Automatický zavlažovací systém Arduino: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Meet Sprout - moderný izbový kvetináč, ktorý automaticky zalieva vaše rastliny, bylinky, zeleninu atď. A spôsobí revolúciu vo vašej záhradníckej hre.

Skladá sa z integrovaného zásobníka vody, z ktorého sa čerpá voda a udržuje pôdu rastliny hydratovanú.

Senzor pôdnej vlhkosti je kalibrovaný tak, aby periodicky meral vlhkosť pôdy, a tým reguloval tok vody. Ak je pôda príliš suchá, vodné čerpadlo sa automaticky zapne a vypne, keď pôdna vlhkosť dosiahne požadovanú úroveň.

Ak ste človek, ktorý podmáča svoje rastliny, Sprout zaistí, že sa už nikdy nebudete musieť báť, že budete opäť zlým záhradníkom. A ak ste typ človeka, ktorý preťažuje svoje rastliny, aby kompenzoval absenciu, znamená to, že vám nehrozí utopenie vašich rastlín alebo semien.

Kapacita vodnej nádrže Sprout je približne 500 ml / 17 fl oz, čo vám umožní zanedbať svoje rastliny tak dlho, ako mesiac, kým bude potrebovať doplnenie.

Voliteľnú funkciu Bluetooth je možné použiť na ručné prepínanie a ovládanie vodného čerpadla bezdrôtovo zo smartfónu.

Vyvinúť: Ste programátor, inžinier alebo dizajnér, ktorý má skvelý nápad na novú funkciu/dizajn v programe Sprout? Možno ste len začiatočník alebo ste si všimli chybu? Neváhajte a využite náš kód, schémy, súbory 3D návrhu a súbory na rezanie laserom od spoločnosti Github a drotár.

Klíčenie: GitHub

Krok 1: Elektronický dizajn

Elektronické súčiastky: Arduino Nano: AliExpressDC vodné čerpadlo: AliExpressHC-05 Bluetooth modul: AliExpressIRCxExpress: AliExpress Adaptér AliExpressAC-12VDC: AliExpress

Nástroje:- Spájkovačka: AliExpressSpájací drôt: AliExpress

Power Block

7805 reguluje napájacie napätie a znižuje ho na konštantných 5 V, vďaka čomu je vhodný na prevádzku senzora vlhkosti Arduino a pôdy.

Ovládanie čerpadla

MOSFET funguje ako prepínač, ktorý ovláda Arduino. Používame MOSFET, pretože Arduino nemôže priamo napájať DC pumpu. Rezistor pripojený k bráne MOSFET zabraňuje poškodeniu MOSFETu. Dióda flyback zapojená cez čerpadlo poskytuje cestu pre odvod uloženej energie, keď je čerpadlo vypnuté. Anóda diódy je pripojená k odtoku MOSFETu. Katóda diódy je napojená na napájaciu lištu 9V. Zdroj diódy je pripojený k GND.

Senzor vlhkosti Senzor napája analógovú hodnotu pre Arduino. Prahovú úroveň vlhkosti si užívateľ kalibruje v závislosti od typu použitej rastliny.

Bluetooth modul

Na prenos údajov medzi Arduinom a vašim smartfónom používa sériovú komunikáciu.

Krok 2: Elektronická montáž

V repozitári GitHub je k dispozícii tlačiteľná doska plošných spojov 1 x v mierke, ako aj zobrazenie dosky a schéma.

Klíčenie: GitHub/elektronika

Úložisko tiež obsahuje súbor PDF vo formáte A4, ktorý obsahuje viacero PCB na jednej stránke. To je možné použiť na výrobu viacerých DPS súčasne pre hromadnú výrobu

Spájkujte všetky komponenty podľa danej schémy.

Upraviteľné súbory Eagle sú k dispozícii nižšie.

PCB si môžete objednať tu: PCBWay

Krok 3: Konfigurácia softvéru a Bluetooth

Softvér

Senzor vlhkosti je pripojený k analógovému vstupnému kolíku Arduino. Prahová hodnota určuje, či má byť pumpa ZAPNUTÁ/VYPNUTÁ.

Kód nájdete na Sprout: GitHub/Code

Neváhajte upraviť a prispieť do úložiska GitHub.

Konfigurácia aplikácie pre smartfóny a Bluetooth

Modul Bluetooth HC-05 je medziľahlým blokom medzi smartfónom a Arduino. Využíva sériovú komunikáciu na odosielanie údajov zo smartfónu do Arduina a funguje ako diaľkové ovládanie.

Aplikácia prenáša hodnotu „48“alebo „49“, ktorá predstavuje „ZAPNUTÉ“a „VYPNUTÉ“. Čerpadlo je teda možné ovládať bezdrôtovo.

Jednoducho otvorte aplikáciu, vyhľadajte objaviteľné zariadenia a spárujte sa s modulom HC-05. potom kliknite na „Prepnúť režim“a prepnite tlačidlo na obrazovke.

Aplikácia je k dispozícii v aplikácii Bluetooth

Krok 4: Mechanická konštrukcia

Hlavné teleso Sprout je box 30 cm x 15 cm x 19 cm vyrobený z MDF.

Všetky kroky mechanického návrhu boli jasne demonštrované vo videu priloženom na začiatku inštrukcie. Môžete si to tiež pozrieť na Sprout: Video/Mechanical Design

Krabica je rozdelená na dve časti:

1. Väčšia časť obsahuje pôdu a rastliny
2. Menšia časť je ďalej rozdelená na dve ďalšie sekcie tak, že jedna časť obsahuje obvodovú dosku, zatiaľ čo druhá obsahuje vodnú nádrž.

Zásobník vody je 500 ml plastová fľaša.

Krabica z MDF má 8 oddelených vzájomne prepojených plôch, ktoré je možné rezať laserom a navzájom do seba zasúvať.

Súbory na laserové rezanie, súbor Fusion 360 Design (súbor 3D Design), izometrické a ortogonálne pohľady na každú tvár nájdete na stránkach Sprout: GitHub/Mechanical Design

V úložisku GitHub nájdete aj upraviteľné súbory Illustratora, ktoré je možné upraviť podľa vašich konkrétnych požiadaviek/rozmerov a potom ich rezať laserom.

Krok 5: Mechanická montáž: Príprava fľaše

Nádrž na vodu je 500 ml plastová fľaša. Na to možno použiť typickú 500 ml plastovú fľašu sódy.

Maximálny priemer fľaše by mal byť 74 mm. Maximálny priemer uzáveru fľaše by mal byť 50 mm. Maximálna výška od spodnej časti fľaše po najnižšiu časť uzáveru by mala byť 18,5 cm.

Fľaša musí byť narezaná asi 50 mm nad základňou, aby do nej bolo možné umiestniť čerpadlo. Otvory musia byť vyrezané do fľaše tak, aby bolo cez fľašu možné previesť vývodné potrubie a napájacie vodiče.

Akonáhle sú výstupné potrubie a drôty vytiahnuté cez ich príslušné otvory, fľašu je možné opäť uzavrieť. Na utesnenie fľaše musíme použiť epoxidovú zlúčeninu, ktorá stvrdne do niekoľkých hodín. Tým sa zabráni úniku akejkoľvek vody.

Vodu je možné naplniť z vrchu fľaše jednoduchým otvorením jej uzáveru.

Krok 6: Mechanická montáž: Príprava škatule

Akonáhle úspešne laserom vyrežete 8 rôznych povrchov škatule, naneste na každú stranu každej strany niekoľko vrstiev vysokokvalitného laku na drevo. Vďaka tomu je vodoodpudivý a odolný voči vlhkosti a vlhkosti.

Namontujte napájací konektor aj na zadnú dosku a zapojte ho do dosky plošných spojov.

Obvodovú dosku namontujte na zadnú dosku skrinky tak, aby zodpovedala príslušnej časti.

Vytiahnite výstupnú rúrku čerpadla cez dané otvory tak, aby sa dostala do sekcie pôdy rastlín. To isté urobte s vodičmi snímača vlhkosti.

Nezabudnite pripojiť vodné čerpadlo k obvodovej doske podľa schémy

Začnite do seba zapájať rôzne tváre škatule a zaistite, aby fľaša tesne zapadla do určenej oblasti.

Na utesnenie celej škatule naneste lepidlo na drevo alebo lepidlo

Všetky tieto kroky boli demonštrované vo videu na začiatku tohto pokynu.

Krok 7: Mechanická montáž: cement

Tento krok určí vonkajšiu textúru a konečnú úpravu škatule a tiež poskytne kvetináču ďalší ochranný povlak.

Naneste lepidlo na každú tvár škatule. Potom lepidlo posypte cementom. Zostávajúci kruhový kus MDF, ktorý bol odrezaný z hornej dosky, použite na vyrovnanie cementu po povrchu každej strany škatule. Tento krok zopakujte pre každú tvár škatule, ako je znázornené na videu.

Akonáhle cement zaschne, pokropte ho vodou každých 6 hodín počas 1 dňa. To umožní cementu vytvrdnúť bez prasklín a tiež zabráni úniku vody.

Krok 8: Pridajte pôdu a rastliny

Akonáhle cement stvrdne, naplňte škatuľu zeminou.

Pred vytvorením otvoru pre odkvapkávač nezabudnite tepelne utesniť koniec výstupnej rúrky. Odkvapkávač slúži na reguláciu vody vychádzajúcej z potrubia tak, aby voda nevytekala z kvetináča.

Umiestnite snímač pôdnej vlhkosti do pôdy.

Vyklíčte pomocou napájacieho konektora na zadnej doske a uistite sa, že ste naplnili nádržku na vodu na plnú úroveň.

Vyskúšajte, či všetko funguje, a mali by ste byť hotoví.

Druhé miesto v výzve Epilog 9

Druhé miesto v súťaži Arduino 2017