ROZŠÍRENÝ SYSTÉM IOTOVÉHO zavlažovania: 17 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

-od Maninder Bir Singh Gulshan, Bhawna Singh, Prerna Gupta

Krok 1:

V každodennej prevádzke súvisiacej so zalievaním rastlín sú najdôležitejšou kultúrnou praxou a najnáročnejšou úlohou. Bez ohľadu na to, aké je počasie, príliš horúce a studené alebo príliš suché a mokré, je veľmi dôležité kontrolovať množstvo vody, ktoré sa dostane k rastlinám. Bude teda efektívne využiť myšlienku automatického systému zavlažovania rastlín, ktorý zalieva rastliny, keď to potrebujú. Dôležitým aspektom tohto projektu je, že: „kedy a koľko vody“. Táto metóda sa používa na nepretržité monitorovanie hladiny pôdnej vlhkosti a na rozhodovanie, či je potrebné zalievanie a koľko vody je potrebné v pôde rastlín. Vo svojej najzákladnejšej forme je systém naprogramovaný tak, že snímač pôdnej vlhkosti, ktorý v konkrétnom časovom okamihu sníma úroveň vlhkosti z rastliny, ak je vlhkosť senzora nižšia ako špecifikovaná hodnota prahu, ktorá je preddefinovaná podľa konkrétna rastlina je do rastliny dodávaná ako požadované množstvo vody, kým jej vlhkosť nedosiahne vopred definovanú prahovú hodnotu. Systém obsahuje snímač vlhkosti a teploty, ktorý sleduje aktuálnu atmosféru systému a má vplyv na zalievanie. Elektromagnetický ventil bude riadiť prietok vody v systéme, keď Arduino odčíta hodnotu zo senzora vlhkosti, spustí solenoidový ventil podľa požadovaných podmienok.. Okrem toho systém hlási svoje aktuálne stavy a odošle upomienku o zalievaní rastlín a od príjemcu dostane SMS. Všetky tieto oznámenia je možné vykonať pomocou karty SIM 800L.

Krok 2: Rámcový diagram

Tento systém vyžaduje Arduino UNO, ktoré funguje ako radič a server celého systému. V tomto závlahovom systéme rastlín senzor pôdnej vlhkosti kontroluje úroveň vlhkosti v pôde a ak je vlhkosť nízka, potom Arduino zapne vodné čerpadlo, aby závodu poskytlo vodu. Vodné čerpadlo sa automaticky vypne, keď systém nájde dostatok vlhkosti v pôde. Kedykoľvek systém zapne alebo vypne čerpadlo, prostredníctvom modulu GSM sa užívateľovi odošle správa, ktorá aktualizuje stav vodného čerpadla a vlhkosť pôdy. Tento systém je veľmi užitočný na farmách, v záhradách, doma atď. Tento systém je úplne automatizovaný a nie je potrebný žiadny zásah človeka.

Krok 3: Použitý hardvér: Arduino UNO

Arduino UNO je doska mikrokontroléra s otvoreným zdrojovým kódom založená na mikrokontroléri Microchip ATmega328P a vyvinutá spoločnosťou Arduino.cc. Doska je vybavená sadou pinov digitálnych a analógových vstupov/výstupov (I/O), ktoré môžu byť prepojené s rôznymi rozširovacími doskami (štítmi) a inými obvodmi. Doska má 14 digitálnych pinov, 6 analógových pinov a je programovateľná pomocou Arduino IDE (Integrated Development Environment) pomocou kábla USB typu B. Môže byť napájaný káblom USB alebo externou 9-voltovou batériou, hoci prijíma napätie od 7 do 20 voltov.

Krok 4: SIM karta 800L

SIM800L je miniatúrny mobilný modul, ktorý umožňuje prenos GPRS, odosielanie a prijímanie správ SMS a uskutočňovanie a prijímanie hlasových hovorov. Nízke náklady a malé rozmery a podpora štvorpásmových frekvencií robia z tohto modulu perfektné riešenie pre každý projekt, ktorý vyžaduje pripojenie s dlhým dosahom.

Krok 5: Senzor pôdnej vlhkosti

Senzory pôdnej vlhkosti merajú objemový obsah vody v pôde. Pretože priame gravimetrické meranie voľnej pôdnej vlhkosti vyžaduje odstránenie, sušenie a váženie vzorky, senzory pôdnej vlhkosti merajú objemový obsah vody nepriamo pomocou niektorých ďalších vlastností pôdy, ako je elektrický odpor, dielektrická konštanta alebo interakcia s neutrónmi., ako zástupca pre obsah vlhkosti.

Krok 6: Snímač teploty a vlhkosti

DHT11 je základný, mimoriadne lacný digitálny snímač teploty a vlhkosti. Na meranie okolitého vzduchu používa kapacitný snímač vlhkosti a termistor a na dátový kolík chrlí digitálny signál (nie sú potrebné žiadne analógové vstupné kolíky). Použitie je pomerne jednoduché, ale na získanie údajov vyžaduje starostlivé načasovanie.

Krok 7: Snímač prietoku vody

Snímač prietoku vody sa skladá z plastového telesa ventilu, vodného rotora a senzora s Hallovým efektom. Keď voda preteká rotorom, rotor sa valí. Jeho rýchlosť sa mení s rôznym prietokom. Snímač s Hallovým efektom vydáva zodpovedajúci impulzný signál. Tento je vhodný na detekciu prietoku v dávkovači vody.

Krok 8: Relé

Relé je elektricky ovládaný spínač. Mnoho relé používa elektromagnet na mechanické ovládanie spínača, ale používajú sa aj iné prevádzkové princípy, napríklad polovodičové relé. Relé sa používajú tam, kde je potrebné ovládať obvod samostatným signálom o nízkom výkone, alebo tam, kde jedným signálom musí byť ovládaných niekoľko obvodov.

Krok 9: LCD (displej z tekutých kryštálov)

LCD je skratka pre displej z tekutých kryštálov a umožňuje vám ovládať LCD displeje, ktoré sú kompatibilné s ovládačom Hitachi HD44780. Existuje ich veľa a zvyčajne ich poznáte podľa 16-kolíkového rozhrania.

Krok 10: Vodné čerpadlo

Čerpadlo je zariadenie, ktoré mechanickým pôsobením presúva tekutiny (kvapaliny alebo plyny) alebo niekedy kaly. Čerpadlá možno rozdeliť do troch hlavných skupín podľa spôsobu, ktorým prepravujú kvapalinu: čerpadlo s priamym zdvihom, výtlakom a gravitačným čerpadlom.

Čerpadlá pracujú určitým mechanizmom (zvyčajne vratným alebo rotačným) a spotrebúvajú energiu na vykonanie mechanických prác pri premiestňovaní tekutiny. Čerpadlá pracujú prostredníctvom mnohých zdrojov energie, vrátane manuálnej prevádzky, elektrickej energie, motorov alebo veternej energie, rôznych veľkostí, od mikroskopických pre použitie v lekárskych aplikáciách až po veľké priemyselné čerpadlá.

Krok 11: Výhody

1. Schopnosť šetriť vodou a efektívnosť dodávok vody.

2. Plánovanie a konektivita.

(Ich rozvrh je možné aktualizovať odkiaľkoľvek s pripojením na internet.)

3. Úspora elektrickej energie.

(Solárny panel sa používa aj na výrobu elektriny v poľnohospodárskych farmách.)

4. Farmár môže vedieť o poľnej prírode kedykoľvek a kdekoľvek.

Krok 12: Aplikácie

1. Môže byť použitý v poľnohospodárskych poliach, trávnikoch a ako kvapkový závlahový systém.

2. Môže byť použitý na kultivačný proces.

3. Môže sa použiť na zaistenie vody v škôlkarskej oblasti.

4. Môže byť použitý pre široký sortiment plodín, pretože je možné prispôsobiť referenciu potrebnú pre rôzne druhy plodín.

5. Môže byť použitý na vodné hospodárstvo a prenos vody v rybníku.

V schéme zapojenia sme použili zariadenie IoT, tj. NodeMCU, a na to sme tiež ukázali dosku s plošnými spojmi (PCB), môžete použiť aj Arduino UNO.

Krok 13: Schéma zapojenia

Krok 14: Návrh DPS pre ROZŠÍRENÝ SYSTÉM IOT OCHRANY

Krok 15: Objednávka PCB

Teraz máme dizajn DPS a je čas objednať si DPS. Na to stačí navštíviť web JLCPCB.com a kliknúť na tlačidlo „CITOVAŤ HNED“.

JLCPCB sú tiež sponzorom tohto projektu. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.) je najväčší prototypový podnik plošných spojov v Číne a výrobca špičkových technológií špecializujúci sa na rýchlu výrobu prototypov plošných spojov a malosériovú výrobu plošných spojov. Môžete si objednať minimálne 5 DPS za pouhých 2 doláre.

Krok 16:

Ak chcete vyrobiť dosku plošných spojov, nahrajte súbor gerber, ktorý ste stiahli v poslednom kroku. Odovzdajte súbor.zip alebo môžete tiež presúvať súbory Gerber.

Po nahraní súboru zip sa v spodnej časti zobrazí správa o úspechu, ak sa súbor úspešne nahrá.

Krok 17:

Môžete skontrolovať DPS v prehliadači Gerber a uistiť sa, že je všetko v poriadku. Môžete si prezrieť hornú aj spodnú časť DPS.

Keď sa ubezpečíme, že naša doska plošných spojov vyzerá dobre, môžeme teraz zadať objednávku za rozumnú cenu. Môžete si objednať 5 PCB za pouhých 2 doláre, ale ak je to vaša prvá objednávka, môžete získať 10 PCB za 2 doláre. Objednávku zadáte kliknutím na tlačidlo „ULOŽIŤ DO KOŠÍKA“.

Výroba mojich PCB trvala 2 dni a dorazili do týždňa pomocou možnosti doručenia DHL. DPS boli dobre zabalené a kvalita bola skutočne dobrá.