Zielony kciuk: 6 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Green Thumb to projekt Internetu Rzeczy w sektorze rolniczym stworzony dla mojej klasy. Chciałem zbudować coś specjalnie dla krajów rozwijających się, a po moich badaniach dowiedziałem się, że kraje afrykańskie mają tylko 6% nawadnianych gruntów rolnych na kontynencie, są słaba technologia, mniejsza niezawodność gospodarki wodnej lub nawadniania, co prowadzi do mniejszej wydajności. W Zambii stwierdzono, że drobni rolnicy, którzy byli w stanie uprawiać warzywa w porze suchej, zarabiali o 35% więcej niż ci, którzy tego nie robili.

Większość istniejących systemów kosztuje ponad 200 dolarów, co jest drogie i na pewno niedostępne dla drobnych rolników. Rolnicy w tych krajach rozwijających się już podejmują wysiłki na rzecz systemu gospodarki wodnej na małą skalę.

Celem Green Thumb jest zapewnienie rolnikom w Afryce opłacalnego, indywidualnego systemu nawadniania na małą skalę, który pomoże im w inteligentnym nawadnianiu i technikach zarządzania wodą w celu zwiększenia ilości ich produktów

Krok 1: Krok 1: Wdrożenie czujników wilgoci w zakładzie

Wybór rośliny: Potrzebowałem rośliny do monitorowania w trakcie mojego projektu, ponieważ wiele krajów afrykańskich uprawia bakłażany, skończyło się na tym, że dostałem mały bakłażan z domowego magazynu do eksperymentowania.

Czujniki wilgoci: Aby monitorować zawartość wilgoci w roślinie, musisz stworzyć opłacalny czujnik, który mógłby to zrobić.

Potrzebne komponenty:

1. Gwoździe ocynkowane - 2

2. Przewody jednożyłowe - kilka z nich

3. Cząstek boru - 1

4. Rezystor (220 omów lub dowolna inna wartość) - 1

5. Deska do krojenia chleba

Weź 2 gwoździe ocynkowane i przylutuj je do drutów jednożyłowych.

Wykonaj następujące połączenie na płytce prototypowej.

Podłącz jeden z gwoździ do pinu analogowego, a drugi do pinu cyfrowego. Trzymaj gwoździe w odległości 3 cm, może to być dowolna odległość, o ile jest stała, ponieważ odległość między 2 gwoździami może zmienić odczyty.

Napisz następujący kod w swoim Particle Boron IDE i sflashuj kod

Włóż gwoździe do swojej instalacji, powinny wyświetlać odczyty na monitorze szeregowym lub konsoli.

Oto krótki przewodnik dotyczący konfiguracji Borona.

Krok 2: Krok 2: Zbieranie odczytów czujnika wilgotności

Następnym krokiem było zebranie wszystkich odczytów w dokumencie Excela w celu monitorowania przez IFTTT.

1. Odwiedź IFTTT i załóż konto (jeśli jeszcze nie masz) lub zaloguj się. IFTTT (jeśli to, to tamto) to bezpłatna usługa internetowa do tworzenia łańcuchów prostych instrukcji warunkowych zwanych apletami.

2. Przejdź do -> Moje aplety, kliknij -> Nowe aplety

3. dla +this - wybierz Cząstka -> wybierz 'Nowe Opublikowane Zdarzenie' -> Wpisz 'PlantData' jako nazwę zdarzenia, dla którego ma zostać wyzwolony IFTTT

4. dla +wybierz arkusze Google -> wybierz „Dodaj wiersz do arkusza kalkulacyjnego” -> Wpisz nazwę arkusza kalkulacyjnego, który ma zostać utworzony -> kliknij „Utwórz działanie”

5. Więc kiedy cząstka opublikuje zdarzenie „PlantData”, nowy wiersz danych zostanie dodany do arkusza kalkulacyjnego na dysku Google.

Krok 3: Krok 3: Analiza danych

Możesz pobrać plik Excel i pobrać próbki danych. Sporządziłem wykresy liniowe danych zbieranych co pół godziny i stwierdziłem, że odczyty nie zmieniły się zbytnio w danym czasie. Czujniki gwoździa dawały dość wiarygodne odczyty.

Odczyt zwykle wahał się między 1500-1000, ilekroć trzeba było go podlewać.

Tak więc, biorąc pod uwagę próg 1500, możemy powiedzieć, że gdy odczyt jest mniejszy niż 1500, roślina jest w fazie więdnięcia i system może odpowiedzieć w ciągu około 5-10 minut, podlewając rośliny.

Ponadto, ponieważ wcześniej dane były zbierane co milisekundę, powoduje korozję paznokci.

Gdy dane są monitorowane i widzimy, że nie ma dużych wahań w odczytach, czujnik można zasilać co godzinę, zbierać odczyt i sprawdzać, czy jest poniżej progu.

Dzięki temu czujniki paznokci będą działać dłużej.

Krok 4: Krok 4: Tworzenie wielu czujników i komunikacja przez siatkę

Cały obszar gospodarstwa można podzielić na wiele regionów, które mogą być monitorowane przez poszczególne czujniki. Wszystkie te czujniki mogą komunikować się z „systemem głównym”, który steruje pompą wodną.

„Główny system” ma Cząsteczkowy Bor - jest komórkowy, dzięki czemu może komunikować się w miejscach bez WiFi.

Poszczególne czujniki mają ksenon cząstek, komunikują się z Borem tworząc lokalną sieć mesh.

Oto krótki przewodnik dotyczący dodawania Xenon do istniejącej sieci Mesh.

Tutaj zrobiłem 2 czujniki. Przenieś cały obwód na płytę prototypową.

Przetestuj poniższy kod, aby sprawdzić, czy komunikacja Mesh działa.

Krok 5: Krok 5: Kompletna fizyczna forma czujników

Elektronika czujników wymaga skrzynki, którą można zastosować w polu. Ponieważ system musiał być opłacalny, przewidziałem wydatki na elektronikę przy jednoczesnej oszczędności kosztów jej fizycznej postaci. Fizyczne pudełko, w którym należy umieścić czujnik, może być wykonane przez rolnika lub lokalnie wyprodukowane w Afryce z ich surowców. Rolnik może również użyć dowolnego dostępnego mu materiału i umieścić w nim elektronikę.

Prototypuję z tektury, którą można uodpornić na działanie wody poprzez lakierowanie.

Zrób pudełko o szerokości 8,5 cm, szerokości 6,5 cm i wysokości 5,5 cm. Wytnij te wymiary z tektury. Zrób na dole 2 otwory oddalone od siebie o 3 cm na czujniki. Przyklej kartonowe pudła pistoletem do kleju.

Zrób 2 warstwy tektury o wymiarach 8,5 cm x 6,5 cm, które wejdą do pudełka. Wytnij w tych warstwach otwór, przez który będą mogły przejść przewody.

Gwoździe przeszły przez dziury. Na wierzchu umieszczana jest tekturowa warstwa z płytą prototypową. Zaciski krokodylkowe służą do łączenia gwoździ z obwodem, dzięki czemu gwoździe te można łatwo odłączyć od obwodu.

Druga warstwa tektury na wierzchu ma baterię LIPO, która zasila ksenony.

Warstwy te można usunąć, podnosząc je za pomocą wyciętych otworów, a gwoździe można łatwo wymienić, dzięki czemu system jest łatwy w utrzymaniu i montażu.

Krok 6: Krok 6: Ostateczna implementacja

Podzieliłem skrzynkę pełną gleby na 3 części, jedną z wodą maksymalną, drugą ze średnią zawartością wody i trzecią glebę suchą.

Każdy czujnik umieszczony w jednej z 3 części pudełka przekazuje odczyt do boru, który podejmuje decyzję, czy dany obszar wymaga podlewania. Jest to sygnalizowane przez diodę LED odpowiadającą każdemu czujnikowi.

Czujnik byłby zasilany co godzinę.