Inteligentny ogród - kliknij i rozwijaj: 9 kroków

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

Co by było, gdybyś mógł uprawiać własne rośliny, kwiaty, owoce lub warzywa za pomocą aplikacji na smartfona, która zapewnia roślinom optymalną konfigurację wody, wilgotności, światła i temperatury oraz pozwala monitorować, jak uprawiać rośliny ZAWSZE WSZĘDZIE.

Smart Garden - Click and Grow zadba o Twoje rośliny, nawet gdy jesteś na wakacjach, daleko od domu, zapewniając im wystarczającą ilość wody, światła i odpowiednią temperaturę przez cały czas.

Dzięki zastosowaniu zaawansowanych czujników monitorujących wilgotność, światło i temperaturę nasza inteligentna aplikacja dokładnie wie, kiedy nawadniać ogród i jaka jest optymalna ilość potrzebnej wody. Wszystkie istotne informacje o Twoim ogrodzie są stale monitorowane i przez cały czas pojawiają się na ekranie Twojego smartfona.

Będziesz mógł wybrać, czy inteligentna aplikacja automatycznie nawadnia ogród w zależności od warunków, jakie panują w ogrodzie, czy alternatywnie możesz wybrać ręczne nawadnianie ogrodu w dowolnym momencie i w wybranej przez Ciebie ilości wody, naciskając przycisk w smartfonie.

Nasz inteligentny ogród dopasowuje się do lokalnych warunków i zmniejsza zużycie wody oraz rachunki za wodę nawet o 60%, nawadniając rośliny w idealnym czasie i w idealnych warunkach.

Wejdź w przyszłość z naszym inteligentnym ogrodem i zacznij uprawiać swój ogród łatwo, szybko i nie mniej ważne, nie wydając fortuny.

Krok 1: Części

Do tego projektu będziesz potrzebować:

Urządzenia i płytki elektroniczne:

1) WęzełMCU;

2) 2 (lub więcej) analogowy multiplekser;

3) Tranzystor;

4) pompa wodna (użyliśmy 12 V Blige Pump 350GPH);

5) Źródło zasilania

Czujniki:

6) czujnik światła (rezystor zależny od światła);

7) czujnik MPU-6050 (lub dowolny czujnik temperatury);

8) Pojemnościowy czujnik wilgotności gleby;

Fizyczny

9) rura wodna 3/4 ;

10) Rezystory;

11) przewody i przedłużki;

12) Smartfon

13) Aplikacja Blynk

Krok 2: Okablowanie - płytka i czujniki

Zobacz poniżej szczegółowe instrukcje dotyczące podłączania różnych komponentów i zapoznaj się ze schematem okablowania zamieszczonym powyżej.

Płytka i MultiPlexer

Umieść NodeMCU i multiplekser na płytce stykowej, jak pokazano na schemacie.

Użyj dwóch zworek, aby podłączyć 5 V i GND NodeMCU odpowiednio do kolumny „+” i „-” płyty breadBoard i podłącz multiplekser do NodeMCU, jak pokazano powyżej.

Podłączanie czujników

1) Light Sensor (Light Dependent Resistor) - Będziesz potrzebował trzech zworek i rezystora 100K.

Użyj 3 zworek, aby podłączyć czujnik do 5V, GND i do Y2 multiPlexera, jak pokazano powyżej.

2) Czujnik MPU-6050 - będziesz potrzebować czterech zworek, aby podłączyć czujnik do 5V, GND i D3, D4 NodeMCU, jak pokazano powyżej.

3) Pojemnościowy czujnik wilgotności gleby (CSMS) – Podłącz CSMS 3 zworkami do 5V, GND i Y0 multipleksera, jak pokazano powyżej.

Teraz podłącz kabel USB do NodeMCU i przejdź do następnego kroku.

Krok 3: Okablowanie - tranzystor i pompa

Zobacz poniżej szczegółowe instrukcje dotyczące podłączania urządzenia Rely i pompy wodnej oraz zapoznaj się z zamieszczonymi powyżej zdjęciami okablowania.

Tranzystor

Użyj 3 zworek do podłączenia tranzystora w następujący sposób:

1. Środkowa noga do „-” pompy wodnej;

2. Lewa noga do '-' zasilacza 12 V;

3. Prawa noga do D0 MCU;

Pompa wodna

Podłącz „+” zasilacza 12 V do „+” pompy wodnej.

Krok 4: Podłączanie systemu

Zalecamy umieszczenie breadBoard wraz ze wszystkimi innymi komponentami z wyjątkiem pompy w ładnym pudełku.

Powinien znajdować się w wiadrze z wodą.

Weź długą rurę 3/4 '; Zablokuj jeden koniec rury, a drugi zamontuj na pompie wodnej; robi kilka dziur wzdłuż rury i umieszcza ją w pobliżu roślin;

umieść czujnik gleby w glebie. Należy pamiętać, że linia ostrzegawcza czujnika powinna znajdować się poza glebą.

Możesz spojrzeć na zdjęcie powyżej, aby zobaczyć, jak umieściliśmy system.

Krok 5: Kodeks

Otwórz załączony plik.ino za pomocą edytora arduino.

Zanim prześlesz go do NodeMCU, zwróć uwagę na następujące parametry, które możesz chcieć zmienić:

1) const int AirValue = 900; Musisz przetestować tę wartość za pomocą czujnika wilgotności gleby.

Wyjmij czujnik z gleby i sprawdź otrzymaną wartość. Możesz zmienić wartość w kodzie zgodnie.

2) const intWartośćWody = 380; Musisz przetestować tę wartość za pomocą czujnika.

Wyjmij czujnik z ziemi i włóż go do szklanki wody. Sprawdź otrzymaną wartość - Możesz zmienić wartość w kodzie zgodnie.

Po wykonaniu powyższych czynności wystarczy przesłać kod do NodeMCU.

Krok 6: Aplety IFTTT

Jeśli system zdecyduje się na automatyczne nawadnianie ogrodu, wyśle Ci wiadomość e-mail, dzięki czemu będziesz wiedział, że Twój ogród był nawadniany, ponieważ gleba była bardzo sucha.

Zalecamy skonfigurowanie systemu w taki sposób, aby nawadniał tylko w nocy lub przy niskim nasłonecznieniu.

w ten sposób zaoszczędzisz znaczną ilość wody każdego miesiąca!!

W aplikacji Blynk wykorzystaliśmy jeden widget webhooka. Widżet webhooka został użyty do wywołania zdarzenia w apletach IFTTT. IFTTT Data/Czas -> webhooki, wirtualny pin na Blynk zmienia swoją wartość. Który uruchamia funkcję, która wyśle Ci wiadomość, gdy gleba jest bardzo sucha i uruchomiono automatyczne nawadnianie.

Krok 7: Inteligentny ogród - aplikacja BLYNK

Nasza aplikacja BLYNK zawiera następujące funkcje:

1) LCD - wyświetlacz LCD dostarczy Ci istotnych informacji o systemie. Poinformuje Cię, kiedy system uruchomi pompę wodną i nawadnia rośliny.

2) Skala wilgotności gleby - dostarcza informacji o wilgotności gleby.

Skala pokazuje wilgotność w procentach tak, że zero procent reprezentuje średni poziom wilgotności powietrza, a 100 procent reprezentuje wilgotność wody.

Dodaliśmy również słowny opis poziomu wilgotności reprezentowany przez pięć opcji:

A. Bardzo mokry - gdy gleba jest spławiona wodą.

B. Wet - między normalnym a zalanym. Oczekuje się, że taka sytuacja wystąpi przez jakiś czas po nawodnieniu ziemi.

C. Idealny - gdy gleba zawiera idealną ilość wody dla roślin.

D. Dry - Kiedy gleba zaczyna wysychać. Jednak w większości roślin nie ma jeszcze potrzeby nawadniania.

E. Bardzo suche - w tej sytuacji jak najszybsze nawadnianie gleby (należy zwrócić uwagę, że jeśli włączony jest tryb automatycznego nawadniania, system automatycznie nawadnia ogród, gdy gleba jest bardzo sucha).

* Oczywiście idealny poziom wilgotności gleby zależy od konkretnych roślin, które masz w swoim ogrodzie.

* Możesz zmienić poziom wilgotności wody i poziom wilgotności powietrza zgodnie z powyższym opisem.

3) Słoneczna skala - dostarcza informacji o poziomie światła, na które wystawione są rośliny. Potrzebny idealny poziom światła zależy od rodzaju roślin, które masz w swoim ogrodzie.

4) Temp - podaje temperaturę w otoczeniu Twoich roślin.

5) Automatyczne nawadnianie – gdy ten przycisk jest włączony, system automatycznie nawadnia rośliny, gdy wilgotność gleby osiągnie „bardzo suche”.

6) Ilość - naciskając '+' lub '-' możesz wybrać ilość wody (w litrach) do nawadniania roślin.

Krok 8: Symulacja działania systemu

Zobacz system działający na żywo w załączonym filmie !!:)

Zwróć uwagę, że jeśli włączysz automatyczne nawadnianie, system automatycznie nawadnia ogród, gdy tylko gleba stanie się „bardzo sucha”. System można skonfigurować do nawadniania tylko wtedy, gdy słońce nie jest zbyt silne (na przykład późno w nocy), aby woda się nie marnowała!!!

Jeśli system zdecyduje się na automatyczne nawadnianie ogrodu, poinformuje Cię o tym na ekranie LCD aplikacji (jeśli jest otwarty na smartfonie), a także wyśle Ci wiadomość e-mail!

Krok 9: Ulepszenia i plany na przyszłość

Główne wyzwanie

Naszym głównym wyzwaniem było ustalenie, jakich czujników powinniśmy użyć, gdzie je umieścić i jakich wartości końcowych powinniśmy użyć, aby uzyskać najlepsze wyniki.

Ponieważ mieliśmy wiele informacji do wyświetlenia (wilgotność gleby, temperatura, poziom oświetlenia, stan gleby itp.), spędziliśmy dużo czasu, aby nasza aplikacja była tak przejrzysta i jak najbardziej komfortowa.

Na początku pracowaliśmy z przekaźnikiem Rely, który bardzo utrudnił nam życie, wypróbowaliśmy kilka przekaźników i stwierdziliśmy, że NodeMCU i przekaźnik czasami nie są zbyt stabilne, ponieważ WYSOKA wartość cyfrowych pinów wyjść NodeMCU wynosi tylko 3 woltów, gdy przekaźnik działa przy 5V, więc gdy chcieliśmy włączyć pompę i ustawić wyjście D1 na WYSOKIE, przełącznik nie działał tak, jak przekaźnik oczekiwał, że 5V zmieni jego stan.

Gdy tylko zastąpiliśmy tranzystor tranzystorem, mogliśmy z łatwością sterować pompą.

Ograniczenia systemu

Nasz ogród jest mały, nie udało się pomieścić dużej ilości czujników, aby otrzymywać informacje z kilku różnych obszarów naszego ogrodu. Mając więcej czujników i większy ogród, moglibyśmy dowiedzieć się więcej o warunkach panujących w każdym obszarze ogrodu i wykorzystać określone właściwości dla każdego obszaru ogrodu, aby uzyskać najlepsze warunki i leczenie dla jego konkretnych potrzeb, a także dostosować je do automatycznego nawadniania.

Wizja przyszłości

Nasze przyszłe myśli wynikają głównie z ograniczeń systemu. Celem jest wdrożenie tego samego inteligentnego systemu ogrodowego – tylko dużego w większej skali.

Wierzymy, że taki system można dostosować do każdego rodzaju platformy, począwszy od ogrodów prywatnych, a także ogrodów publicznych po przemysł rolniczy, takich jak duże szklarnie i pola uprawne.

Do każdego systemu (w zależności od jego wielkości) zastosujemy więcej czujników. Na przykład:

1. Duża liczba czujników wilgotności gleby: Dzięki dużej liczbie czujników możemy poznać poziom wilgotności w dowolnej określonej części gruntu/gleby.

2. Duża liczba czujników światła: podobnie jak powyżej, nawet tutaj możemy uzyskać więcej niż konkretne na różnych obszarach ogrodu.

Dodając te czujniki, możemy zestawić konkretny zabieg dla każdego rodzaju rośliny w naszym ogrodzie.

Ponieważ różne rodzaje roślin wymagają różnych zabiegów, możemy dostosować każdy obszar naszego ogrodu do innego rodzaju roślin, a dzięki dużej liczbie czujników dopasowujemy konkretną roślinę dokładnie do jej potrzeb. W ten sposób możemy uprawiać różnorodne rośliny na mniejszym terenie.

Kolejną istotną zaletą dużej liczby czujników jest możliwość identyfikacji poziomu wilgoci w glebie i temperatury, blokowanie informacji, kiedy konieczne jest nawadnianie dowolnej części Ziemi i możemy kontrolować nawadnianie tak, aby skutkowało to maksymalna oszczędność wody. Cały ogród musimy podlewać tylko wtedy, gdy tylko niewielka jego część jest sucha, możemy tylko zmienić ten obszar.

3. Podłączenie systemu do głównego kranu z wodą - dzięki temu nie musimy wlewać wody do zbiornika. Ogromną zaletą takiego połączenia jest maksymalna kontrola nad nawadnianiem i ilością wody, jaką otrzymuje każdy obszar gleby, bez obaw o wyczerpanie się wody w zbiorniku.

4. Dedykowana aplikacja dla systemu - Napisanie nowej aplikacji zgodnej z systemem. Z całą naszą miłością אם Aplikacja Blynk, nie możemy jej używać jako głównej aplikacji systemowej. Chcielibyśmy napisać unikalną aplikację do systemu, która dopasuje sterownik i czujniki, z którymi chcemy pracować, aby zapewnić użytkownikowi doskonałe wrażenia.

Napisanie takiej aplikacji da nam możliwość dodania większej liczby funkcji, niż te, które możemy znaleźć w Blynk. Na przykład budowanie profilu użytkownika dla klienta, zbieranie informacji o każdym kliencie i doradzanie mu w sprawie najlepszych i najbardziej wydajnych nieruchomości, które odpowiadają jego potrzebom.

Chcielibyśmy zbudować algorytm, który uczy się wszystkich informacji, które otrzymujemy z różnych czujników i wykorzystuje je, aby zapewnić roślinom jak najlepsze warunki.

Następnie możemy stworzyć internetowy krąg klientów, który jest aktualizowany rekomendacjami i otrzymuje pomoc online w sytuacji problemu w systemie.

Naprawdę uważamy, że taki projekt ma duży potencjał, aby służyć szerokiemu gronu klientów: od osób prywatnych posiadających małe ogrody, poprzez ogrody ozdobne w firmach, które chciałyby łatwo pielęgnować swoje ogrody, oszczędzając wodę i zasoby, aż do rolnicy i duże firmy, którzy posiadają duże pola uprawne i szklarnie oraz poszukują efektywnego i stosunkowo niedrogiego rozwiązania, które dostarczy im najistotniejszych informacji na temat ich produktów, a więc da im przewagę nad rywalami pod względem jakości ich produktów oraz oszczędność kosztów, zarówno wody, jak i wadliwych towarów, które nie zostały odpowiednio potraktowane (na przykład za dużo wody).