Automatický zavlažovací systém rastlín pomocou mikro: bit: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Projekty Tinkercad »

V tomto návode vám ukážem, ako vytvoriť automatický systém zavlažovania rastlín pomocou mikro: bitu a niektorých ďalších malých elektronických súčiastok.

Micro: bit používa snímač vlhkosti na monitorovanie úrovne vlhkosti v pôde rastliny a potom zapne malé čerpadlo na zavlažovanie rastliny, ak je pôda príliš suchá. O vašu rastlinu sa tak bude vždy starať, aj keď ste na ňu zabudli alebo ste preč.

Ak sa vám tento návod páči, hlasujte zaň v súťaži o blokový kód!

Zásoby:

• MicroBit - kúpte tu
• Kapacitný snímač vlhkosti - kúpte si tu
• DC čerpadlo - Kúpte si tu
• Reléový modul - Kúpte si tu
• Plochý kábel - kúpte tu
• Úložné kontajnery (nie sú rovnaké, ale mali by fungovať) - Kúpte si ich tu
• Napájanie - kúpte tu
• Skrutky M3 - kúpte tu

Použil som MicroBit verzie 2, ale tento projekt je možné vykonať aj pomocou prvej verzie.

Krok 1: Príprava komponentov

MicroBit je malý programovateľný mikrořadič, ktorý má množstvo vstavaných senzorov a tlačidiel, takže s programovaním je skutočne jednoduché.

Blokové kódovanie môžete použiť pre deti a menej skúsených programátorov a JavaScript alebo Python pre tých, ktorí majú s programovaním skúsenosti a chcú z neho získať viac funkcií. Na spodnej hrane je tiež k dispozícii množstvo IO pinov pre senzory a zariadenia.

Kapacitný snímač vlhkosti, ktorý používam, beží na 3,3 V, čo je perfektné na použitie priamo s MicroBit.

Poznámka: Tieto kapacitné snímače spravidla uvádzajú, že fungujú medzi 3,3 V a 5 V a na výstupe majú maximálne 3,3 V, pretože majú vstavaný regulátor napätia. Zistil som, že veľa lacnejších verzií týchto senzorov v skutočnosti nepracuje so vstupným napätím 3,3 V, ale vyžaduje 3,5-4 V, než sa skutočne "zapnú". Na to si budete musieť dať pozor, pretože Micro: bit je navrhnutý iba pre vstupné napätie až 3,3V.

Čerpadlo bude potrebné zapnúť a vypnúť pomocou reléového modulu. Reléový modul prepína napájanie na čerpadlo, takže prúd netečie cez MicroBit.

Krok 2: Návrh obvodu a kódu v TinkerCAD

Obvod som navrhol a urobil kódovanie bloku v TinkerCADe, pretože nedávno pridali MicroBit na svoju platformu. Blokové kódovanie je skutočne ľahký spôsob, ako vytvoriť základné programy jednoduchým pretiahnutím funkčných blokov.

Na znázornenie čerpadla som použil jednosmerný motor a na simuláciu vstupu senzora vlhkosti potenciometer, pretože tiež vyžaduje rovnaké tri pripojenia.

V mojej konečnej verzii blokového kódu Micro: bit po zapnutí zobrazuje smajlíka a potom každých 5 sekúnd začne odčítavať hodnoty vlhkosti a vykresľovať ich do grafu na displeji. Tiež kontroluje, či je úroveň vlhkosti pod nastaveným limitom, a ak je, zapne čerpadlo na 3 sekundy. Pokračuje v cyklovaní čerpadla s 5-sekundovou prestávkou medzi cyklami, kým nie je hladina vlhkosti opäť nad limitom.

K dvom tlačidlám som tiež pridal funkcie, kde tlačidlo A zapína čerpadlo na 3 sekundy, aby sa rastlina ručne zavlažovala, a tlačidlo B zobrazuje na displeji hodnotu vlhkosti.

Krok 3: Testovanie obvodu a kódu

Keď som bol spokojný so simuláciou spustenou v TinkerCADe, spojil som komponenty dohromady na svojom stole, aby som skontroloval, či fungujú rovnako. Vytvoril som dočasné pripojenia pomocou niektorých prepojok a krokodílových svoriek na pripojenie k pinom Micro: bit.

Išlo hlavne o testovanie, či Micro: bit načítava správne hodnoty zo snímača a či je možné relé zapnúť a vypnúť.

Krok 4: Výroba vodnej nádrže

Keď som bol spokojný s nastavením testu, pustil som sa do výroby nádrže na vodu, zabudovania komponentov do krytu a vykonania trvalých elektrických spojení.

Tieto dva kontajnery som našiel v miestnom diskontnom obchode. Skladajú sa k sebe, aby som spodný mohol použiť ako nádrž a horný na uloženie elektroniky.

Na výrobu nádrže som potreboval namontovať čerpadlo do nádrže so vstupom vody čo najbližšie k spodnej časti a zároveň ponechať dostatok priestoru na prietok vody. Čerpadlo som nalepil na miesto pomocou lepiacej pištole.

Potom som vyvŕtal otvory pre vodiče k motoru a rúrku pre výstup vody.

Krok 5: Zostavte elektroniku

Chcel som, aby bol MicroBit namontovaný na prednú stranu krytu, aby bol dobre viditeľný, pretože na prednej strane používam LED displej ako graf hladiny vody.

Vpredu som vyvŕtal niekoľko otvorov, aby držal MicroBit a slúžil ako spojenie s IO kolíkmi na spodnej strane. Na zaskrutkovanie do svoriek na IO kolíkoch som použil niekoľko dlhých skrutiek s hlavou M3 x 20 mm a zapojil ich do kabeláže na vnútornej strane puzdra. Pripojil som káble k skrutkám tak, že som obnažil časť odkrytých vodičov okolo skrutiek a potom ich pomocou tepelne zmršťovacej trubice držal na mieste.

Vyvrtal som tiež otvory pre napájací kábel k Micro: bitu, pre napájaciu zásuvku vzadu a pre vodiče čerpadla a senzora vlhkosti.

Potom som zapojil všetky káble, spájkoval spoje a spojil komponenty dohromady vo vnútri krytu.

Krok 6: Testovanie zalievacieho systému

Teraz, keď sú všetky súčiastky zostavené, je čas na test na skúšobnej stolici.

Naplnil som nádrž vodou a zapol napájanie.

Micro: bit sa zapol a začal odčítavať. Pretože snímač vlhkosti nebol v pôde, Micro: bit okamžite zaregistroval „pôdu“ako suchú a zapol čerpadlo.

Zdá sa teda, že všetko funguje správne a môžeme si to vyskúšať na rastline.

Krok 7: Nastavenie zalievacieho systému na rastline

Aby som nastavil Micro: bit na rastline, zatlačil som snímač vlhkosti do pôdy, pričom som sa uistil, že elektronika je nad úrovňou pôdy. Potom som umiestnil vývod vody cez stred pôdy, aby bola voda rovnomerne rozložená okolo koreňov rastliny.

Krok 8: Použitie systému automatického zavlažovania rastlín

Graf na prednej strane ukazuje úroveň vlhkosti meranú senzorom pri vysychaní pôdy. Keď sa dostane pod prahovú hodnotu nastavenú v kóde, čerpadlo sa automaticky zapne v 3-sekundových intervaloch, kým hladina vlhkosti opäť neklesne nad prahovú hodnotu. Po spustení čerpadla by ste si mali rýchlo všimnúť, že sa vlhkosť pôdy opäť zvyšuje.

Môžete tiež stlačením tlačidla A na prednej strane MicroBitu zapnúť čerpadlo na 3 sekundy a zavlažovať rastlinu ručne.

Môžete dokonca prepojiť viacero mikrobitov pomocou ich rádiového spojenia, aby ste mohli sledovať úroveň vlhkosti vašej rastliny z inej miestnosti alebo ich diaľkovo zalievať. Dobrým nápadom by bolo použiť samostatný Micro: bit ako palubnú dosku a riadiaci rozbočovač pre niekoľko ďalších Micro: bitov fungujúcich ako automatické zavlažovacie systémy rastlín.

Postavili ste niečo pomocou Micro: bit? Dajte mi vedieť v sekcii komentárov.

Nezabudnite tiež hlasovať za túto inštrukciu v súťaži o blokový kód, ak sa vám páčila!

Druhá cena v súťaži o blokový kód