Irygator do roślin Arduino, bez kodu: 11 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

W tej instrukcji zbudujemy robota do podlewania, który nawadnia rośliny w ciągu dnia, gdy gleba jest wystarczająco sucha. Jest to klasyczny projekt oparty na Arduino, ale tym razem korzystamy z wizualnego języka programowania XOD, co sprawia, że proces programowania jest dość wyraźny.

Krok 1: Makijaż robota

Zanurzalna pompa wodna dostarcza wodę do rośliny, gdy gleba jest sucha. Jego wilgotność mierzymy za pomocą czujnika wilgotności gleby.

Nie chcemy podlewać naszej rośliny w nocy, dlatego czujnik jasności sprawdza, czy jest dzień.

Aby zapewnić bezpieczną pracę pompy, jako czujnik poziomu wody stosujemy inny czujnik wilgotności gleby.

Język wizualny robota jest lakoniczny: czerwona dioda LED oznacza „brak wody, nie można nawadniać”, zielona dioda oznacza „pracuję, mierzę wskaźniki środowiskowe, jestem gotowa do nawadniania w razie potrzeby”.

Płytka Iskra Neo (Arduino Leonardo) steruje wszystkimi modułami.

Krok 2: Montaż modułów elektronicznych

Zastosowane moduły:

• Płytka Iskra Neo (Arduino Leonardo)
• Osłona gniazda
• Czujnik wilgotności gleby (x2)
• Czujnik jasności
• Moduł LED (x2)
• Pompa
• Wtyczka ścienna (6-9V DC)

Zwróć uwagę na obwód zasilania:

• Użyj zworki, aby magistrala V2 na osłonie gniazda korzystała z zasilania Vin (bezpośrednio z wtyczki)
• Umieść moduł MOSFET na dowolnym slocie V2 z założoną zworką V=P+
• Upewnij się, że inne moduły korzystają z magistrali zasilającej V1 (która jest 5 V Arduino)

Najlepszą praktyką jest podłączenie czujników wilgotności gleby przez kilka kolejnych tranzystorów MOSFET i regularne ich odczytywanie, aby uniknąć korozji elektrolitycznej, ale niech robot będzie prosty.

Krok 3: Zrozumienie przepływu pracy

Sprawdź schemat od dołu do góry!

• Pompa jest włączana, gdy spełnione są zarówno warunki „klimatyczne” jak i „wodne”
• Stan wody oznacza, że w zbiorniku jest wystarczająca ilość wody, jeśli tak nie jest to zapala się „dioda braku wody” i wynik koniunkcji dla warunków klimatycznych i wodnych staje się fałszywy
• Warunki klimatyczne są również złożone: to prawda, jeśli spełnione są zarówno warunki glebowe, jak i oświetleniowe
• Stan gleby opiera się na porównaniu aktualnego poziomu wilgotności gleby z wcześniej określoną wartością progową Stan jasności jest podobny do stanu gleby, ale zamiast tego mierzy jasność

Krok 4: Uzyskanie wartości progowych

Progi czujnika (dane przykładowe, mogą się różnić w Twoim przypadku):

• Wilgotność gleby: 0,15
• Jasność: 0,58
• Woda: 0,2

Jak wykonać pomiary (dla wersji XOD bez funkcji Serial):

1. Pobierz i zainstaluj Arduino IDE
2. Otwórz plik-Przykłady-01. Basics-AnalogReadSerial przykład
3. Zmień "opóźnienie(1);" na "opóźnienie(250);"
4. Podłącz płytę. Upewnij się, że model płyty i port są wybrane w menu Serwis
5. Powtórz dla każdego czujnika:

• Sprawdź numer pinu w "int sensorValue = analogRead(A0);" i zmień A0 na A3 i A2 odpowiednio dla czujników jasności i wody (jeśli zmontowałeś urządzenie zgodnie ze schematem)
• Prześlij szkic Otwórz Service-Serial Monitor, upewnij się, że w prawym dolnym rogu wybrano 9600 bodów i obserwuj, jak pomiary na żywo zmieniają się w miarę dostosowywania środowiska czujnika
• Wybierz wartość pomiędzy zarejestrowanym minimum a maksimum (bliżej minimum dla czujnika jasności), podziel ją przez 1023 i użyj wyniku w swojej łatce

Krok 5: Podstawy XOD

• Pobierz i zainstaluj XOD IDE
• Program XOD nazywa się łatką; budujemy go w obszarze z kilkoma rowkowanymi rzędami po prawej stronie.
• Przy pierwszym uruchomieniu możesz natknąć się na wbudowaną łatkę samouczka.
• Łatka składa się z węzłów, połączonych ogniwami za pomocą kołków.
• Każdy węzeł reprezentuje albo fizyczne urządzenie/sygnał, albo element danych, podczas gdy łącza kontrolują przepływ danych.
• Kliknij dwukrotnie puste miejsce w łacie lub naciśnij klawisz „i”, aby otworzyć okno szybkiego wyszukiwania, w którym można znaleźć węzły według ich nazw lub opisów.
• Użyj przeglądarki projektów w lewym górnym rogu, aby zbadać poprawki.
• Zaznacz węzeł i wyświetl/edytuj jego właściwości w inspektorze w lewym dolnym rogu.
• Aby samemu wypróbować XODing, kliknij Plik-Nowy projekt i utwórz pustą łatkę.
• Możesz wrócić do samouczka w dowolnym momencie, otwierając menu Pomoc.

Krok 6: Łatka irygatora

Użyj łatki (basic-irrgator.xodball) lub zbuduj ją samodzielnie według schematu.

Zauważ, że dostarczona poprawka została już utworzona, więc niektóre węzły zostały zaktualizowane w IDE:

• Węzły „analog-input” są teraz przestarzałe, zamiast tego użyj „analog-read”
• Węzeł „led” ma teraz więcej funkcji

Chociaż progi są tylko stałymi liczbami, nie umieszczam ich w polach właściwości węzłów porównania, ale dodaję jawne węzły o stałej liczbie, aby podkreślić, że te wartości mogą być oceniane inaczej. Na przykład może istnieć aplikacja mobilna, która pozwala właścicielowi dostosować te wartości, aby zamiast węzłów o stałej liczbie istniał inny węzeł „pobieranie z aplikacji”.

Krok 7: Wdrożenie

• Gdy łatka jest gotowa, kliknij Wdróż, Prześlij do Arduino.
• Podłącz płytę.
• Sprawdź model płyty i port szeregowy w menu rozwijanych, a następnie kliknij Prześlij.
• To może zająć chwilę; Wymagane jest połączenie z Internetem.
• Jeśli korzystasz z przeglądarki XOD IDE, użyj Arduino IDE, aby wgrać program na płytkę.
• Jeśli masz problemy z przesłaniem łatki, zapoznaj się z forum XOD

Krok 8: Czas budowy

Użyj odpowiednich części, aby wykonać obudowę lub zaprojektować robota i samodzielnie wydrukować je w 3D. W najgorszym wypadku wystarczy wrzucić pompę i czujnik do zbiornika na wodę i przykleić czujnik gleby tam, gdzie należy. Rozważ zrobienie zasłony na czujnik jasności, ponieważ nasze diody LED mogą oślepić czujnik i źle ocenią porę nocną.

Krok 9: Umieszczenie czujnika poziomu wody

Jeśli używasz czujnika wilgotności gleby do sprawdzania poziomu wody, upewnij się, że jego złota powłoka znajduje się nad wodą, a jego końcówki omijają wodę wcześniej niż górna część pompy.

Krok 10: Testowanie

Gdy twój robot jest gotowy, progi są mierzone i kodowane w łatce, a ta ostatnia jest wgrywana na płytkę, czas przetestować wszystkie możliwe przypadki.

• Osuszyć czujnik poziomu wody. Powinna świecić tylko czerwona dioda LED. Nawet jeśli gleba jest sucha, a pomieszczenie jest jednocześnie oświetlone, pompa nie powinna się uruchomić.
• Teraz dodaj wodę, ale najpierw zakryj czujnik jasności, aby sucha gleba i obecność wody nie zmusiły robota do nawadniania w nocy.
• Na koniec pozwól robotowi podlewać Twoją roślinę. Powinno się zatrzymać, gdy gleba jest wystarczająco wilgotna.
• Wyjmij czujnik gleby, aby powtórzyć nawadnianie (dla pewności).

Krok 11: Ciesz się i ulepszaj

Teraz, gdy podstawowy irygator jest gotowy, rozważ kilka opcji poprawy:

• Ponownie okablować czujniki wilgotności gleby, aby uniknąć korozji
• Dodaj inne pomiary środowiskowe, np. wilgotność powietrza
• Zrób harmonogram w czasie rzeczywistym
• Umieść robota w trybie online, aby zdalnie go monitorować i sterować