Inteligentna sadzarka: 14 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Ideą tego projektu było zbudowanie inteligentnej sadzarki do końcowego projektu robotyki Comp 3012. Wybrałem ją do projektu, ponieważ latem lubię rośliny i ogrodnictwo i chciałem być punktem wyjścia do większego projektu, który mogę ukończyć latem. Ideą tego projektu było stworzenie sposobu monitorowania i roślin poza zrobotyzowanym sprzężeniem zwrotnym, chodziło o monitorowanie zawartości wody w glebie i pompowanie wody do gleby, gdy roślina potrzebowała wody. Do projektu dodaję również ekran LCD z odczytem wraz z wieloma różnymi czujnikami, na koniec moja inteligentna donica odczytuje i wyświetla: temperaturę, poziom wody w zbiorniku, poziom wilgotności dwóch obszarów roślin/gleby i poziom oświetlenia.

Krok 1: Wymagane komponenty:

• 1x płyta arduino
• 1x moduł Lcd
• Potencjometr 1x10 k
• 1x płytka do krojenia chleba
• 3x czujniki wilgoci
• 1x czujnik temperatury LM35
• 1x czujnik światła Adafruit
• 1x pompa wodna 12 v
• 1x źródło zasilania 12 V (pokazano akumulator)
• 1x5 v przekaźnik wyzwalający
• 1x męskie dodatnie i ujemne złącze BNC
• 1x żeńskie dodatnie i ujemne złącze BNC
• 3x pojemniki (pokazano samodzielnie wykonane)
• 2x sekcje węży wodnych
• 1x woda
• 1x gleba
• 1x roślina

Krok 2: Schemat połączeń

Na tym schemacie elektrycznym użyłem 9v zamiast 12v i silnika zamiast pompy, ponieważ te opcje były niedostępne, użyłem również czujnika temperatury zamiast czujnika światła adafruit i czujników podczerwieni do reprezentowania czujnika wilgoci. Te substytuty powinny być w porządku i reprezentatywne dla rzeczywistych czujników, ponieważ są to zarówno 3-przewodowe wyjścia grd, vcc i sygnałowe, jak i analogowe.

Krok 3: Sprawdź czujniki wilgoci

Te, które kupiłem, mają zakres od 1023 do 0 po podłączeniu do 5 V i 677 do 0 po podłączeniu do 3,3 V. Czujniki również odczytują od wysokiego do niskiego, tj. wysoki(1023) oznacza brak wilgoci, a niski(200) jest w wodzie.

Krok 4: Podstawowe czytanie i drukowanie

Zaprogramuj arduino tak, aby odczytywało wartość analogową z czujnika wilgoci w żądanych odstępach czasu, w tym czasie również zaprogramowałem wydruk do monitora/plotera szeregowego.

Krok 5: Zbuduj lub zdobądź swoje kontenery

Zbudowałem moje kontenery ze stali o grubości 20 gage, ponieważ chciałem zachować i wykorzystać mój projekt po tych zajęciach. Pomysł na pojemniki polegał na tym, aby mieć trzy oddzielne pojemniki połączone ze sobą rurami i czujnikami, najpierw zbiornik na wodę, następnie pojemnik na tablicę i wszystkie czujniki plus ekran LCD do odczytu, a po trzecie pojemnik na doniczkę.

Krok 6: Skonfiguruj i przetestuj ekran LCD oraz wydrukuj z czujnika wilgoci

Krok 7: Konfiguracja kontenera i komponentów

Zacznij dodawać arduino i płytkę prototypową do środkowego pojemnika, w tym czasie dodałem czujnik zbiornika na wodę, ekran lcd i potencjometr 10k dla ekranu lcd.

Krok 8: Podłączanie rzeczy

podłącz wszystkie rzeczy, które właśnie dodałeś do pojemnika, ponieważ zrobiłem pojemnik z metalu, chciałem się upewnić, że nie uziemiłem i nie zwierałem niczego na metalowym pojemniku, aby temu zapobiec, dodałem podkładki do tablic elektrycznych, aby dodać szczelina powietrzna między pojemnikiem elektronicznym a metalowym.

Krok 9: Test pompy wodnej

Przetestuj pompę wodną, aby zobaczyć, która wylewka jest wlotem i wylotem, do tego będziesz potrzebować źródła zasilania 12v, ponieważ jest to napięcie pompy, chociaż zmęczyłem się uruchamianiem kopalni z 9v i wydawało się, że również działa, będziesz również potrzebować szybkie podłączanie i rozłączanie to miejsce, w którym przydają się męskie i żeńskie złącza BNC. Ważne jest również, aby zalać pompę przed testowaniem, nigdy nie należy testować pompy wodnej bez wody, ponieważ może to spowodować uszkodzenie pompy.

Krok 10: Dodawanie rzeczy

Dodaj inne czujniki (temperatura, światło i oba czujniki wilgotności gleby) do pojemników i arduino, przetestuj wydruk przez ekran lcd i wydruk seryjny, w tym momencie ustawiam również niektóre czujniki na 1-8 skala poziomu wody w zbiorniku i wilgotności gleby dla czytelności można to zrobić, odejmując 1024 od odczytanego 1023 i dzieląc przez 100

Krok 11: Okablowanie pompy wodnej

Przewód i pion w pompie wodnej, źródle zasilania 12 V i przekaźniku wyzwalającym 5 V. Trzymałem ujemne okablowanie pompy wodnej i źródła zasilania 12 V podłączone do szybkich złączy BNC do testowania, tak jakby coś poszło nie tak podczas testowania spustu pompy, łatwo było wyciągnąć wtyczkę i wyłączyć pompę.

Krok 12: Wyzwalanie pompy wodnej

Zaprogramuj wyzwalacz źródła zasilania 12 V poprzez wyzwalacz przekaźnika 5 V w oparciu o poziom wilgotności gleby, ponieważ pompa jest dość mocna, będziesz chciał ustawić to na bardzo krótki czas i przetestować, aby uzyskać odpowiedni poziom podlewania. Nie udało mi się ukończyć tego kroku, ale planuję to latem, kiedy mam trochę więcej czasu. Dodaj glebę do pojemnika z sadzarką, skonfiguruj i podłącz wszystkie czujniki i linię wodną.

Krok 13: Gdybym miał więcej czasu

Doprecyzuj, kiedy dostanę trochę więcej czasu, chciałbym dopracować swoje programowanie, aby korzystać z odpowiednich wywołań funkcji i ustawień zamiast mieć wszystko w dużej pętli, chciałbym również zaprogramować samokorygującą kontrolę wody i nieco poprawić projekt pudełka.

Krok 14: Objaśnienie kodu i źródło kodu

Kod jest w rzeczywistości dość prosty, jest to podstawowa konfiguracja pinów dla wszystkich czujników i ekranu lcd, odczytywanie wartości analogowych z tych pinów i wydruk do monitora/plotera szeregowego wraz z ekranem lcd z boku pętla. Gdybym miał więcej czasu, zaprogramowałbym również spust pompy wodnej i planowałbym latem.