Jak zrobić automatyczny system nawadniający za pomocą Arduino: 5 kroków

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

W tej instrukcji pokażę Ci, jak zbudować i wdrożyć automatyczny system nawadniania, który może wykrywać zawartość wody w glebie i automatycznie nawadniać Twój ogród. Ten system można zaprogramować na różne wymagania upraw i wahania sezonowe. Ten system najlepiej nadaje się do techniki nawadniania kropelkowego. Przetestowałem również system pod kątem różnych warunków glebowych i dostępności wody.

Obejrzyj film, do którego prowadzi link, aby ułatwić zrozumienie.

Ten system pomoże Ci automatycznie nawadniać ogród przydomowy lub ogród wewnętrzny i nie musisz się martwić o podlewanie ulubionych roślin w napiętym harmonogramie.

Arduino UNO jest mózgiem tego systemu, a wszystkie czujniki i urządzenia wyświetlające są przez niego sterowane. Czujnik wilgotności służy do odczytu zawartości wilgoci w glebie. Wyświetlacz LCD służy do monitorowania stanu gleby, temperatury otoczenia i stanu zaopatrzenia w wodę (pompa wodna).

Krok 1: Wymagane materiały

1. Arduino UNO
2. Czujnik wilgotności gleby (ze sterownikiem LM393)
3. Czujnik temperatury LM 35
4. Wyświetlacz LCD 16x2
5. Przełącznik poziomu wody
6. Głośnik
7. Przekaźnik 5 V
8. BC547 lub podobne tranzystory NPN
9. Rezystory (patrz schemat obwodu)
10. Potencjometr (10Kohm)
11. 5mm dioda LED
12. Dioda 1N4007
13. Listwy zaciskowe i zaciski śrubowe
14. PCB / Płytka do krojenia chleba
15. Podstawowe narzędzia i zestaw lutowniczy

Krok 2: Zbuduj obwód

Ten obwód może być zbudowany na płytce prototypowej lub na płytce drukowanej. Na chwilową próbę możesz zbudować to na płytce prototypowej. Szczegółowe informacje można znaleźć na schemacie obwodu. Wykonaj połączenie, jak wspomniano poniżej.

PINY ARDUINO

0_N/C

1_N/C

2_LCD-14

3_LCD-13

4_LCD-12

5_LCD-11

6_N/C

7_WODA_POZIOM_STATUSU_LED

8_N/C

9_GŁOŚNIK

10_N/C

11_LCD-6

12_LCD-4

13_DIODA_STATUSU_POMPY)_I_DO_PRZEKAŹNIKA

A0_CZUJNIK WILGOCI GLEBY

A4_LM35_(CZUJNIK_TEMPERATURY)

LCD-1_GND

LCD-5_GND

LCD-2_+Vcc

LCD-3_LCD_JASNOŚĆ

*Zgłoszono błąd dotyczący niestabilnych odczytów temperatury. Proszę unikać czujnika temperatury. Zaktualizuję kod, gdy zostanie rozwiązany.

Krok 3: Zasada działania obwodu

Wartości czujnika wilgotności gleby zależą od oporu gleby. Sterownik LM393 jest podwójnym komparatorem różnicowym, który porównuje napięcie czujnika ze stałym napięciem zasilania 5V.

Wartość tego czujnika waha się od 0 do 1023. 0 oznacza stan najbardziej mokry, a 1023 oznacza stan bardzo suchy.

LM35 to precyzyjne, zintegrowane czujniki temperatury, których napięcie wyjściowe jest liniowo proporcjonalne do temperatury Celsjusza. LM35 działa w temperaturze od -55˚ do +120˚C.

Przełącznik poziomu wody zawiera przełącznik magnetyczny kontaktronowy otoczony pływającym magnesem. Gdy woda jest dostępna, przewodzi.

Arduino odczytuje stan gleby za pomocą czujnika wilgotności gleby. Jeśli gleba jest SUCHA, wykonuje następujące Operacje….

1) Sprawdza dostępność wody za pomocą czujnika poziomu wody.

2) Jeśli woda jest dostępna, pompa zostaje WŁĄCZONA i automatycznie WYŁĄCZONA, gdy dostarczona zostanie wystarczająca ilość wody. Pompa jest napędzana przez obwód sterownika przekaźnika.

3) Jeśli woda jest niedostępna, zostaniesz o tym powiadomiony dźwiękiem.

W innych warunkach pompa pozostaje wyłączona, a stan zabrudzenia (suche, wilgotne, rozmoczone), temperatura i stan pompy są wyświetlane na ekranie LCD.

Krok 4: Kod Arduino

Procedura

• Podłącz Arduino do komputera.
• Pobierz załączony kod i otwórz go.
• Wybierz swój port COM i płytkę Arduino z opcji Narzędzia.
• Kliknij przycisk Prześlij.

Po przesłaniu kodu otwórz monitor szeregowy, który wyświetla wartości czujnika wilgotności gleby w zakresie 0-1023. Przetestuj czujnik pod kątem różnych warunków glebowych i zanotuj wartość czujnika dla najbardziej odpowiednich warunków glebowych i edytuj wartości w kodzie dla swojej aplikacji. Jeśli chcesz zmienić czułość czujnika dla różnych warunków glebowych, zmień wartości 3 warunków omówionych w Kodeksie.

_

Temperatura jest obliczana według następującego wzoru X = ((Wartość czujnika) * 1023,0)/ 5000

Temperatura w stopniach Celsjusza =(X/10)

Krok 5: Implementacja i testowanie

Aby przetestować projekt, można wykonać następujące kroki.

1) Podłącz Arduino do zasilania (5 V) przez USB lub zewnętrzne źródło zasilania.

2) Zakop czujnik wilgoci w glebie. Lepiej umieść czujnik w pobliżu korzeni roślin, aby uzyskać dokładne pomiary. Uwaga: Zaciski przewodów nie są wodoodporne.

3) Podłącz pompę wodną do przekaźnika (zaciski N/O i wspólny) i włącz zasilanie. Zapoznaj się z Obwodem, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat połączenia i pinów.

OSTRZEŻENIE: WYSOKIE NAPIĘCIA. ZROZUMIEĆ OKABLOWANIE PRZED ROZPOCZĘCIEM PRACY

4) Czujnik temperatury można umieścić na samej płytce drukowanej lub na ziemi. Nie zanurzaj czujnika w wodzie.

5) Potencjometr można zmieniać, aby dostosować jasność LCD.

6) Umieść czujnik poziomu wody w pojemniku/zbiorniku na wodę.

Zaimplementowałem to w moim przydomowym ogrodzie i umieściłem czujnik w pobliżu jednej z roślin. Ponadto umieściłem pompę i czujnik poziomu wody w wiadrze z wodą. Na filmie widać, że kiedy wrzucam czujnik poziomu wody do wody, pompa jest włączona, aż gleba stanie się wilgotna.

Chociaż działa to doskonale, w tym projekcie można wprowadzić drobne błędy i ulepszenia. Zgłoszono błąd dotyczący niestabilnych odczytów temperatury, gdy oba czujniki współpracują ze sobą. Zaktualizuję, jeśli błąd zostanie rozwiązany.

Dalsze ulepszenia, które użytkownicy mogą wdrożyć:

• Dodaj funkcję IOT do analizy danych i zdalnego sterowania.
• Zintegruj system z nawadnianiem kropelkowym i wieloma czujnikami w różnych miejscach na polu.
• Zaimprowizuj w działaniu czujnika, aby można go było zastosować w głębokiej glebie.
• Używaj bardziej niezawodnych czujników temperatury.
• Kontrola wilgotności i temperatury w szklarniach.
• Analiza zawartości minerałów w wodzie i stężenia nawozów.

Jeśli natkniesz się na jakiekolwiek wątpliwości lub sugestie, daj mi znać w komentarzach. Jeśli to zbudowałeś, daj mi znać w sekcji komentarzy.

Dziękuję Ci

HS Sandesh

(Kanał Technocrat na Youtube)