Inteligentny monitor roślin wewnętrznych – dowiedz się, kiedy Twoja roślina potrzebuje podlewania: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Kilka miesięcy temu zrobiłem kij do monitorowania wilgotności gleby, który jest zasilany bateryjnie i można go wbić w glebę w doniczce domowej rośliny, aby uzyskać przydatne informacje o poziomie wilgotności gleby i migać diodami LED, które informują, kiedy należy podlewać Zakład.

Odwala kawał dobrej roboty, ale jest dość mocno osadzony w garnku i nie jest to najlepiej wyglądające urządzenie. To skłoniło mnie do wymyślenia sposobu na stworzenie lepiej wyglądającego monitora do instalacji wewnętrznych, który mógłby dać ci potrzebne informacje na pierwszy rzut oka.

Jeśli podoba Ci się ten Instructable, zagłosuj na niego w konkursie Remix!

Kieszonkowe dzieci

• Seeeduino XIAO - Kup tutaj
• Lub Seeeduino XIAO z Amazon - Kup tutaj
• Pojemnościowy czujnik wilgotności gleby - kup tutaj
• 5mm RGB LED - Kup tutaj
• Rezystor 100Ω - Kup tutaj
• Rezystor 200Ω - Kup tutaj
• Kabel taśmowy - kup tutaj
• Żeńskie szpilki nagłówka - kup tutaj
• 3mm MDF - Kup tutaj
• Akryl 3 mm - Kup tutaj
• Klej epoksydowy - Kup tutaj

Krok 1: Projektowanie bazy

Po zabawie z kilkoma pomysłami, pomyślałem o stworzeniu prostej okrągłej podstawy, na której mogłaby stanąć roślina doniczkowa, podobnej do podkładki. Baza składałaby się z trzech warstw, warstwy MDF, następnie warstwy wskaźnikowej, która zaświeciłaby się, aby pokazać stan rośliny, a następnie kolejnej warstwy MDF.

Warstwa wskaźnikowa byłaby oświetlona diodą LED RGB, która zapalała się na zielono, gdy roślina miała wystarczającą ilość wody, a na czerwono, gdy roślina potrzebowała wody. Poziomy wilgoci pomiędzy nimi będą miały różne odcienie żółtego/pomarańczowego, gdy dioda LED zmieni kolor z zielonego na czerwony. Tak więc zielono-żółty oznaczałby, że wciąż jest spora ilość wody, a pomarańczowo-żółty oznaczałby, że wkrótce będziesz musiał podlać swoją roślinę.

Nadal chciałem używać tych samych pojemnościowych czujników do monitorowania wilgotności gleby, których używałem w pierwszym projekcie, ponieważ miałem kilka części zamiennych. Tym razem jednak nie będzie do niego bezpośrednio podłączona elektronika, cała obróbka będzie odbywała się w bazie.

Mikrokontroler, którego zdecydowałem się użyć, to Seeeduino XIAO, ponieważ jest naprawdę mały, jest kompatybilny z Arduino i kosztuje zaledwie 5 USD.

Zacząłem od zmierzenia dna doniczki, tak aby nowa podstawa była nieco większa. Zaprojektowałem elementy w Inkscape do wycinania laserowego, a także w formacie PDF do ręcznego drukowania i wycinania. Szablony można pobrać tutaj.

Krok 2: Cięcie akrylu i MDF

Wycinam elementy z 3 mm MDF i 3 mm przezroczystego akrylu na mojej wycinarki laserowej. Jeśli nie masz wycinarki laserowej, możesz wydrukować szablony PDF i ręcznie wyciąć komponenty. Zarówno płyta MDF, jak i akryl są dość łatwe w obróbce.

Aby dioda LED RGB oświetliła krawędzie warstwy akrylowej, musisz je zmatowić papierem ściernym. Użyłem papieru ściernego o ziarnistości 240 i przeszlifowałem wszystkie krawędzie akrylu, aż uzyskały równomierną białą mgiełkę. Nierówne krawędzie rozpraszają światło LED i sprawiają, że akryl wygląda, jakby się świecił.

Krok 3: Montaż podstawy

Następnie sklej warstwy razem za pomocą kleju epoksydowego.

Używaj tylko niewielkiej ilości żywicy epoksydowej, aby nie przesiąkała z krawędzi na akrylowe powierzchnie, które właśnie zeszlifowałeś, w przeciwnym razie będziesz musiał je ponownie zeszlifować.

Użyj kilku małych zacisków, aby utrzymać warstwy razem lub umieść je pod ciężkim przedmiotem, gdy żywica epoksydowa się utwardzi.

Krok 4: Lutowanie elektroniki

Podczas utwardzania żywicy epoksydowej można ze sobą lutować elementy.

Obwód jest dość prosty, masz tylko dwa wyjścia PWM do sterowania diodą LED RGB, jedno dla zielonej nogi i jedno dla czerwonej nogi, a następnie jedno wejście analogowe do odczytu wyjścia czujnika.

Potrzebny będzie również rezystor ograniczający prąd na każdej z dwóch nóg LED. Zielone światło tych diod jest generalnie znacznie jaśniejsze niż czerwone, więc użyłem rezystora 220 Ω na zielonej nodze i rezystora 100 Ω na czerwonej nodze, aby nieco lepiej zrównoważyć kolory.

Te pojemnościowe czujniki wilgotności gleby powinny działać przy napięciu 3,3 V lub 5 V, jednak miałem kilka, które po prostu nie wysyłają niczego, gdy są zasilane napięciem 3,3 V. Jeśli okaże się, że nie otrzymujesz wyjścia z czujnika, może być konieczne zasilenie go z zasilacza 5 V na Arduino - Vcc. Czujnik i tak obniża napięcie, więc nadal będziesz otrzymywać tylko napięcie 3,3 V. Zachowaj ostrożność, jeśli używasz czujnika innego modelu, ponieważ ten konkretny Arduino może akceptować tylko do 3,3 V na wejściach analogowych.

Krok 5: Instalacja elektroniki

Następnie musisz zainstalować komponenty elektroniczne w obudowie z tyłu podstawy.

Kiedy po raz pierwszy próbowałem złożyć swoje komponenty, zauważyłem, że byłem nieco optymistą myśląc, że umieszczę je wszystkie w przestrzeni dwuwarstwowej, więc musiałem wyciąć dodatkową warstwę dystansową.

Wciśnij diodę LED do otworu w akrylu, upewniając się, że najjaśniejsza część diody LED znajduje się w warstwie akrylowej. Więc nie wciskaj go do końca.

Następnie przyklej Arduino do obudowy, a piny nagłówka do górnej pokrywy. Na tym etapie możesz użyć żywicy epoksydowej lub pistoletu do kleju, ja użyłem pistoletu do kleju, ponieważ szybciej się skleja. Dobrym pomysłem jest również zaklejenie lutowanych połączeń na pinach głowicy klejem, aby nie zwierały się na nogach diody LED po jej zamknięciu.

To tyle, jeśli chodzi o montaż, teraz wystarczy go zaprogramować.

Krok 6: Programowanie Arduino

Szkic jest dość prosty. Po prostu pobiera odczyty z czujnika wilgotności gleby, a następnie mapuje je między granicami mokrymi i suchymi. Następnie wykorzystuje te zmapowane wartości do proporcjonalnego sterowania dwoma diodami LED.

Tak więc czerwona dioda LED świeci się całkowicie, a zielona jest całkowicie wyłączona, gdy jest sucha i odwrotnie, gdy jest mokra. Poziomy pośrednie mają skalowane wyjścia PWM, aby zapewnić różne odcienie żółtego/pomarańczowego.

W mojej pierwszej wersji szkicu właśnie zaktualizowałem diody LED o każdą wartość odczytaną z czujnika. Zauważyłem, że były pewne różnice w pomiarach i co jakiś czas pojawiała się wartość, która była znacznie wyższa lub niższa niż inne, co powodowało migotanie/zakłócenie kolorów. Zmieniłem więc trochę kod, aby uśrednić ostatnie dziesięć odczytów i ta średnia raczej wpływa na kolor diody LED. To sprawia, że zmiany są nieco bardziej stopniowe i pozwalają na pewne odstaje bez znaczącego wpływu na kolor.

Te dane można zobaczyć na wyjściu monitora szeregowego.

Szkic można pobrać tutaj wraz z pełnym opisem kodu.

Krok 7: Kalibracja czujnika

Ostatnią rzeczą do zrobienia przed użyciem monitora jest kalibracja czujnika. Musisz to zrobić, aby Twój Arduino wiedział, przy jakim poziomie wilgoci Twoja roślina ma wystarczającą ilość wody i przy jakiej wilgotności potrzebuje wody. Jest to ważny krok, ponieważ sygnał wyjściowy każdego czujnika jest nieco inny w zależności od pozycji i rodzaju gleby, a każda roślina ma inne wymagania dotyczące podlewania.

Najlepszym sposobem, aby to zrobić, jest rozpoczęcie od „suchej” rośliny, z glebą na takim poziomie wilgoci, w którym można by ją podlewać.

Umieść roślinę na podstawie, wepchnij czujnik do gleby (nie zanurzaj elementów elektronicznych), a następnie podłącz czujnik do kołków głowicy na podstawie.

Podłącz Arduino do komputera i otwórz monitor szeregowy. Musisz dodać Serial.print(""); linii do kodu, aby wydrukować dane wyjściowe czujnika na monitorze szeregowym, aby można było zobaczyć nieprzetworzone wartości. Chcesz, aby nowa wartość była wyświetlana co 1-2 sekundy, możesz to zmienić za pomocą opóźnienia. Możesz również wyświetlić wynik średniej ruchomej, jeśli chcesz, wystarczy poczekać trochę dłużej, aby uzyskać ustabilizowane odczyty.

Zanotuj średnią z około 10-20 odczytów po ich ustabilizowaniu, będzie to twoja „sucho” nastawa.

Gdy będziesz zadowolony z suchych odczytów, podlej swoją roślinę tak, jak zwykle. Daj mu tyle wody, aby całkowicie wchłonął się w glebę, ale nie utop go. Teraz zrób to samo co poprzednio i uzyskaj średnią „mokrą” nastawę.

Zaktualizuj dwa ustawione punkty w kodzie, a następnie ponownie prześlij szkic i możesz zacząć prawidłowo używać podstawy.

Krok 8: Korzystanie z inteligentnego monitora roślin domowych

Ponieważ właśnie podlałeś roślinę, aby ją skalibrować, wyświetlacz powinien być zielony. Powoli zacznie żółknąć, a następnie ponownie zaczerwienić się w ciągu następnych kilku dni, gdy gleba wyschnie.

Ze względu na tablicę średniej ruchomej istnieje niewielkie opóźnienie między podlaniem rośliny a ponownym zazielenieniem czujnika. Powinien zmienić kolor na zielony po około 20-30 sekundach.

Jeśli zamierzasz używać bazy w naprawdę słonecznym miejscu, możesz dodać drugą lub trzecią diodę LED i kolejną warstwę akrylu do bazy, aby była nieco większa i jaśniejsza.

Daj mi znać, co myślisz o tym monitorze w sekcji komentarzy poniżej. Co lubisz i co byś zmienił?

Jak wspomniano wcześniej, zagłosuj na ten projekt w konkursie Remix, jeśli Ci się podobał!

Baw się dobrze, budując własne!