistemul de operare

Șoferi:

1. Driver FTDI

2. Edison Driver

IDE:

IDE Arduino

Intermitent al sistemului de operare:

Edison cu Yocto Linux Image

După instalarea tuturor, trebuie să configurați conexiunea WiFi

Pasul 4: Alimentare

Avem nevoie de putere pentru acest proiect în două scopuri

1. Pentru a alimenta Intel Edison (7-12V DC) și diferiți senzori (5V DC)

2. Pentru a rula pompa DC (9V DC)

Am ales o baterie de 12V plumb-acid sigilată pentru a alimenta întregul proiect. Pentru că am primit-o de la un computer vechi UPS. Apoi m-am gândit să folosesc energia solară pentru a încărca bateria. Deci, acum proiectul meu este complet fiabil și ecologic.

Vedeți imaginile de mai sus pentru pregătirea sursei de alimentare.

Sistemul de încărcare solară este alcătuit din două componente principale

1. Panou solar: transformă lumina soarelui în energie electrică

2. Controler de încărcare solar: pentru a încărca bateria într-un mod optim și pentru a controla încărcarea

Am scris 3 instrucțiuni cu privire la realizarea unui controler de încărcare solar, astfel încât să îl puteți urmări pentru a vă crea propriul dvs.

CONTROLER ARDUINO-SOLAR-CHARGE

Dacă nu doriți să creați, cumpărați-l de pe eBay sau Amazon.

Conexiune:

Majoritatea controlerului de încărcare are în mod obișnuit 3 terminale: Solar, Baterie și încărcare.

Conectați mai întâi controlerul de încărcare la baterie, deoarece acest lucru permite controlerului de încărcare să se calibreze la tensiunea corespunzătoare a sistemului. Conectați mai întâi terminalul negativ și apoi pozitiv. Conectați panoul solar (negativ mai întâi și apoi pozitiv) În cele din urmă conectați la terminalul de încărcare DC. În cazul nostru, sarcina este Intel Edison și pompa DC.

Dar placa și pompa Intel au nevoie de o tensiune stabilă, deci un convertor DC-DC Buck este conectat la terminalul de încărcare DC al controlerului de încărcare.

Pasul 5: senzor de umiditate

Funcționarea senzorilor de umiditate se bazează pe rezistivitatea apei pentru a determina nivelul de umiditate al solului. Senzorii măsoară rezistența dintre două sonde separate prin trimiterea unui curent printr-una dintre ele și citirea unei căderi de tensiune corespunzătoare datorită unei valori cunoscute a rezistorului.

Cu cât este mai multă apă, cu atât este mai mică rezistența și, folosind aceasta, putem determina valorile prag pentru conținutul de umiditate. Când solul este uscat, rezistența va fi mare, iar LM-393 va arăta o valoare ridicată la ieșire. Când solul este umed, va afișa o valoare scăzută în ieșire.

DRIVER LM-393 (senzor de umiditate) -> Intel Edison

GND -> GND

5 V -> 5

VOUT -> A0

Cod de testare:

int moist_sensor_Pin = A0; // Senzorul este conectat la pinul analogic A0

int Humor_sensor_Value = 0; // variabilă pentru a stoca valoarea provenită din setarea golului senzorului () {Serial.begin (9600); } void loop () {// citiți valoarea de la senzor: moist_sensor_Value = analogRead (moist_sensor_Pin); întârziere (1000); Serial.print ("Citirea senzorului de umiditate ="); Serial.println (Humor_sensor_Value); }

Pasul 6: senzor de lumină

Pentru a monitoriza cantitatea de lumină solară care cade pe plantă, avem nevoie de un senzor de lumină. Puteți cumpăra un senzor gata pregătit pentru aceasta. Dar prefer să-mi fac propriul cu ajutorul unei fotocelule / LDR. Este un cost foarte mic, ușor de obținut. în multe dimensiuni și specificații.

Cum functioneaza ?

O fotocelula este practic un rezistor care își schimbă valoarea rezistivă (în ohmi) în funcție de cât de multă lumină strălucește pe fața zgârcită.

Pentru a afla mai multe despre fotocelula, faceți clic aici

Circuitul plăcii de pâine:

Senzorul de lumină poate fi realizat realizând un circuit divizor de tensiune cu rezistență superioară (R1) ca fotocelula / LDR și o și rezistență inferioară (R2) ca rezistență de 10 K. Vedeți circuitul prezentat mai sus.

Pentru a afla mai multe despre aceasta, puteți vedea tutorialul adafruit.

Conexiune:

LDR un pin - 5V

Joncțiune --- A1

Rezistor 10K un pin - GND

Circuit opțional de filtrare a zgomotului: Conectați un condensator de 0,1 uF pe rezistența de 10K pentru a filtra zgomotul nedorit.

Cod de testare:

Rezultat:

Citirea monitorului serial arată că valoarea senzorului este mai mare pentru lumina puternică a soarelui și mai mică în timpul umbrei.

int LDR = A1; // LDR este conectat la pinul analogic A1

int LDRValue = 0; // aceasta este o variabilă pentru a stoca valorile LDR void setup () {Serial.begin (9600); // porniți monitorul serial cu 9600 buad} void loop () {LDRValue = analogRead (LDR); // citește valoarea ldr prin LDR Serial.print („Valoarea senzorului de lumină:”); Serial.println (LDRValue); // tipărește valorile LDR pe întârzierea monitorului serial (50); // Aceasta este viteza cu care LDR trimite valoare către arduino}

Pasul 7: Faceți senzorul de lumină

Dacă aveți un senzor de lumină cu canelură Seeedstudio, atunci puteți sări peste acest pas. Dar nu am senzor de canelură, așa că mi-am făcut-o pe a mea.

Luați două bucăți de fire cu lungimea dorită și scoateți izolația la capete. Conectați un conector JST cu doi pini la capăt. Puteți cumpăra și conector cu fire.

Fotocelula are picioare lungi, care încă trebuie să fie tăiate până la tije scurte pentru a se potrivi cu firele de plumb.

Tăiați două bucăți scurte de termocontractabil pentru a izola fiecare picior. Introduceți tubul termocontractibil în fire.

Apoi fotocelula este lipită pe capătul firelor de plumb.

Acum senzorul este gata, deci puteți purta cu ușurință acest lucru în locația dorită. Rezistorul 10K și condensatorul 0.1uF vor fi lipite pe placa principală, pe care o voi explica mai târziu.

Pasul 8: senzor de debit

Senzorul de debit este folosit pentru a măsura lichidul care curge printr-o țeavă / container. Vă puteți gândi de ce avem nevoie de acest senzor. Există două motive principale

1. Pentru a măsura cantitatea de apă utilizată pentru udarea plantelor, pentru a preveni risipa

2. Opriți pompa pentru a evita funcționarea uscată.

Cum funcționează senzorul?

Funcționează pe principiul „Efectului Hall”. O diferență de tensiune este indusă într-un conductor perpendicular pe curentul electric și câmpul magnetic perpendicular pe acesta. Un mic rotor de ventilator / elice este plasat în calea lichidului care curge, când lichidul curge, rotorul se rotește. Arborele rotorului este conectat la un senzor de efect hol. Este un aranjament al unei bobine care curge curent și a unui magnet conectat la arborele rotorului. Astfel o tensiune / impuls este indusă pe măsură ce acest rotor se rotește. În acest debitmetru, pentru fiecare litru de lichid care trece prin el pe minut, emite aproximativ câteva impulsuri. Debitul în L / oră poate fi calculat prin numărarea impulsurilor de la ieșirea senzorului. Intel Edison va efectua sarcina de numărare.

Senzorii de debit sunt livrați cu trei fire:

1. Roșu / VCC (5-24V DC intrare)

2. Negru / GND (0V)

3. Galben / OUT (ieșire impuls)

Pregătirea conectorului pompei: Pompa vine cu conector și cabluri JST. Dar conectorul feminin din stocul meu nu se potrivește cu acesta, iar lungimea firului este, de asemenea, mică. Deci am tăiat conectorul original și am lipit un conector nou cu dimensiunea adecvată.

Conexiune:

Senzor ---- Intel

Vcc - 5V

GND-- GND

OUT - D2

Cod de testare:

Pinul de ieșire a impulsului senzorului de debit este conectat la pinul digital 2. Pin-2 servește ca pin de întrerupere extern.

Aceasta este utilizată pentru a citi impulsurile de ieșire provenite de la senzorul de debit de apă. Când placa Intel detectează pulsul, declanșează imediat o funcție.

Pentru a afla mai multe despre Întrerupere, puteți vedea pagina de referință Arduino.

Codul de testare este preluat din SeeedStudio. Pentru mai multe detalii puteți vedea aici

Notă: Pentru calculul debitului trebuie să modificați ecuația conform fișei de date a pompei.

// citirea debitului de lichid folosind Seeeduino și senzorul de debit de apă de la Seeedstudio.com// Cod adaptat de Charles Gantt din codul RPM Fan PC scris de Crenn @ thebestcasescenario.com // http: /themakersworkbench.com https://thebestcasescenario.com https://seeedstudio.com volatile int NbTopsFan; // măsurarea marginilor ascendente ale semnalului int Calc; int hallsensor = 2; // Locația pin a senzorului void rpm () // Aceasta este funcția pe care interupt-ul o numește {NbTopsFan ++; // Această funcție măsoară marginea ascendentă și descendentă a semnalului senzorilor de efect de sală} // Metoda setup () rulează o singură dată, când schița începe configurarea nulă () // {pinMode (senzor de hall, INPUT); // inițializează pinul digital 2 ca intrare Serial.begin (9600); // Aceasta este funcția de configurare în care este inițializat portul serial, attachInterrupt (0, rpm, RISING); // și întreruperea este atașată} // metoda loop () rulează iar și iar, // atâta timp cât Arduino are buclă de golire a puterii () {NbTopsFan = 0; // Setați NbTops la 0 gata pentru calcule sei (); // Activează întârzierea întreruperilor (1000); // Așteptați 1 secundă cli (); // Dezactivează întreruperile Calc = (NbTopsFan * 60/73); // (Frecvența impulsului x 60) / 73Q, = debitul în L / oră Serial.print (Calc, DEC); // Tipărește numărul calculat mai sus Serial.print ("L / oră / r / n"); // Tipărește „L / oră” și returnează o nouă linie}

Pasul 9: Pompa DC

Pompa este practic un motor de curent continuu redus, deci are un cuplu mare. În interiorul pompei se află un model de role de „trifoi”. Pe măsură ce motorul se rotește, trifoiul apasă pe tub pentru a apăsa fluidul. Pompa nu trebuie amorsată și, de fapt, se poate autoamorsa cu apă la jumătate de metru cu ușurință.

Pompa nu este un tip submersibil, deci nu atinge niciodată fluidul și face din aceasta o alegere excelentă pentru grădinăritul mic.

Circuitul conducătorului auto:

Nu putem alimenta pompa direct de la pinii Edision deoarece pinii Edison pot furniza doar o cantitate mică de curent. Deci, pentru a acționa pompa, avem nevoie de un circuit de driver separat. Driverul poate fi realizat folosind un MOSFET n Channel.

Puteți vedea circuitul driverului prezentat în imaginea de mai sus.

Pompa are două terminale. Terminalul marcat cu un punct roșu este pozitiv. Vedeți imaginea.

Pompa de curent continuu este recomandată să funcționeze de la 3V la 9V. Dar sursa noastră de energie este bateria de 12 V. Pentru a atinge tensiunea dorită, trebuie să coborâm tensiunea. Acest lucru este realizat de un convertor DC Buck. Puterea de ieșire este setată la 9 V reglând potențiometrul de la bord.

Notă: Dacă utilizați MOSFET IRL540, atunci nu este necesar să creați circuitul driverului, deoarece este la nivel logic.

Pregătirea conectorului pompei:

Luați conectorul JST cu doi pini cu sârmă. Apoi lipiți firul roșu la polaritate cu semnul punct și firul negru la celălalt terminal.

Notă: Vă rugăm să nu testați mult timp fără încărcare, interiorul are frunze de plastic, nu poate aspira impuritatea.

Pasul 10: Pregătiți Sield

Deoarece nu aveam scut groove pentru conectarea senzorilor. Pentru a face conexiunea mai ușoară, mi-am făcut-o.

Am folosit o placă prototip pe două fețe (5 cm x 7 cm) pentru realizarea acesteia.

Tăiați 3 benzi de știft drept pentru bărbați, așa cum se arată în imagine.

Introduceți antetul la antetele feminine Intel.

Așezați placa prototip chiar deasupra ei și marcați poziția cu un marker.

Apoi lipiți toate anteturile.

Pasul 11: Faceți Cicrcuit

Scutul este format din:

1. Conector de alimentare (2 pini)

2. Conectorul pompei (2 pini) și circuitul său de comandă (MOSFET IRF540, tranzistor 2N3904, rezistențe 10K și 1K și diodă antiparalelă 1N4001)

3. Conectori senzor:

• Senzor de umiditate - Conectorul pentru senzorul de umiditate este realizat cu anteturi masculine drepte cu 3 pini.
• Senzor de lumină - Conectorul senzorului de lumină este un conector femelă JST cu 2 pini, circuitul asociat (rezistor 10K și condensator 0.1uF) este realizat pe ecran
• Senzor de debit: Conectorul senzorului de debit este un conector femelă JST cu 3 pini.

4. LED pompa: Un LED verde este utilizat pentru a cunoaște starea pompei. (LED verde și rezistor 330R)

Lipiți toți conectorii și alte componente conform schemei prezentate mai sus.

Pasul 12: Instalați aplicația și biblioteca Blynk

Deoarece Intel Edision are WiFi încorporat, m-am gândit să-l conectez cu routerul meu și să monitorizez plantele de pe smartphone-ul meu. Am căutat o opțiune simplă, astfel încât oricine cu puțină experiență să o poată face. Cea mai bună opțiune pe care am găsit-o este utilizarea aplicației Blynk.

Blynk este o aplicație care permite controlul complet asupra Arduino, Rasberry, Intel Edision și multe altele hardware. Este compatibilă atât pentru Android, cât și pentru iPhone. Chiar acum aplicația Blynk este disponibilă gratuit.

Puteți descărca aplicația de pe următorul link

1. Pentru Android

2. Pentru Iphone

După descărcarea aplicației, instalați-o pe smartphone.

Apoi, trebuie să importați biblioteca pe ID-ul dvs. Arduino.

Descărcați Biblioteca

Când rulați aplicația pentru prima dată, trebuie să vă conectați - deci introduceți o adresă de e-mail și o parolă.

Faceți clic pe „+” în partea din dreapta sus a afișajului pentru a crea un proiect nou. Apoi denumiți-l. L-am numit „Grădină automată”.

Selectați hardware-ul țintă Intel Edision

Apoi faceți clic pe „E-mail” pentru a vă trimite acel token de autentificare - veți avea nevoie de acesta în cod

Pasul 13: Realizarea tabloului de bord

Tabloul de bord este format din diferite widget-uri. Pentru a adăuga widget-uri, urmați pașii de mai jos:

Faceți clic pe „Creați” pentru a accesa ecranul principal al tabloului de bord.

Apoi, apăsați din nou „+” pentru a obține „Widget Box”

Apoi trageți 2 grafice.

Faceți clic pe grafice, va apărea un meniu de setări așa cum se arată mai sus.

Trebuie să schimbați numele „Umiditate”, să selectați pinul virtual V1, apoi să schimbați intervalul de la 0 la 100.

Schimbați poziția glisorului pentru diferite modele de grafic. Ca Bara sau Linia.

Puteți schimba culoarea și făcând clic pe pictograma cerc din partea dreaptă a numelui.

Apoi adăugați două indicatoare, 1 Value Display și Twiter.

Urmați aceeași procedură pentru setare. Puteți consulta imaginile de mai sus.

Pasul 14: Programare:

În pașii anteriori ați testat toate codurile senzorilor. Acum este timpul să le combinați împreună.

Puteți descărca codul de pe linkul de mai jos.

Deschideți IDE-ul Arduino și selectați numele plăcii „Intel Edison” și PORT Nr.

Încărcați codul. Faceți clic pe pictograma triunghi din colțul din dreapta sus al aplicației Blynk Acum ar trebui să vizualizați graficele și alți parametri.

Actualizări privind înregistrarea datelor WiFi (2015-10-27): funcționarea aplicației Blynk testată pentru senzorul de umiditate și lumină. Lucrez la senzorul de debit și Twiter.

Așadar, contactați-vă pentru actualizări.

Pasul 15: Pregătirea incintei

Pentru a face sistemul compact și portabil, am pus toate piesele într-o carcasă din plastic.

Mai întâi amplasați toate componentele și marcate pentru a face găuri (pentru țeavă, cablu pentru fixarea pompei și a firelor)

Legați pompa cu ajutorul unei legături de cablu.

Tăiați un tub mic de siliciu și conectați-l între descărcarea pompei și senzorul de debit.

Introduceți un tub lung de siliciu la găurile din apropierea aspirației pompei.

Introduceți un alt tub de siliciu și conectați-l la senzorul de debit.

Instalați convertorul buck pe peretele lateral al carcasei. Puteți aplica lipici sau tampon 3M la fel ca mine.

Aplicați adeziv fierbinte la baza senzorului de debit.

Așezați placa Intel cu scutul pregătit. Am aplicat pătrate de montare de 3M pentru lipirea de carcasă.

În cele din urmă conectați toți senzorii la antetele corespunzătoare de pe ecran.

Pasul 16: Testarea finală

Deschideți aplicația Blynk și apăsați butonul de redare (pictograma formă de triunghi) pentru a rula proiectul. După ce așteptați câteva secunde, graficele și indicatoarele ar trebui să fie active. Acesta indică faptul că Intel Edison s-a conectat la router.

Testul senzorului de umiditate:

Ați luat o oală de sol uscat și introduceți senzorul de umiditate. Apoi turnați apă treptat și respectați citirile de pe smartphone-ul dvs. Ar trebui să fie mărit.

Senzor de lumina:

Senzorul de lumină poate fi verificat prin afișarea senzorului de lumină spre lumină și departe de aceasta. Modificările ar trebui să se reflecte pe graficul și pe indicatoarele Smartphone-ului.

Pompa DC:

Când nivelul de umiditate scade sub 40%, atunci pompa va porni și LED-ul verde se va aprinde. Puteți scoate sonda din solul umed pentru a simula situația.

Senzor de debit:

Codul senzorului de flux funcționează pe Arduino, dar dă unele erori pe Intel Edison. Lucrez la el.

Twiter twit:

Nu a fost încă testat. O voi face cât mai curând posibil. Rămâneți la curent pentru actualizări.

Puteți vedea, de asemenea, Demo Video

Dacă v-a plăcut acest articol, nu uitați să îl transmiteți! Urmați-mă pentru mai multe proiecte și idei DIY. Mulțumesc !!!

Premiul I la Invitația Intel® IoT