Inteligentný izbový monitor rastlín - zistite, kedy vaša rastlina potrebuje zálievku: 8 krokov (s obrázkami)

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

Pred niekoľkými mesiacmi som vyrobil tyč na monitorovanie pôdnej vlhkosti, ktorá je napájaná batériami a je možné ju zasunúť do pôdy v kvetináči izbovej rastliny, aby vám poskytla niekoľko užitočných informácií o hladine pôdnej vlhkosti a blikajúcich diód LED, ktoré vám povedia, kedy zalievať rastlina.

Odvádza skvelú prácu, ale je dosť nápadne zaseknutý v hrnci a nie je to najlepšie vyzerajúce zariadenie. Preto som premýšľal nad spôsobom, ako vytvoriť lepšie vyzerajúci monitor izbových rastlín, ktorý by vám na prvý pohľad poskytol potrebné informácie.

Ak sa vám tento návod páči, hlasujte zaň v súťaži Remix!

Zásoby

• Seeeduino XIAO - Kúpte si tu
• Alebo Seeeduino XIAO od Amazonu - kúpte tu
• Kapacitný snímač pôdnej vlhkosti - kúpte tu
• 5 mm RGB LED - kúpte tu
• Rezistor 100Ω - kúpte tu
• Rezistor 200Ω - kúpte tu
• Plochý kábel - kúpte tu
• Samičie záhlavie - nakúpte tu
• 3 mm MDF - kúpte tu
• 3 mm akryl - kúpte tu
• Epoxidové lepidlo - kúpte tu

Krok 1: Navrhovanie základne

Keď som sa pohrával s niekoľkými nápadmi, napadlo mi vytvoriť jednoduchú okrúhlu základňu, na ktorej by izbová rastlina mohla stáť, podobne ako na tácke. Základňa bude pozostávať z troch vrstiev, vrstvy MDF, potom indikátorovej vrstvy, ktorá sa rozsvieti, aby sa ukázal stav rastliny, a potom ďalšej vrstvy MDF.

Indikačnú vrstvu rozsvieti RGB LED dióda, ktorá sa rozsvieti na zeleno, keď má rastlina dostatok vody, a červená, keď rastlina potrebuje vodu. Úrovne vlhkosti medzi nimi by sa líšili v odtieňoch žltej/oranžovej pri prechode LED zo zelenej na červenú. Zeleno-žltá by znamenala, že je tu stále dostatočné množstvo vody a oranžovo-žltá by znamenala, že budete musieť svoju rastlinu zalievať pomerne skoro.

Stále som chcel použiť rovnaké kapacitné senzory monitorovania vlhkosti pôdy, ktoré som použil v prvom projekte, pretože som mal pár náhradných dielov. Tentoraz však k nemu nebude priamo pripojená žiadna elektronika, všetko spracovanie by prebiehalo v základe.

Mikrokontrolér, ktorý som sa rozhodol použiť, bol Seeeduino XIAO, pretože je skutočne malý, je kompatibilný s Arduino a stojí iba 5 dolárov.

Začal som odmeraním dna hrnca, aby som mohol nový základ o niečo zväčšiť. Komponenty v Inkscape som navrhol tak, aby boli rezané laserom, ako aj vo formáte PDF, aby sa dali ručne tlačiť a rezať. Šablóny si môžete stiahnuť tu.

Krok 2: Rezanie akrylu a MDF

Na laserovej rezačke som vyrezal komponenty z 3 mm MDF a 3 mm číreho akrylu. Ak nemáte laserovú rezačku, môžete si vytlačiť šablóny PDF a ručne vystrihnúť súčiastky. S MDF aj akrylom sa celkom ľahko pracuje.

Aby RGB LED osvetlila okraje akrylovej vrstvy, musíte ich zdrsniť brúsnym papierom. Použil som brúsny papier so zrnitosťou 240 a obrúsil som všetky okraje akrylu, kým nemali rovnomerný biely opar. Hrubé hrany rozptyľujú svetlo LED a spôsobujú, že akrylát vyzerá, akoby sa rozsvietil.

Krok 3: Zostavenie základne

Potom vrstvy zlepte pomocou epoxidového lepidla.

Používajte iba malé množstvo epoxidu, nechcete, aby presakoval z okrajov a na akrylové plochy, ktoré ste práve prebrúsili, alebo ich budete musieť obrúsiť znova.

Pomocou malých svoriek držte vrstvy pohromade alebo ich dajte pod ťažký predmet, kým epoxid vytvrdne.

Krok 4: Spájkovanie elektroniky

Kým epoxid vytvrdzuje, môžete spájkovať svoje súčasti dohromady.

Obvod je celkom jednoduchý, máte len dva PWM výstupy na ovládanie RGB LED, jeden pre zelenú nohu a jeden pre červenú nohu a potom jeden analógový vstup na čítanie na výstupe senzora.

Budete tiež potrebovať odpor obmedzujúci prúd na každej z dvoch nožičiek LED. Zelené svetlo z týchto LED diód je vo všeobecnosti oveľa jasnejšie ako červené, takže som použil 220Ω odpor na zelenej nohe a 100Ω odpor na červenej nohe, aby som farby lepšie vyvážil.

Tieto kapacitné snímače pôdnej vlhkosti by mali byť schopné pracovať buď na 3,3 V alebo 5 V, ale mal som pár, ktorí pri napájaní 3,3 V jednoducho nevydávajú nič. Ak zistíte, že váš snímač nemá žiadny výstup, možno ho budete musieť namiesto toho napájať z 5 V zdroja na Arduino - Vcc. Senzor aj tak zníži napätie, takže stále budete mať iba 3,3V výstup. Buďte opatrní, ak používate snímač iného modelu, pretože tento konkrétny Arduino môže na analógových vstupoch prijímať iba napätie až 3,3 V.

Krok 5: Inštalácia elektroniky

Ďalej budete musieť nainštalovať svoje elektronické súčiastky do krytu v zadnej časti základne.

Keď som sa pokúšal prvýkrát zostaviť svoje súčiastky, videl som, že som bol trochu optimistický v myšlienke, že ich všetky dostanem do dvojvrstvového priestoru, takže som musel narezať ďalšiu rozpernú vrstvu.

Zatlačte svoju LED diódu do otvoru v akryláte a uistite sa, že najjasnejšia časť LED diódy je v akrylovej vrstve. Nezasúvajte to teda úplne dovnútra.

Potom prilepte Arduino do krytu a kolíky záhlavia na horný kryt. Na tento krok môžete použiť epoxidovú alebo lepiacu pištoľ, ja som použil lepiacu pištoľ, pretože rýchlejšie tuhne. Je tiež dobré pokryť spájkované spoje na kolíkoch záhlavia lepidlom, aby sa pri zatvorení neskrátili na nožičkách LED.

To je všetko pre montáž, teraz to stačí naprogramovať.

Krok 6: Programovanie Arduina

Náčrt je celkom jednoduchý. Len to odčíta hodnoty zo senzora pôdnej vlhkosti a potom ich zmapuje medzi hranicami mokra a sucha. Tieto namapované hodnoty potom použije na proporcionálne riadenie dvoch LED diód.

Červená LED dióda teda úplne svieti a zelená úplne zhasne, keď je suchá, a naopak, keď je mokrá. Stredné úrovne majú škálované výstupy PWM, aby poskytovali rôzne odtiene žltej/oranžovej.

V mojej prvej verzii náčrtu som aktualizoval LED diódy každou hodnotou načítanou zo senzora. Všimol som si, že v meraniach existujú určité odchýlky a vždy tak často existuje hodnota, ktorá bola výrazne vyššia alebo nižšia ako ostatné, čo spôsobuje farebné blikanie/závadu. Trochu som teda zmenil kód, aby bolo posledných desať meraní spriemerovaných a tento priemer riadil skôr farbu LED. Vďaka tomu sú zmeny o niečo postupnejšie a umožňujú niektoré odľahlé hodnoty bez výrazného ovplyvnenia farby.

Tieto údaje je možné vidieť na výstupe sériového monitora.

Skicu si môžete stiahnuť tu spolu s úplným popisom kódu.

Krok 7: Kalibrácia senzora

Posledná vec, ktorú musíte urobiť pred použitím monitora, je kalibrácia senzora. Budete to musieť urobiť, aby váš Arduino vedel, na akej úrovni vlhkosti má vaša rastlina dostatok vody a na akej úrovni potrebuje vodu. Je to dôležitý krok, pretože výkon každého senzora sa mierne líši v závislosti od polohy a typu pôdy a každá rastlina má iné požiadavky na zavlažovanie.

Najlepším spôsobom, ako to urobiť, je začať so „suchou“rastlinou s pôdou na úrovni vlhkosti, v ktorej by ste ju mali zalievať.

Umiestnite rastlinu na základňu, zatlačte snímač do pôdy (neponárajte elektronické súčiastky) a potom zapojte snímač do kolíkov zberača na základni.

Pripojte Arduino k počítaču a otvorte sériový monitor. Budete musieť pridať Serial.print (""); riadkom kódu vytlačíte výstupy svojho senzora na sériový monitor, aby ste videli prvotné hodnoty. Chcete, aby sa nová hodnota zobrazovala každé 1-2 sekundy, môžete to zmeniť pomocou oneskorenia. Ak chcete, môžete tiež priniesť výsledok kĺzavého priemeru, na stabilizované hodnoty budete musieť chvíľu počkať.

Všimnite si priemer asi 10-20 nameraných hodnôt, keď sa stabilizujú, to bude vaša „suchá“požadovaná hodnota.

Akonáhle ste spokojní s hodnotami nasucho, zalejte svoju rastlinu obvyklým spôsobom. Dajte jej dostatok vody, aby sa úplne vsiakla do pôdy, ale neutopte ju. Teraz urobte to isté ako predtým a získajte priemernú „mokrú“požadovanú hodnotu.

Aktualizujte dva nastavené body v kóde a potom znova nahrajte skicu a ste pripravení začať správne používať základňu.

Krok 8: Použitie inteligentného monitora izbových rastlín

Pretože ste práve zalievali rastlinu, aby ste ju kalibrovali, displej by mal byť zelený. Ako pôda vysychá, v priebehu niekoľkých nasledujúcich dní začne pomaly žltnúť a potom znova začervenať.

Vzhľadom na pole kĺzavého priemeru existuje určité časové oneskorenie medzi zalievaním rastliny a tým, keď sa senzor opäť zazelená. Zhruba po 20-30 sekundách by sa mala zmeniť na zelenú.

Ak budete používať základňu na skutočne slnečnom mieste, možno budete chcieť k základni pridať druhú alebo tretiu diódu LED a ďalšiu akrylovú vrstvu, aby bola o niečo väčšia a jasnejšia.

Dajte mi vedieť, čo si myslíte o tomto monitore v nižšie uvedenej sekcii komentárov. Čo sa vám páči a čo by ste zmenili?

Ako už bolo spomenuté, hlasujte za tento projekt v súťaži Remix, ak sa vám páčil!

Bavte sa stavať svoje vlastné!