Zelený palec: 6 krokov

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

Green Thumb je projekt internetu vecí v poľnohospodárskom sektore vytvorený pre moju triedu. Chcel som vybudovať niečo špeciálne pre rozvojové krajiny a na základe svojho výskumu som zistil, že africké krajiny zavlažujú iba 6% poľnohospodárskej pôdy na kontinente, je tu zlá technológia, menšia spoľahlivosť vodného hospodárstva alebo zavlažovania, čo vedie k nižšej produktivite. V Zambii sa zistilo, že drobní poľnohospodári, ktorí dokázali v období sucha pestovať zeleninu, zarábajú o 35% viac ako tí, ktorí tak nerobia.

Väčšina existujúcich systémov stojí viac ako 200 dolárov, čo je drahé a určite to nie je dostupné pre malých farmárov. Poľnohospodári v týchto rozvojových krajinách už vyvíjajú úsilie smerom k malému systému vodného hospodárstva.

Cieľom Green Thumb je poskytnúť nákladovo efektívny, individuálny, malý zavlažovací systém pre poľnohospodárov v Afrike, ktorý im pomôže s technológiami inteligentného zavlažovania a vodného hospodárstva zvýšiť množstvo ich produkcie

Krok 1: Krok 1: Implementácia snímačov vlhkosti do závodu

Výber rastliny: V priebehu projektu som potreboval rastlinu, ktorú by som sledoval, pretože v mnohých afrických krajinách sa pestujú baklažány, a preto som z domáceho skladu dostal malý baklažán na experimentovanie.

Senzory vlhkosti: Na monitorovanie obsahu vlhkosti v rastline je potrebné vytvoriť cenovo výhodný senzor, ktorý to dokáže.

Potrebné súčasti:

1. Pozinkované nechty - 2

2. Single Strand Wires - veľa z nich

3. Bór s časticami - 1

4. Rezistor (220 ohmov alebo akákoľvek iná hodnota) - 1

5. Breadboard

Vezmite 2 pozinkované klince a spájkujte ich s jednovláknovými drôtmi.

Na svojom breadboarde vytvorte nasledujúce pripojenie.

Pripojte jeden z klincov k analógovému kolíku a druhý k digitálnemu kolíku. Udržujte nechty 3 cm od seba, môže to byť akákoľvek vzdialenosť, pokiaľ je konštantná, pretože vzdialenosť medzi 2 nechtami môže meniť hodnoty.

Napíšte nasledujúci kód do svojho Particle Boron IDE a kód zafixujte

Vložte klince do zariadenia, malo by zobrazovať hodnoty na vašom sériovom monitore alebo konzole.

Tu je rýchly sprievodca nastavením vášho Borona.

Krok 2: Krok 2: Zhromaždenie údajov zo snímača vlhkosti

Ďalším krokom bolo zhromaždiť všetky údaje v dokumente programu Excel na účely monitorovania prostredníctvom IFTTT.

1. Navštívte IFTTT a vytvorte si účet (ak ho ešte nemáte) alebo sa prihláste. IFTTT (ak je to potom ono) je bezplatná webová služba na vytváranie reťazcov jednoduchých podmienených príkazov nazývaných aplety.

2. Prejdite na -> Moje aplety, kliknite na -> Nové aplety

3. pre +toto -zvoľte Častice -> zvoľte 'Zverejnená nová udalosť' -> Ako názov udalosti, pre ktorú sa má spustiť IFTTT, napíšte 'PlantData'

4. pre +ktoré zvolíte listy Google -> zvoľte 'Pridať riadok do tabuľky' -> Napíšte názov tabuľky, ktorá sa má vytvoriť -> kliknite na 'Vytvoriť akciu'

5. Keď teda častica zverejní udalosť „PlantData“, do tabuľky na vašom disku Google sa pridá nový riadok údajov.

Krok 3: Krok 3: Analýza údajov

Môžete si stiahnuť súbor programu Excel a vzorkovať údaje. Robil som čiarové grafy údajov zozbieraných každú pol hodinu a zistil som, že namerané hodnoty sa v priebehu daného času veľmi nezmenili. Senzory nechtov poskytovali veľmi spoľahlivé hodnoty.

Odečítanie obvykle kolísalo medzi 1 500-1 000, kedykoľvek bolo potrebné zalievať.

Keď vezmeme do úvahy prahovú hodnotu 1 500, môžeme povedať, že keď je nameraná hodnota nižšia ako 1 500, rastlina je v štádiu vädnutia a systém môže reagovať asi 5-10 minút zalievaním rastlín.

Pretože údaje boli predtým zhromažďované každú milisekundu, korodujú nechty.

Akonáhle sú údaje monitorované a vidíme, že v údajoch nedochádza k veľkým výkyvom, je možné senzor napájať každú jednu hodinu, zhromažďovať údaje a kontrolovať, či nie sú pod prahovou hodnotou.

To umožní senzorom nechtov vydržať dlhšie.

Krok 4: Krok 4: Vytvorenie viacerých senzorov a komunikácia prostredníctvom siete

Celú oblasť farmy je možné rozdeliť do viacerých oblastí a tieto oblasti je možné monitorovať jednotlivými senzormi. Všetky tieto senzory môžu komunikovať s „hlavným systémom“, ktorý ovláda vodné čerpadlo.

„Hlavný systém“má častice bór - je mobilný, a preto môže komunikovať na miestach bez WiFi.

Jednotlivé senzory majú xenónových častíc, ktoré komunikujú s Boronom vytvorením lokálnej sieťovej siete.

Tu je rýchly sprievodca pridaním vášho xenónu do existujúcej sieťovej siete.

Tu som vyrobil 2 senzory. Preneste celý obvod na protoboard.

Otestujte nasledujúci kód, aby ste zistili, či sieťová komunikácia funguje.

Krok 5: Krok 5: Kompletná fyzická forma senzorov

Elektronika pre senzory potrebuje box, ktorý je možné nasadiť na polia. Pretože systém musel byť nákladovo efektívny, predstavil som si výdavky na elektroniku a zároveň úsporu nákladov na jeho fyzickú formu. Fyzický box, do ktorého je potrebné snímač umiestniť, môže byť vyrobený farmárom alebo môže byť vyrobený lokálne v Afrike z ich surovín. Farmár môže tiež použiť akýkoľvek materiál, ktorý má k dispozícii, a vložiť doň elektroniku.

Prototypujem pomocou kartónu, ktorý môže byť lakom odolný proti vode.

Vytvorte škatuľu s šírkou 8,5 cm, šírkou 6,5 cm a výškou 5,5 cm. Vystrihnite tieto rozmery z lepenky. V spodnej časti urobte 2 otvory, ktoré sú od seba vzdialené 3 cm, aby do nich mohli vstúpiť senzory. Kartónové škatule prilepte lepiacou pištoľou.

Vyrobte 2 vrstvy lepenky s rozmerom 8,5 cm x 6,5 cm, ktoré by vošli do škatule. V týchto vrstvách vyrežte otvor, cez ktorý budú prechádzať drôty.

Klince by prešli dierami. Na ňu je umiestnená lepenková vrstva, na ktorej je Protoboard. Na pripojenie klincov k obvodu slúžia krokodílové spony, takže tieto klince je možné z obvodu ľahko odpojiť.

Druhá vrstva kartónu na vrchu tejto batérie má batériu LIPO, ktorá napája xenóny.

Tieto vrstvy je možné odstrániť zdvihnutím pomocou vyrezaných otvorov a klince je možné ľahko vymeniť, čo uľahčuje údržbu a montáž systému.

Krok 6: Krok 6: Konečná implementácia

Rozdelil som krabicu plnú zeminy na 3 časti, jednu s maximálnym obsahom vody, druhú so stredným obsahom vody a tretiu suchú pôdu.

Každý senzor, keď je umiestnený v jednej z 3 častí boxu, odovzdáva údaje bóru, ktorý rozhoduje, či je potrebné túto oblasť zalievať. Toto je indikované LED diódou zodpovedajúcou každému senzoru.

Senzor by sa zapínal každú jednu hodinu.