Automatyczna doniczka Smart Plant - (DIY, wydruk 3D, Arduino, samonawadnianie, projekt): 23 kroki (ze zdjęciami)

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

Dzień dobry, Czasami, gdy wyjeżdżamy z domu na kilka dni lub jesteśmy bardzo zajęci, rośliny domowe (niesprawiedliwie) cierpią, ponieważ nie są podlewane, gdy tego potrzebują. To jest moje rozwiązanie.

To inteligentna doniczka, która zawiera:

• Wbudowany zbiornik wodny.
• Czujnik do monitorowania wilgotności gleby.
• Pompa do pompowania wody do instalacji w razie potrzeby.
• Monitor poziomu wody w zbiorniku wodnym.
• Dioda LED, która informuje, kiedy wszystko jest w porządku lub czy zbiornik na wodę jest prawie pusty.

Cała elektronika, pompy i zbiornik na wodę znajdują się wewnątrz garnka, aby wyglądał elegancko. Każdą doniczkę (jeśli zrobisz więcej niż jedną) można również ustawić na potrzeby różnych rodzajów roślin. Posiada Arduino Nano kontrolujące wszystko, a koszt komponentów został utrzymany na jak najniższym poziomie.

Krok 1: Samouczek wideo

Jeśli wolisz filmy od czytania, zapoznaj się z powyższym filmem. W przeciwnym razie czytaj dalej, a ja przeprowadzę cię przez proces tworzenia własnej inteligentnej doniczki krok po kroku.

Krok 2: Rzeczy, których będziesz potrzebować

Będziesz potrzebować kilku rzeczy, aby zbudować swój własny. Oto lista przedmiotów wraz z linkami do miejsc, w których można je znaleźć na Amazon.

• Arduino Nano: https://geni.us/ArduinoNanoV3 x1
• Mini pompa głębinowa: https://geni.us/MiniPump x1
• Rurka 5mm: https://geni.us/5mmRura o wartości 5cm
• Tranzystor: https://geni.us/2npn2222 1x 2N2222
• Rezystory (1k i 4,7k): https://geni.us/Ufa2s Jeden z każdego
• Przewód: https://geni.us/22AWGWire do łączenia komponentów razem
• 3mm dioda LED: https://geni.us/LEDs x1
• Czujnik poziomu wody: https://geni.us/WaterLevelSensor x1
• Śruby: https://geni.us/NutsAndBolts M3 x 10mm x2
• Czujnik wilgotności gleby: https://geni.us/MoistureSensor x1
• Półpłyta Perma-proto: https://geni.us/HalfPermaProto x1
• Filament PLA:

Krok 3: Wydrukuj części do druku 3D

Wydrukowanie części 3D zajmie trochę czasu, więc jest to dobre miejsce na rozpoczęcie ich, gdy czekasz na dostawę zamówionych elementów.

Pliki CAD do pobrania znajdziesz tutaj:

Wydrukowałem wszystkie moje w PLA na wysokości warstwy 0,15 mm. Wydrukowałem „doniczkę zewnętrzną” z trzema obwodami, co zapewniło mi wodoszczelność. Sprawdź, czy wydruk jest wodoszczelny przed użyciem, aby upewnić się, że nie ryzykujesz uszkodzenia żadnego z elementów elektronicznych. Jeśli to się nie powiedzie, możesz spróbować jednego z poniższych:

• Wydrukuj go z większą liczbą obwodów/ścian
• Zwiększ prędkość przepływu wytłaczarki
• Potraktuj wnętrze nadruku jakimś rodzajem uszczelniacza

Krok 4: Przygotuj schemat elektroniki i obwodu

Możemy zwrócić uwagę na elektronikę. Będziesz potrzebować kilku narzędzi, które pomogą Ci w montażu i lutowaniu różnych elementów elektronicznych do tego projektu:

• Drut lutowniczy
• Lutownica (używam tej fajnej baterii, którą ostatnio dostałem:
• Nożyce do drutu
• Pomocne dłonie

W załączeniu schemat lutowania. Jeśli wolisz, możesz pominąć kolejne sekcje i samodzielnie postępować zgodnie ze schematem, ale jeśli wolisz, przeprowadzę Cię teraz przez ten komponent komponent po komponencie.

Krok 5: Przylutuj Arduino do płyty Proto

Najpierw przylutujemy Arduino Nano do naszej płytki Perma-Prota. W dalszej części będę odnosić się do otworów na płycie Perma-Prota według ich współrzędnych, takich jak otwór B7. Litery i cyfry otworów są napisane wzdłuż krawędzi płyty Perma-Proto.

Aby ustawić Arduino Nano we właściwym miejscu, umieść pin D12 na Arduino przez otwór H7 na płytce prototypowej. Następnie odwróć płytkę i przylutuj szpilki na miejscu.

Krok 6: Dodaj tranzystor i rezystory

Trzy nogi tranzystora chcą przejść przez otwory C24, 25 i 26 na płytce. Płaska powierzchnia tranzystora powinna być skierowana w stronę środka płytki. Po przylutowaniu tego miejsca, przytnij nadmiar długości nóg z drugiej strony za pomocą przecinaków do drutu.

Rezystor 4,7 kiloomów (pasma kolorów zmieniają kolor na żółty, fioletowy, a następnie czerwony) przechodzi przez otwory A25 i A28.

Rezystor 1 kΩ (brązowy, czarny, potem czerwony) przechodzi przez otwory J18 i J22.

Krok 7: Przygotuj diodę LED i podłącz do płyty

Przylutuj osobny drut o długości 7cm do każdej z nóżek LED. Kiedy już to zrobisz, użyj taśmy izolacyjnej lub termokurczliwej, aby zapobiec stykaniu się dwóch nóg i przewodów i późniejszemu zwarciu naszego obwodu.

Teraz dodatnia noga od diody, dłuższa z dwóch nóg, musi być przylutowana do otworu J17 na płytce. Negatyw jest następnie przylutowany do otworu I22.

Krok 8: Przygotuj pompę

Zanim zainstalujemy i podłączymy pompę musimy przedłużyć jej przewody. Dodaj dodatkowe 13 cm na oba przewody wychodzące z pompy wodnej. Ponownie dodaj trochę taśmy izolacyjnej do połączeń po ich zlutowaniu.

Krok 9: Przygotuj czujnik poziomu wody

Tym razem przylutuj trzy 20cm przewody do trzech pinów czujnika poziomu wody.

Krok 10: Połącz ze sobą elementy wykrywające wilgoć

Przymocuj 10cm do następujących styków na module czujników wilgoci:

• D0
• GND
• VCC

Następnie przylutuj przewód od D0 do J12 na płycie Proto, przewód uziemiający do dowolnego miejsca wzdłuż szyny uziemiającej, a na końcu przewód z VCC do otworu C8.

Następnie przylutuj dwa 25cm przewody do ujemnego i dodatniego pinu po drugiej stronie modułu czujników.

Krok 11: Dodaj dodatkowe połączenia do płyty Proto

Użyj krótkiego przewodu (zielonego na zdjęciach), aby połączyć otwory B26 z szyną uziemiającą, a następnie innym przewodem, aby połączyć naszą szynę uziemiającą z pinem uziemiającym Arduino przez otwór A20.

Potrzebujemy jeszcze jednego przewodu do połączenia otworów C28 i J7.

Krok 12: Zacznijmy montować nasze części

Użyj kleju topliwego lub podobnego, aby zamocować czujnik poziomu wody na płytce mocującej po wewnętrznej stronie garnka zewnętrznego. Upewnij się, że górna część czujnika jest wyrównana z górną częścią płyty montażowej.

Teraz poprowadź trzy przewody z tego czujnika w dół przez otwór, który znajdziesz w boku kolumny, która wznosi się od spodu Doniczki Zewnętrznej. Kiedy pojawią się na dole, możesz je przeciągnąć. Teraz jest również świetny czas, aby je nazwać, gdy jesteśmy pewni, z czym są połączone.

Mając pod ręką nasz klej, powinniśmy zamocować diodę LED, wpychając ją przez otwór w stojaku i przyklejając.

Krok 13: Złóż pompę wodną

Możemy również przeciągnąć przewody z naszej pompy wodnej przez ten sam otwór w garnku zewnętrznym, co w przypadku czujnika poziomu wody, a następnie oznaczyć przewody, gdy wyjdą z drugiej strony.

Teraz weź 5 cm gumowej rurki, przymocuj ją do pompy wodnej, a następnie drugi koniec do spodu doniczki wewnętrznej.

Następnie możemy ostrożnie wsunąć doniczkę wewnętrzną do doniczki zewnętrznej. Jest cienka szczelina, przez którą przechodzą przewody, uważaj, aby nie złapać przewodów podczas montażu tych dwóch części.

Krok 14: Dodaj stojak

Teraz możemy przeciągnąć wszystkie oznaczone przez nas przewody przez otwór w stojaku, a następnie umieścić je na naszym blacie do góry nogami. Użyj kleju topliwego, aby przymocować garnek do stojaka i trzymać go w centralnej pozycji.

Następnie weź dwa przewody wychodzące z naszego czujnika wilgoci i przeciągnij je przez całość, która biegnie przez naszą Smart Plant Pot w przeciwnym kierunku. Powinny one teraz wyskoczyć z góry kolumny zamiast z małego bocznego otworu, którego używaliśmy wcześniej.

Krok 15: Trochę więcej lutowania

Teraz przylutuj przewody od pompy wody do otworów B18 i B24.

Przewód uziemiający z czujnika wody można podłączyć w dowolnym miejscu wzdłuż szyny uziemiającej. Dodatni przewód jest przylutowany do otworu A8, a przewód czujnika jest podłączony do A13.

Krok 16: Zarządzanie kablami

Teraz przyklej moduł czujnika wilgotności gleby do jednej z wewnętrznych ścian stoiska, jak pokazano na zdjęciu.

Za pomocą dwóch śrub możemy wkręcić pozostałe druty w bardziej uporządkowany układ pod płytą, a następnie przykręcić je na miejscu. Upewnij się, że koniec Arduino ze złączem USB jest skierowany w stronę otworu w stojaku, przez który może przejść kabel USB.

Krok 17: Podnieś roślinę

Teraz możemy dodać naszą roślinę.:)

Możesz być tak kreatywny, jak chcesz, wybierając roślinę i podłoże do uprawy. Tylko upewnij się, że wylot wody, wlot i otwór na przewody są wolne od wszelkich podłoży uprawowych.

Jeśli chcesz, możesz również udekorować górę czymś w rodzaju małego kolorowego żwiru.

Krok 18: Podłącz czujnik wilgoci

Teraz możemy podłączyć czujnik wilgoci do dwóch przewodów wychodzących z góry doniczki, a następnie włożyć jego zęby do gleby.

Nadmiar drutu można wepchnąć z powrotem do doniczki.

Krok 19: Prześlij kod

Kod do projektu znajdziesz tutaj:

Po pobraniu otwórz plik „SmartPlant-V1-1.ino” w Arduino IDE i prześlij go do swojego dzieła. Gdy wszystko idzie dobrze, powinieneś zobaczyć i usłyszeć, co się dzieje:

• Po zakończeniu przesyłania i ponownym uruchomieniu Arduino dioda LED powinna szybko zamigać pięć razy, aby potwierdzić, że kod jest uruchomiony.
• Monitor szeregowy IDE wydrukuje aktualny odczyt poziomu wody.
• Po kilku sekundach powinieneś usłyszeć uruchomienie pompy, ponieważ nie skalibrowaliśmy jeszcze wartości czujnika wilgotności gleby.
• Dioda powinna wtedy zacząć powoli migać, aby ostrzec nas, że w wewnętrznym zbiorniku nie ma wody.

Krok 20: Kalibracja poziomu wilgotności gleby

Na spodzie doniczki zamocowaliśmy moduł czujnika do czujnika wilgotności gleby. Ten moduł ma na sobie potencjometr, którego użyjemy do ustawienia poziomu, który będzie oznaczał Arduino, ponieważ gleba jest wystarczająco wilgotna. Aby to zrobić, sprawdź, czy wilgotność gleby jest minimalna, z której będziesz zadowolony. Poczekaj około godziny, aż wilgoć wyrówna się przez podłoże uprawne i wokół czujnika.

Możemy wtedy użyć małego śrubokręta, aby obrócić potencjometr, aż włączy się drugie światło na nim, w tym momencie zatrzymaj się, a następnie przekręć go z powrotem w górę, aż światło po prostu zgaśnie. To jest wtedy ustawione poprawnie.

Jeśli kiedykolwiek będziesz musiał dostosować poziom wilgotności gleby, to właśnie tam to zrobisz.

Krok 21: Kalibracja poziomu wody w zbiorniku

Tym razem otwórz kod „Water_Tank_Threshold_Test.ino” w IDE i prześlij go. Użyjemy tego przez chwilę, aby pomóc w ustawieniu prawidłowego poziomu progowego dla czujnika poziomu wody.

Po załadowaniu otwórz monitor szeregowy i powoli zacznij dodawać wodę do zbiornika, aż zaczniesz widzieć odczyt z czujnika. Zatrzymaj się w tym momencie i poczekaj, aż odczyty staną się dość spójne. Zanotuj średnią wartość, którą teraz wyświetla.

Teraz możemy ponownie przesłać główny kod i przejść do zmiennych na górze, aby zaktualizować kilka wartości. Najpierw wprowadzimy wartość, którą właśnie zanotowaliśmy, do zmiennej „WaterLevelThreshold”.

Skoro tu jesteśmy, możemy również ustawić wartość interwału sprawdzania na 180 000. Oznacza to, że poziom wilgotności gleby będzie sprawdzany co godzinę. Wartość 'emptyReservoirTimer' chce być ustawiona na 900. Oznacza to, że dioda LED będzie powoli migać przez 30 minut, aby poinformować nas, że potrzebujemy więcej wody w zbiorniku, zanim kod będzie kontynuował sprawdzanie instalacji, podlej ją, jeśli mamy wodę odszedł, a następnie wróć do próby przyciągnięcia naszej uwagi.

Zmienna dla „amountToPump” kontroluje, ile wody jest pompowane do rośliny, kiedy ją podlewamy. Ustawiłem mój na 300, ale możesz to zmienić, jeśli potrzebujesz więcej lub mniej wody.

Krok 22: Wystarczy dodać wodę…

Teraz możemy napełnić zbiornik na wodę. Miej oko na otwór przelewowy pokazany na obrazku. Kiedy zobaczysz tutaj wodę, przestań napełniać garnek. To jest tutaj, aby upewnić się, że nie zalejesz wewnętrznej elektroniki.

Krok 23: Koniec

I to wszystko - Smart Plant Pot kompletny.:)

Mam nadzieję, że podobało Ci się budowanie swojego. Rozważ udostępnienie swojej marki na Thingiverse, naprawdę lubię je oglądać:

Wesprzyj mnie na Patreon:

SUBSKRYBUJ:

Jeśli chciałbyś podziękować, rozważ zakup kawy: