Ako vytvoriť automatický zavlažovací systém pomocou Arduina: 5 krokov

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

V tomto návode vám ukážem, ako vybudovať a implementovať automatický zavlažovací systém, ktorý dokáže snímať obsah vody v pôde a automaticky zavlažovať vašu záhradu. Tento systém je možné naprogramovať pre rôzne požiadavky na plodiny a sezónne odchýlky. Tento systém je najvhodnejší pre techniku kvapkovej závlahy. Tiež som testoval systém na rôzne pôdne podmienky a dostupnosť vody.

Pre lepšie pochopenie si pozrite prepojené video.

Tento systém vám pomôže automaticky zavlažovať vašu záhradu vo dvore alebo vašu vnútornú záhradu a nemusíte sa starať o zalievanie svojich obľúbených rastlín vo svojom nabitom programe.

Arduino UNO je mozgom tohto systému a sú ním ovládané všetky senzory a zobrazovacie zariadenia. Na odčítanie obsahu vlhkosti v pôde sa používa snímač vlhkosti. K dispozícii je LCD monitor na monitorovanie stavu pôdy, teploty okolia a stavu dodávky vody (vodné čerpadlo).

Krok 1: Potrebný materiál

1. Arduino UNO
2. Senzor pôdnej vlhkosti (s ovládačom LM393)
3. Snímač teploty LM 35
4. 16x2 LCD displej
5. Spínač hladiny vody
6. Rečník
7. 5V relé
8. BC547 alebo podobné NPN tranzistory
9. Rezistory (schéma zapojenia)
10. Potenciometer (10Kohm)
11. 5 mm LED
12. 1N4007 dióda
13. Svorkovnice a skrutkové svorky
14. PCB / Breadboard
15. Základné nástroje a súprava na spájkovanie

Krok 2: Vybudujte obvod

Tento obvod je možné postaviť buď na Breadboard, alebo na dosku plošných spojov. Na dočasný pokus to môžete postaviť na doske. Podrobnosti nájdete v schéme zapojenia. Pripojte sa podľa nižšie uvedeného postupu.

ARDUINO PINY

0 _ N/C

1 _ N/C

2 _ LCD-14

3 _ LCD-13

4 _ LCD-12

5 _ LCD-11

6 _ N/C

7_VODA_LEVEL_STATUS_LED

8 _ N/C

9_ REPRODUKTOR

10 _ N/C

11 _ LCD-6

12 _ LCD-4

13 _ PUMP_STATUS_LED) _AND_TO_RELAY

A0_SOIL_MOISTURE_SENSOR

A4 _ LM35_ (TEMPERATURE_SENSOR)

LCD-1 _ GND

LCD-5 _ GND

LCD-2 _+Vcc

LCD-3 _ LCD_BRIGHTNESS

*Chyba hlásená z dôvodu nestabilných hodnôt teploty. Vyhnite sa prosím snímaču teploty. Po vyriešení kódu aktualizujem.

Krok 3: Princíp činnosti obvodu

Hodnoty senzora pôdnej vlhkosti závisia od odporu pôdy. Ovládač LM393 je duálny diferenciálny komparátor, ktorý porovnáva napätie senzora s pevným 5V napájacím napätím.

Hodnota tohto senzora sa pohybuje od 0 do 1023. 0 je vlhké prostredie a 1023 je veľmi suché prostredie.

LM35 je presný snímač teploty s integrovaným obvodom, ktorého výstupné napätie je lineárne úmerné teplote Celzia. LM35 pracuje pri -55 ° C až +120 ° C.

Spínač hladiny vody obsahuje jazýčkovo-magnetický spínač obklopený plávajúcim magnetom. Keď je k dispozícii voda, vedie.

Arduino sníma stav pôdy pomocou senzora pôdnej vlhkosti. Ak je pôda SUCHÁ, vykoná nasledujúce operácie….

1) Pomocou senzora hladiny vody kontroluje dostupnosť vody.

2) Ak je k dispozícii voda, čerpadlo sa zapne a automaticky sa vypne, keď sa dodá dostatočné množstvo vody. Čerpadlo je poháňané obvodom ovládača relé.

3) Ak nie je voda k dispozícii, budete upozornení zvukovým signálom.

Za akýchkoľvek iných podmienok zostane pumpa vypnutá a na LCD obrazovke sa zobrazí stav pôdy (suchá, vlhká, zamračená), teplota a stav pumpy.

Krok 4: Arduino kód

Postup

• Pripojte Arduino k počítaču.
• Stiahnite si priložený kód a otvorte ho.
• V ponuke Nástroje vyberte svoj port COM a dosku Arduino.
• Kliknite na tlačidlo Nahrať.

Po nahraní kódu otvorte sériový monitor, ktorý zobrazuje hodnoty senzora pôdnej vlhkosti v rozmedzí od 0-1023. Otestujte snímač na rôzne pôdne podmienky a poznamenajte si jeho hodnotu pre najvhodnejšie pôdne podmienky a upravte hodnoty v kóde pre vašu aplikáciu. Ak chcete zmeniť citlivosť snímača pre rôzne pôdne podmienky, zmeňte hodnoty 3 podmienok uvedených v kódexe.

_

Teplota sa vypočíta pomocou nasledujúceho vzorca X = ((hodnota snímača) * 1023,0)/ 5000

Teplota v stupňoch Celzia = (X/10)

Krok 5: Implementácia a testovanie

Na otestovanie projektu je možné vykonať nasledujúce kroky.

1) Pripojte Arduino k napájaniu (5 V) pomocou USB alebo externého zdroja napájania.

2) Ponorte snímač vlhkosti do pôdy. Na presné meranie je lepšie umiestniť senzor blízko koreňov rastlín. Poznámka: Svorky zapojenia nie sú vodotesné.

3) Pripojte vodné čerpadlo k relé (spínacie a spoločné svorky) a zapnite sieť. Podrobnosti o zapojení a vývody nájdete v obvode.

UPOZORNENIE: VYSOKÉ NAPÄTIE. PRED POKROČENÍM POCHOPTE KABELÁŽ

4) Snímač teploty je možné umiestniť na samotnú DPS alebo na pôdu. Neponárajte snímač do vody.

5) Potenciometer je možné meniť tak, aby sa nastavoval jas LCD.

6) Umiestnite snímač hladiny vody do nádoby/nádrže na vodu.

Implementoval som to vo svojej domácej záhrade a umiestnil som senzor v blízkosti jednej z rastlín. Pumpu a snímač hladiny vody som tiež umiestnil do vedra s vodou. Na videu môžete vidieť, že keď ponorím snímač hladiny vody do vody, čerpadlo sa zapne, kým nie je pôda vlhká.

Aj keď to funguje perfektne, v tomto projekte je možné vykonať drobné chyby a vylepšenia. Keď oba senzory spolupracujú, bola hlásená chyba pre nestabilné hodnoty teploty. Aktualizujem, ak bude chyba vyriešená.

Ďalšie vylepšenia, ktoré môžu používatelia implementovať:

• Pridajte funkciu IOT na analýzu údajov a diaľkové ovládanie.
• Integrácia s kvapkovou závlahou a viacerými senzormi na rôznych miestach poľa.
• Zlepšite výkonnosť senzora, aby mohol byť implementovaný v hlbokej pôde.
• Používajte spoľahlivejšie snímače teploty.
• Regulácia vlhkosti a teploty pre skleníky.
• Analýza obsahu minerálov vo vode a koncentrácie hnojiva.

Ak narazíte na nejaké pochybnosti alebo návrhy, dajte mi vedieť v sekcii komentárov. Ak ste to vytvorili, dajte mi vedieť v sekcii komentárov.

Ďakujem

HS Sandesh

(Kanál YouTube Technocrat)