Умный монитор для комнатных растений - знайте, когда вашему растению нужен полив: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Пару месяцев назад я сделал палку для мониторинга влажности почвы, которая питается от батареи и может быть воткнута в почву в горшке с домашним растением, чтобы дать вам некоторую полезную информацию об уровне влажности почвы и мигать светодиодами, чтобы сообщить вам, когда поливать. растение.

Он отлично справляется со своей задачей, но он довольно заметно застрял в кастрюле, и это не самое красивое устройство. Так что это заставило меня задуматься о способе сделать лучше выглядящий монитор для комнатных растений, который мог бы дать вам необходимую информацию с первого взгляда.

Если вам нравится эта инструкция, проголосуйте за нее в конкурсе ремиксов!

Запасы

• Seeeduino XIAO - Купить здесь
• Или Seeeduino XIAO от Amazon - купить здесь
• Емкостной датчик влажности почвы - Купить здесь
• Светодиод RGB 5 мм - Купить здесь
• Резистор 100 Ом - Купить здесь
• Резистор 200 Ом - Купить здесь
• Ленточный кабель - Купить здесь
• Штыри для женских заголовков - Купить здесь
• МДФ 3мм - Купить здесь
• Акрил 3 мм - Купить здесь
• Эпоксидный клей - Купить здесь

Шаг 1: проектирование базы

Поигравшись с парой идей, я подумал о том, чтобы сделать простую круглую основу для комнатного растения, на которой можно будет стоять, похожую на подставку. Основание будет состоять из трех слоев: слоя MDF, затем индикаторного слоя, который загорится, чтобы показать состояние завода, а затем еще одного слоя MDF.

Индикаторный слой будет освещаться светодиодом RGB, который загорится зеленым, когда растению будет достаточно воды, и станет красным, когда растению понадобится вода. Уровни влажности между ними будут разных оттенков желтого / оранжевого, когда светодиод будет переходить с зеленого на красный. Таким образом, зеленовато-желтый цвет означает, что воды еще достаточно, а оранжево-желтый цвет означает, что вам нужно будет полить растение довольно скоро.

Я все еще хотел использовать те же емкостные датчики контроля влажности почвы, которые использовал в первом проекте, так как у меня была пара запасных. Однако на этот раз к нему не будет напрямую подключена электроника, вся обработка будет производиться на базе.

Я решил использовать микроконтроллер Seeeduino XIAO, потому что он очень маленький, совместим с Arduino и стоит всего 5 долларов.

Я начал с измерения основания горшка, чтобы сделать новое основание немного больше. Я разработал компоненты в Inkscape для лазерной резки, а также в формате PDF для печати и резки вручную. Вы можете скачать шаблоны здесь.

Шаг 2: резка акрила и МДФ

Я вырезал компоненты из 3 мм МДФ и 3 мм прозрачного акрила на своем лазерном резаке. Если у вас нет лазерного резака, вы можете распечатать шаблоны PDF и вырезать компоненты вручную. И с МДФ, и с акрилом довольно легко работать.

Чтобы светодиод RGB освещал края акрилового слоя, вам нужно придать им шероховатость с помощью наждачной бумаги. Я использовал наждачную бумагу с зернистостью 240 и отшлифовал все края акрила, пока они не приобрели ровную белую дымку. Неровные края рассеивают свет светодиода и создают впечатление, что акрил светится.

Шаг 3: Сборка основания

Затем склейте слои с помощью эпоксидного клея.

Используйте только небольшое количество эпоксидной смолы, вы не хотите, чтобы она просачивалась с краев на акриловые поверхности, которые вы только что отшлифовали, иначе вам придется отшлифовать их снова.

Используйте небольшие зажимы, чтобы удерживать слои вместе, или поместите их под тяжелый предмет, пока эпоксидная смола застывает.

Шаг 4: Пайка электроники

Пока эпоксидная смола застывает, вы можете спаять компоненты вместе.

Схема довольно проста, у вас только что есть два выхода PWM для управления светодиодом RGB, один для зеленой ножки и один для красной ножки, а затем один аналоговый вход для считывания на выходе датчика.

Вам также понадобится токоограничивающий резистор на каждой из двух ножек светодиода. Зеленый свет этих светодиодов обычно намного ярче красного, поэтому я использовал резистор 220 Ом на зеленой ножке и резистор 100 Ом на красной ножке, чтобы немного лучше сбалансировать цвета.

Предполагается, что эти емкостные датчики влажности почвы могут работать от 3,3 В или 5 В, однако у меня была пара, которые просто ничего не выводят при питании от 3,3 В. Если вы обнаружите, что у вас нет выходного сигнала от вашего датчика, вам может потребоваться запитать его от источника 5 В на Arduino - Vcc. Датчик все равно понижает напряжение, поэтому вы все равно получите выходное напряжение 3,3 В. Будьте осторожны, если вы используете датчик другой модели, так как этот конкретный Arduino может принимать только до 3,3 В на аналоговые входы.

Шаг 5: Установка электроники

Затем вам необходимо установить электронные компоненты в корпус в задней части основания.

Когда я попытался собрать свои компоненты в первый раз, я увидел, что был немного оптимистичен, думая, что я помещу их все в двухслойное пространство, поэтому мне пришлось вырезать дополнительный промежуточный слой.

Вставьте светодиод в отверстие в акриле, убедившись, что самая яркая часть светодиода находится внутри акрилового слоя. Так что не торопитесь.

Затем приклейте Arduino к корпусу, а штырьки разъема - на верхней крышке. Вы можете использовать эпоксидную смолу или клеевой пистолет для этого шага, я использовал клеевой пистолет, так как он схватывается быстрее. Также неплохо покрыть паяные соединения на контактах заголовка клеем, чтобы они не замыкались на ножках светодиода, когда вы его закрываете.

На этом сборка закончилась, осталось только ее запрограммировать.

Шаг 6: программирование Arduino

Набросок довольно простой. Он просто снимает показания датчика влажности почвы, а затем сопоставляет их между влажными и сухими пределами. Затем он использует эти сопоставленные значения для пропорционального управления двумя светодиодами.

Таким образом, красный светодиод горит полностью, а зеленый полностью не горит при высыхании и, наоборот, при влажном состоянии. Промежуточные уровни имеют масштабированные выходы ШИМ, чтобы обеспечить различные оттенки желтого / оранжевого.

В моей первой версии скетча я просто обновил светодиоды с каждым значением, считываемым с датчика. Я заметил, что были некоторые различия в измерениях, и время от времени было значение, которое было значительно выше или ниже, чем другие, что вызывало мерцание / сбой цвета. Поэтому я немного изменил код, чтобы последние десять показаний были усреднены, и это среднее значение скорее влияет на цвет светодиода. Это делает изменения более постепенными и допускает некоторые выбросы без значительного влияния на цвет.

Эти данные можно увидеть в выходных данных последовательного монитора.

Вы можете скачать скетч здесь вместе с полным описанием кода.

Шаг 7: калибровка датчика

Последнее, что нужно сделать перед использованием монитора, - это откалибровать датчик. Вам нужно сделать это, чтобы ваш Arduino знал, при каком уровне влажности вашему растению достаточно воды и при каком уровне влажности ему нужна вода. Это важный шаг, потому что выходные данные каждого датчика немного отличаются в зависимости от положения и типа почвы, и у каждого растения разные требования к поливу.

Лучший способ сделать это - начать с вашего «сухого» растения с таким уровнем влажности почвы, при котором вы ожидаете его поливать.

Поместите растение на основание, вдавите датчик в почву (не погружайте электронные компоненты), а затем вставьте датчик в штыри жатки на основании.

Подключите Arduino к компьютеру и откройте монитор последовательного порта. Вам нужно будет добавить Serial.print (""); строку в код, чтобы распечатать выходные данные вашего датчика на последовательном мониторе, чтобы вы могли видеть необработанные значения. Вы хотите, чтобы новое значение отображалось каждые 1-2 секунды, вы можете изменить это, используя задержку. Вы также можете вывести результат скользящего среднего, если хотите, вам просто нужно немного подождать, чтобы получить стабилизированные значения.

Обратите внимание на среднее значение около 10-20 показаний после их стабилизации, это будет ваша «сухая» уставка.

Как только вы будете довольны показаниями в сухом виде, полейте растение обычным способом. Дайте ему достаточно воды, чтобы он полностью впитался в почву, но не топите его. Теперь сделайте то же самое, что и раньше, и получите среднюю «влажную» уставку.

Обновите две заданные точки в коде, а затем повторно загрузите эскиз, и вы готовы начать правильно использовать базу.

Шаг 8: Использование интеллектуального монитора для комнатных растений

Поскольку вы только что полили растение для его калибровки, дисплей должен быть зеленым. Он начнет медленно желтеть, а затем снова краснеть в течение следующих нескольких дней, когда почва высыхает.

Из-за массива скользящих средних существует небольшая задержка между тем, когда вы поливаете растение, и тем, когда датчик снова становится зеленым. Он должен стать зеленым примерно через 20-30 секунд.

Если вы собираетесь использовать основание в действительно солнечном месте, вы можете добавить второй или третий светодиод и еще один акриловый слой к основанию, чтобы сделать его немного больше и ярче.

Дайте мне знать, что вы думаете об этом мониторе, в разделе комментариев ниже. Что вам нравится и что бы вы изменили?

Как упоминалось ранее, проголосуйте за этот проект в конкурсе ремиксов, если он вам понравился!

Удачи, создавая свои собственные!