Inteligentná záhrada - klikajte a pestujte: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Čo keby ste si mohli pestovať vlastné rastliny, kvety, ovocie alebo zeleninu pomocou aplikácie pre smartfóny, ktorá zaistí, že vaše rastliny získajú optimálnu konfiguráciu vody, vlhkosti, svetla a teploty, a umožní vám monitorovať, ako pestovať svoje rastliny KAŽDÝ čas.

Smart Garden - Click and Grow sa postará o vaše rastliny, aj keď ste na dovolenke, kilometre ďaleko od domova, tým, že zaistí, aby mali vždy dostatok vody, svetla a správnu teplotu.

Vďaka pokročilým senzorom, ktoré monitorujú vlhkosť, svetlo a teplotu, naša inteligentná aplikácia presne vie, kedy zavlažovať vašu záhradu a aké je optimálne množstvo vody. Všetky relevantné informácie o vašej záhrade sú neustále monitorované a neustále sa zobrazujú na obrazovke vášho smartfónu.

Budete sa môcť rozhodnúť nechať inteligentnú aplikáciu automaticky zavlažovať záhradu v závislosti od podmienok, ktoré v záhrade prevládajú, alebo si môžete zvoliť aj manuálne zavlažovanie záhrady, kedykoľvek sa rozhodnete a v množstve vody podľa vášho výberu, stlačením tlačidla na smartfóne.

Naša inteligentná záhrada vyhovuje vašim miestnym podmienkam a zníži spotrebu vody a účty za vodu až o 60% tým, že zavlažuje vaše rastliny v perfektnom čase a podmienkach.

Postúpte do budúcnosti s našou inteligentnou záhradou a začnite svoju záhradu kultivovať jednoducho, rýchlo a nemenej dôležito bez toho, aby ste museli minúť veľa peňazí.

Krok 1: Diely

Na tento projekt budete potrebovať:

Elektronické zariadenia a dosky:

1) NodeMCU;

2) 2 (alebo viac) kanálový analógový multiplexor;

3) tranzistor;

4) vodné čerpadlo (použili sme 12V blige pumpu 350 GPH);

5) Zdroj energie

Senzory:

6) svetelný senzor (svetlo závislý odpor);

7) snímač MPU-6050 (alebo akýkoľvek snímač teploty);

8) kapacitný snímač pôdnej vlhkosti;

Fyzické

9) 3/4 vodná fajka;

10) Rezistory;

11) Drôty a predĺženia;

12) Smartfón

13) Aplikácia Blynk

Krok 2: Zapojenie - doska a senzory

Nižšie nájdete podrobné pokyny o pripojení rôznych komponentov a pozrite sa na schému zapojenia uvedenú vyššie.

Doska a MultiPlexer

Umiestnite NodeMCU a multiplexor na dosku, ako je znázornené na obrázku.

Pomocou dvoch prepojok prepojte 5V a GND NodeMCU so stĺpcom „+“a „-“v paneli breadBoard a multiplexor pripojte k NodeMCU podľa vyššie uvedeného obrázku.

Pripojenie senzorov

1) Svetelný senzor (svetlo závislý odpor) - Budete potrebovať tri prepojky a odpor 100K.

Pomocou troch prepojok pripojte snímač k 5V, GND a Y2 zariadenia multiPlexer, ako je to znázornené vyššie.

2) Snímač MPU -6050 - Na pripojenie snímača k 5V, GND a D3, D4 NodeMCU budete potrebovať štyri prepojky, ako je uvedené vyššie.

3) Kapacitný snímač pôdnej vlhkosti (CSMS) - Pripojte CSMS pomocou 3 prepojok k 5V, GND a Y0 multiplexora, ako je to znázornené vyššie.

Teraz pripojte kábel USB k NodeMCU a pokračujte ďalším krokom.

Krok 3: Zapojenie - tranzistor a čerpadlo

Nižšie nájdete podrobné informácie o pripojení Rely a vodného čerpadla a pozrite sa na obrázky zapojenia uvedené vyššie.

Tranzistor

Na prepojenie tranzistora použite 3 prepojky nasledovne:

1. Stredná noha k „-“vodného čerpadla;

2. Ľavou nohou k „-“napájaciemu zdroju 12V;

3. Pravá noha k D0 MCU;

Vodné čerpadlo

Pripojte „+“12 V napájacieho zdroja k „+“vodného čerpadla.

Krok 4: Pripojenie systému

Odporúčame breadBoard spolu so všetkými ostatnými komponentmi okrem čerpadla vložiť do peknej škatule.

Malo by byť vo vnútri vedra s vodou.

Vezmite si dlhé 3/4 'potrubie; Zablokujte jeden koniec potrubia a druhý koniec namontujte na vodné čerpadlo; urobí niekoľko otvorov pozdĺž potrubia a umiestni ich v blízkosti rastlín;

vložte snímač pôdy do pôdy. Upozorňujeme, že výstražná čiara senzora by mala byť mimo pôdy.

Môžete sa pozrieť na obrázok vyššie a zistiť, ako sme systém umiestnili.

Krok 5: Kód

Otvorte priložený súbor.ino v editore arduino.

Pred odoslaním na NodeMCU venujte pozornosť nasledujúcim parametrom, ktoré by ste mohli chcieť zmeniť:

1) const int AirValue = 900; Túto hodnotu musíte otestovať pomocou senzora vlhkosti pôdy.

Vyberte senzor z pôdy a skontrolujte hodnotu, ktorú získate. Hodnotu v kóde môžete podľa toho zmeniť.

2) const int WaterValue = 380; Túto hodnotu musíte otestovať pomocou svojho senzora.

Vyberte senzor z pôdy a vložte ho do pohára vody. Skontrolujte hodnotu, ktorú získate - Hodnotu v kóde môžete podľa toho zmeniť.

Potom, čo urobíte vyššie, stačí nahrať kód do NodeMCU.

Krok 6: IFTTT aplety

Ak sa systém rozhodne automaticky zavlažovať záhradu, pošle vám e -mail, takže budete vedieť, že vaša záhrada bola zavlažovaná, pretože pôda bola veľmi suchá.

Odporúčame vám nakonfigurovať systém tak, aby zavlažoval iba v noci alebo keď je nízka hladina slnka.

týmto spôsobom ušetríš každý mesiac značné množstvo vody !!

V aplikácii Blynk sme použili jeden widget webhook. Miniaplikácia webhook bola použitá na spustenie udalosti na apletoch IFTTT. IFTTT Dátum/Čas -> webhooks, virtuálny pin na Blynku zmenil svoju hodnotu. Spustí sa funkcia, ktorá vám pošle poštu, keď je pôda veľmi suchá a je v prevádzke automatické zavlažovanie.

Krok 7: Inteligentná záhrada - aplikácia BLYNK

Naša aplikácia BLYNK obsahuje nasledujúce funkcie:

1) LCD - LCD displej vám poskytne relevantné informácie o systéme. Informuje vás, keď systém spustí vodné čerpadlo a zavlažuje rastliny.

2) Stupnica vlhkosti pôdy - poskytuje informácie o vlhkosti pôdy.

Stupnica zobrazuje vlhkosť v percentách tak, že nula percent predstavuje priemernú úroveň vlhkosti vzduchu a 100 percent predstavuje vlhkosť vody.

Pridali sme tiež slovný popis úrovne vlhkosti predstavovaný piatimi možnosťami:

A. Veľmi vlhký - keď je pôda zaplavená vodou.

B. Mokrý - medzi normálnym a zaplaveným. Očakáva sa, že k tejto situácii dôjde nejaký čas po tom, ako sme krajinu zavlažovali.

C. Ideálne - keď pôda obsahuje ideálne množstvo vody pre rastliny.

D. Suché - Keď pôda začne schnúť. Vo väčšine rastlín však zatiaľ nie je potrebné zavlažovať.

E. Veľmi suché - v tejto situácii zalejte pôdu čo najskôr (Upozorňujeme, že ak je zapnutý režim automatického zavlažovania, systém automaticky zavlažuje záhradu, keď je pôda veľmi suchá).

* Ideálna úroveň pôdnej vlhkosti samozrejme závisí od rastlín spcefic, ktoré máte vo svojej záhrade.

* Úroveň vlhkosti vzduchu a vlhkosti vzduchu môžete zmeniť podľa vyššie uvedeného postupu.

3) Slnečná stupnica - poskytuje informácie o úrovni svetla, ktorému sú rastliny vystavené. Ideálna potrebná úroveň osvetlenia závisí od toho, aký druh rastlín máte vo svojej záhrade.

4) Teplota - poskytuje teplotu v okolí vašich rastlín.

5) Automatické zavlažovanie - keď je toto tlačidlo ZAPNUTÉ, systém automaticky zavlažuje rastliny, keď sa vlhkosť pôdy dostane na hodnotu „Veľmi suché“.

6) Množstvo - stlačením „+“alebo „ -“si môžete zvoliť množstvo vody (v litroch) na zavlažovanie rastlín.

Krok 8: Simulácia systému v prevádzke

Pozrite sa, ako systém funguje naživo v priloženom videu !!:)

Všimnite si toho, že keď zapnete automatické zavlažovanie, systém automaticky zavlažuje vašu záhradu, akonáhle je pôda „veľmi suchá“. Systém je možné nakonfigurovať tak, aby zavlažoval iba vtedy, keď slnko nie je príliš silné (napríklad iba neskoro v noci), takže voda nebude zbytočná !!!

Ak sa systém rozhodne automaticky zavlažovať záhradu, oznámi vám to na lcd aplikácie (ak je otvorená otvorená vo vašom smartfóne) a tiež vám pošle e -mail!

Krok 9: Vylepšenia a plány do budúcnosti

Hlavná výzva

Našou hlavnou výzvou bolo zistiť, ktoré senzory by sme mali používať, kam ich umiestniť a aké hodnoty koncových bodov by sme mali používať, aby sme dosiahli najlepšie výsledky.

Keďže sme mali k dispozícii množstvo informácií (vlhkosť pôdy, teplota, úroveň svetla, stav pôdy atď.), Strávili sme veľa času, aby bola naša aplikácia čo najjasnejšia a najpohodlnejšia.

Na začiatku sme pracovali s Rely, ktorá nám veľmi sťažila život, vyskúšali sme niekoľko závislostí a zistili sme, že NodeMCU a spoliehanie niekedy nie sú veľmi stabilné, pretože VYSOKÁ hodnota digitálnych pinov NodeMCU vydáva iba 3 výstupy. voltov, keď spoľahlivosť pracuje s 5 V, takže keď sme chceli čerpadlo zapnúť a nastaviť výstup D1 na VYSOKÝ, prepínač nefungoval, pretože spoliehanie očakáva, že 5 V zmení svoj stav.

Hneď ako sme vymenili spoliehanie za tranzistor, mohli sme čerpadlo ľahko ovládať.

Obmedzenia systému

Naša záhrada je malá, nebolo možné obsiahnuť veľké množstvo senzorov, aby bolo možné prijímať informácie z niekoľkých rôznych oblastí našej záhrady. S viac senzormi a väčšou záhradou by sme sa mohli dozvedieť viac o podmienkach prevládajúcich v každej oblasti záhrady a využiť špecifické vlastnosti pre každú oblasť záhrady, aby získala najlepšie podmienky a ošetrenia pre svoje špecifické potreby a tiež ju upravila. na automatické zavlažovanie.

Vízia budúcnosti

Naše budúce myšlienky vyplývajú predovšetkým z obmedzení systému. Cieľom je implementovať rovnaký inteligentný záhradný systém- len veľký vo väčších rozmeroch.

Veríme, že takýto systém je možné prispôsobiť akémukoľvek typu platformy od súkromných záhrad, verejných záhrad až po poľnohospodársky priemysel, podobne ako veľké skleníky a poľnohospodárske polia.

Pre každý systém (v závislosti od jeho veľkosti) použijeme viac senzorov. Napríklad:

1. Veľký počet senzorov pôdnej vlhkosti: Vďaka veľkému počtu senzorov poznáme úroveň vlhkosti v akejkoľvek konkrétnej časti zeme/pôdy.

2. Veľký počet svetelných senzorov: podobne ako v predchádzajúcom prípade, aj tu môžeme v rôznych oblastiach záhrady získať viac ako konkrétnych.

Pridaním týchto senzorov dokážeme spojiť špecifické ošetrenie pre akýkoľvek druh rastlín v našej záhrade.

Pretože rôzne druhy rastlín vyžadujú odlišné zaobchádzanie, môžeme každú oblasť našej záhrady prispôsobiť inému druhu rastlín a s veľkým počtom senzorov prispôsobíme konkrétnej rastline presný stav, ktorý potrebuje. Takto môžeme na menšom teréne pestovať rôzne rastliny.

Ďalšou významnou výhodou veľkého počtu senzorov je schopnosť identifikovať úroveň vlhkosti v pôde a teplotu, zamknutie a vedieť, kedy je potrebné zalievať akúkoľvek časť Zeme, a môžeme ovládať zavlažovanie tak, aby to malo za následok maximálna úspora vody. Celú záhradu musíme polievať, iba ak je jej malá časť suchá, môžeme zmeniť iba túto oblasť.

3. Pripojenie systému k hlavnému vodovodnému kohútiku - tak nemusíme plniť vodu do nádoby. Veľkou výhodou takéhoto spojenia je maximálna kontrola nad zavlažovaním a množstvom vody, ktorú každá oblasť pôdy prijme, bez obáv, že sa voda v nádrži minie.

4. Vyhradená aplikácia pre systém - Vytvorenie novej aplikácie, ktorá je kompatibilná so systémom. Pri všetkej našej láske application aplikácia Blynk, nemôžeme ju používať ako hlavnú systémovú aplikáciu. Chceli by sme do systému napísať unikátnu aplikáciu, ktorá sa zhoduje s ovládačom a senzormi, s ktorými chceme pracovať, aby sme používateľovi poskytli perfektný zážitok.

Napísanie takejto aplikácie nám poskytne možnosť pridať ďalšie funkcie, než tie, ktoré nájdeme v Blynku. Napríklad vybudovanie užívateľského profilu pre klienta, zhromažďovanie informácií o každom klientovi a poradenie mu o najlepších a najefektívnejších vlastnostiach, ktoré vyhovujú jeho potrebám.

Chceli by sme vytvoriť algoritmus, ktorý sa učí všetky informácie, ktoré získavame z rôznych senzorov, a používa ich na to, aby priniesol rastlinám najlepšie podmienky.

Ďalej potom môžeme vytvoriť online zákaznícky kruh, ktorý bude aktualizovaný o odporúčania a dostane online pomoc v prípade problému v systéme.

Skutočne si myslíme, že takýto projekt má veľký potenciál slúžiť širokému spektru zákazníkov: od súkromných osôb, ktoré majú malé záhrady, cez okrasné záhrady v podnikoch, ktoré by chceli svoje záhrady ľahko kultivovať, pričom šetria vodou a zdrojmi, a až poľnohospodári a veľké spoločnosti, ktorí vlastnia veľké polia a skleníky a hľadajú efektívne a relatívne lacné riešenie, ktoré im poskytne najrelevantnejšie informácie o ich produkcii, a tak im poskytnú výhody oproti svojim konkurentom, pokiaľ ide o kvalitu ich produkcie a úspora nákladov na vodu aj na chybný tovar, s ktorým sa nezaobchádza správne (napríklad dostalo príliš veľa vody).