Автоматическая система полива растений с использованием Micro: bit: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Проекты Tinkercad »

В этом руководстве я покажу вам, как построить автоматическую систему полива растений, используя бит Micro: bit и некоторые другие небольшие электронные компоненты.

Micro: bit использует датчик влажности для контроля уровня влажности в почве растения, а затем включает небольшой насос для полива растения, если почва становится слишком сухой. Таким образом, о вашем растении всегда будут заботиться, даже если вы о нем забыли или находитесь в отъезде.

Если вам нравится эта инструкция, пожалуйста, проголосуйте за нее в конкурсе Block Code!

Запасы:

• MicroBit - Купить здесь
• Емкостной датчик влажности - Купить здесь
• Насос постоянного тока - Купить здесь
• Релейный модуль - Купить здесь
• Ленточный кабель - Купить здесь
• Контейнеры для хранения (не то же самое, но должны работать) - Купить здесь
• Блок питания - Купить здесь
• Винты M3 - Купить здесь

Я использовал MicroBit версии 2, но этот проект можно сделать и с первой версией.

Шаг 1. Подготовка компонентов

MicroBit - это небольшой программируемый микроконтроллер, который имеет ряд встроенных датчиков и кнопок, что значительно упрощает начало программирования.

Вы можете использовать блочное кодирование для детей и менее опытных программистов, а JavaScript или Python для тех, кто более опытен в программировании и хочет получить от него больше функциональных возможностей. Он также имеет ряд контактов ввода-вывода, доступных для датчиков и устройств по нижнему краю.

Емкостной датчик влажности, который я использую, работает от 3,3 В, что идеально подходит для использования непосредственно с MicroBit.

Примечание. В этих емкостных датчиках обычно указывается, что они работают в диапазоне от 3,3 В до 5 В и выдают максимум 3,3 В, поскольку у них есть встроенный регулятор напряжения. Я обнаружил, что многие более дешевые версии этих датчиков на самом деле не работают с входным напряжением 3,3 В, но требуют 3,5–4 В, прежде чем они фактически «включатся». Будьте осторожны с этим, так как Micro: bit рассчитан только на входное напряжение до 3,3 В.

Насос нужно будет включать и выключать с помощью релейного модуля. Модуль реле переключает питание на насос, чтобы ток не проходил через MicroBit.

Шаг 2: Разработка схемы и кода в TinkerCAD

Я разработал схему и выполнил блочное кодирование в TinkerCAD, поскольку они недавно добавили MicroBit на свою платформу. Блочное кодирование - это действительно простой способ создания базовых программ путем простого перетаскивания функциональных блоков.

Я использовал двигатель постоянного тока для представления насоса и потенциометр для имитации входа датчика влажности, поскольку он также требует тех же трех соединений.

В моей последней версии блочного кода бит Micro: при включении показывает смайлик, а затем начинает каждые 5 секунд снимать показания влажности и отображать их на графике на дисплее. Он также проверяет, ниже ли уровень влажности установленный предел, и если да, то включает насос на 3 секунды. Он продолжает цикл насоса с 5-секундным перерывом между циклами, пока уровень влажности снова не превысит предел.

Я также добавил функции к двум кнопкам, где кнопка A включает насос на 3 секунды для ручного полива растений, а кнопка B показывает значение уровня влажности на дисплее.

Шаг 3: Тестирование схемы и кода

Когда я был доволен симуляцией, запущенной в TinkerCAD, я соединил компоненты вместе на своем столе, чтобы убедиться, что они работают одинаково. Я сделал временные соединения, используя перемычки и зажимы типа «крокодил», чтобы прикрепить их к контактам Micro: bit.

Это было главным образом для проверки того, что бит Micro: считывает правильные значения с датчика и что реле может включаться и выключаться.

Шаг 4: Изготовление резервуара для воды

Когда я был доволен испытательной установкой, я приступил к созданию резервуара для воды, встраиванию компонентов в корпус и выполнению постоянных электрических соединений.

Я нашел эти два контейнера в местном дисконтном магазине. Они складываются вместе, так что я могу использовать нижний как резервуар, а верхний - для размещения электроники.

Чтобы сделать резервуар, мне нужно было установить насос в резервуар так, чтобы впускное отверстие для воды было как можно ближе ко дну, оставив при этом достаточно места для протекания воды. Я приклеил насос на место с помощью клеевого пистолета.

Затем я просверлил отверстия для проводов к мотору и трубки для выхода воды.

Шаг 5: соберите электронику

Я хотел, чтобы MicroBit был установлен на передней части корпуса, чтобы его было легко увидеть, поскольку я использую светодиодный дисплей на передней панели в качестве графика уровня воды.

Я просверлил несколько отверстий в передней части, чтобы удерживать MicroBit и действовать как соединения с выводами ввода-вывода внизу. Я использовал несколько длинных винтов M3 x 20 мм с полукруглой головкой, чтобы вкрутить клеммы на выводах ввода-вывода и подключить к проводке внутри корпуса. Я подключил проводку к винтам, намотав часть оголенной проводки на винты, а затем используя термоусадочную трубку, чтобы удерживать ее на месте.

Я также просверлил отверстия для провода питания к биту Micro:, для розетки питания на задней панели и для проводов насоса и датчика влажности.

Затем я соединил всю проводку, спаял стыки и соединил компоненты внутри корпуса.

Шаг 6: Тестирование системы полива

Теперь, когда все компоненты собраны, пришло время для стендовых испытаний.

Я наполнил бак водой и включил электропитание.

Бит Micro: включился и начал снимать показания. Поскольку датчик влажности не находился в почве, Micro: bit сразу же определил, что «почва» сухая, и включил насос.

Похоже, что все работает правильно, и мы можем опробовать это на заводе.

Шаг 7: Настройка системы полива на растении

Чтобы установить Micro: bit на растении, я вставил датчик влажности в почву, убедившись, что электроника находится выше уровня почвы. Затем я расположил выпускное отверстие для воды над центром почвы, чтобы вода равномерно распределялась по корням растения.

Шаг 8: Использование автоматической системы полива растений

График на лицевой стороне показывает уровень влажности, измеряемый датчиком по мере высыхания почвы. Когда он становится ниже порогового значения, установленного в коде, насос автоматически включается с 3-секундными интервалами, пока уровень влажности снова не поднимется выше порогового значения. Вы должны быстро заметить, что уровень влажности почвы снова повысится после того, как насос будет запущен.

Вы также можете нажать кнопку A на передней панели MicroBit, чтобы включить насос на 3 секунды и полить растение вручную.

Вы даже можете связать несколько MicroBit вместе, используя их радиосвязь, чтобы просматривать уровень влажности вашего растения из другой комнаты или поливать их удаленно. Хорошей идеей было бы использовать отдельный бит Micro: bit в качестве панели управления и центра управления для пары других битов Micro:, работающих как системы автоматического полива растений.

Вы построили что-нибудь с использованием Micro: bit? Дайте мне знать в разделе комментариев.

Также не забудьте проголосовать за эту инструкцию в конкурсе по блок-кодам, если она вам понравилась!

Второй приз в конкурсе блочных кодов