Автоматическая система полива растений Arduino: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Встречайте Sprout - современную комнатную сеялку, которая автоматически поливает ваши растения, травы, овощи и т. Д. И произведет революцию в вашей игре о садоводстве.

Он состоит из встроенного резервуара для воды, из которого перекачивается вода, и почва растения остается гидратированной.

Датчик влажности почвы откалиброван таким образом, что он периодически измеряет влажность почвы, тем самым регулируя поток воды. Если почва слишком сухая, водяной насос автоматически включается и выключается, когда влажность почвы достигает желаемого уровня.

Если вы тот человек, который поливает свои растения под водой, Sprout гарантирует, что вам больше никогда не придется беспокоиться о том, что вы снова будете плохим садовником. И если вы относитесь к тому типу людей, которые чрезмерно поливают свои растения, чтобы компенсировать прогулы, это означает, что вам не грозит опасность утопить свои растения или семена.

Емкость резервуара для воды Sprout составляет около 500 мл / 17 жидких унций, что позволяет вам не заботиться о своих растениях в течение месяца, прежде чем потребуется пополнение.

Дополнительную функцию Bluetooth можно использовать для ручного переключения и управления водяным насосом по беспроводной сети со смартфона.

Разработка: вы программист, инженер или дизайнер, у вас есть отличная идея для новой функции / дизайна в Sprout? Может вы новичок или заметили ошибку? Не стесняйтесь брать наш код, схемы, файлы 3D-дизайна и файлы для лазерной резки с Github и возиться с ними.

Росток: GitHub

Шаг 1: Электронный дизайн

Список электронных компонентов: -Arduino Nano: Водяной насос AliExpressDC: AliExpress Датчик влажности почвы: AliExpressHC-05 Модуль Bluetooth: AliExpressLM7805 Регулятор напряжения: AliExpressIRF540 MOSFET: AliExpress 220 Ом Резистор: AliExpressIN4001 Диод: Алиэкспресс. Адаптер переменного тока-12В постоянного тока: AliExpress

Инструменты: - Паяльник: AliExpress Паяльная проволока: AliExpress.

Блок питания

7805 регулирует напряжение питания и снижает его до постоянного 5 В, что делает его пригодным для работы с Arduino и датчиком влажности почвы.

Управление насосом

MOSFET действует как переключатель, которым управляет Arduino. Мы используем полевой МОП-транзистор, поскольку Arduino не может напрямую питать насос постоянного тока. Резистор, подключенный к затвору полевого МОП-транзистора, предотвращает его повреждение. Обратный диод, подключенный к насосу, обеспечивает путь для рассеивания накопленной энергии, когда насос выключен. Анод диода соединен со стоком полевого МОП-транзистора. Катод диода подключен к шине питания 9 В. Источник диода подключен к GND.

Датчик влажности Датчик подает аналоговое значение на Arduino. Пороговый уровень влажности калибруется пользователем в зависимости от типа используемого растения.

Модуль Bluetooth

Использует последовательную связь для передачи данных между Arduino и вашим смартфоном.

Шаг 2: Электронная сборка

Печатная плата 1x Scale, а также вид платы и схема доступны в репозитории GitHub.

Sprout: GitHub / Электроника

Репозиторий также содержит PDF-файл формата A4, который содержит несколько печатных плат на одной странице. Это можно использовать для одновременного изготовления нескольких печатных плат для массового производства.

Спаяйте все компоненты согласно приведенным схемам.

Редактируемые файлы Eagle доступны ниже.

Заказать печатную плату можно здесь: PCBWay

Шаг 3. Программное обеспечение и настройка Bluetooth

Программное обеспечение

Датчик влажности подключается к аналоговому входу Arduino. Пороговое значение определяет, должен ли насос быть включен / выключен.

Вы можете найти код в Sprout: GitHub / Code

Не стесняйтесь изменять и вносить вклад в репозиторий GitHub.

Приложение для смартфона и конфигурация Bluetooth

Модуль Bluetooth HC-05 является промежуточным звеном между смартфоном и Arduino. Он использует последовательную связь для отправки данных со смартфона на Arduino и действует как пульт дистанционного управления.

Приложение передает значение «48» или «49», которые представляют «ВКЛ» и «ВЫКЛ» соответственно. Таким образом, насосом можно управлять по беспроводной сети.

Просто откройте приложение, просканируйте обнаруживаемые устройства и выполните сопряжение с модулем HC-05. затем нажмите «Переключить режим» и переключите экранную кнопку.

Приложение доступно в приложении Bluetooth.

Шаг 4: Механический дизайн

Основной корпус Sprout представляет собой коробку размером 30 см X 15 см X 19 см, изготовленную из МДФ.

Все этапы проектирования механической части четко продемонстрированы в видеоролике, прилагаемом в начале руководства. Вы также можете проверить это на Sprout: Video / Mechanical Design

Коробка разделена на две части:

1. Большой раздел содержит почву и растения.
2. Меньшая секция дополнительно разделена на две дополнительные секции, так что одна секция содержит монтажную плату, а другая - резервуар для воды.

Резервуар для воды представляет собой пластиковую бутылку емкостью 500 мл.

Коробка из МДФ имеет 8 отдельных соединяющихся поверхностей, которые можно вырезать лазером и вставить друг в друга.

Файлы лазерной резки, файл Fusion 360 Design (файл 3D-дизайна), изометрические и ортогональные виды каждой грани можно найти на Sprout: GitHub / Mechanical Design

Вы также можете найти редактируемые файлы Illustrator в репозитории GitHub, которые можно изменить в соответствии с вашими конкретными требованиями / размерами, а затем можно вырезать лазером.

Шаг 5: Механическая сборка: подготовка бутылки

Резервуар для воды представляет собой пластиковую бутылку емкостью 500 мл. Для этого можно использовать обычную пластиковую бутылку из-под газировки объемом 500 мл.

Максимальный диаметр бутылки должен составлять 74 мм. Максимальный диаметр крышки бутылки должен быть 50 мм. Максимальная высота от дна бутылки до самой нижней части крышки должна составлять 18,5 см.

Бутылку необходимо обрезать примерно на 50 мм над ее основанием, чтобы в нее можно было поместить насос. В бутылке необходимо прорезать отверстия так, чтобы выходная труба и провода питания могли проходить через бутылку.

После того, как выпускная труба и провода будут вынуты через соответствующие отверстия, бутылку можно снова закрыть. Чтобы запечатать бутылку, мы должны использовать эпоксидный компаунд, который затвердеет в течение нескольких часов. Это предотвратит вытекание воды.

Воду можно долить через верхнюю часть бутылки, просто открыв крышку.

Шаг 6: Механическая сборка: подготовка коробки

После успешной лазерной резки 8 разных сторон коробки нанесите несколько слоев высококачественного лака для дерева на каждую сторону каждой стороны. Это сделает его водоотталкивающим и устойчивым к влаге и влажности.

Установите разъем питания на заднюю панель и подключите его к монтажной плате.

Установите печатную плату на заднюю панель коробки так, чтобы она соответствовала соответствующему разделу.

Протяните выпускную трубу насоса через указанные отверстия так, чтобы она достигла секции с почвой растений. Проделайте то же самое с проводами датчика влажности.

Не забудьте подключить водяной насос к печатной плате, как показано на схеме.

Начните соединять разные грани Коробки и убедитесь, что бутылка плотно прилегает к предназначенному для нее месту.

Нанесите столярный клей или клей, чтобы запечатать всю коробку.

Все эти шаги были продемонстрированы в видео в начале данного руководства.

Шаг 7: Механическая сборка: цемент

Этот шаг определит внешнюю текстуру и окончательную отделку коробки, а также даст сеялке еще одно защитное покрытие.

Нанесите клей на каждую грань коробки. Затем посыпьте клей цементом. Используйте оставшуюся круглую деталь из МДФ, вырезанную из верхней пластины, чтобы разгладить цемент по всей поверхности каждой стороны коробки. Повторите этот шаг для каждой грани коробки, как показано на видео.

После высыхания цемента поливать водой каждые 6 часов в течение 1 дня. Это позволит цементу застыть без трещин, а также предотвратит протекание воды.

Шаг 8: Добавьте почву и растения

Как только цемент затвердеет, заполните ящик землей.

Не забудьте запечатать конец выпускной трубы перед тем, как проделать в ней отверстие для капельницы. Капельница используется для регулирования выхода воды из трубы, чтобы вода не вытекала из сеялки.

Поместите датчик влажности почвы в почву.

Подайте питание через разъем питания на задней панели и убедитесь, что резервуар для воды заполнен до полного уровня.

Проверьте, все ли работает, и все готово.

Финалист в Epilog Challenge 9

Финалист конкурса Arduino Contest 2017