Автоматический умный горшок для растений - (сделай сам, 3D-печать, Arduino, самополив, проект): 23 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Привет, Иногда, когда мы уезжаем из дома на несколько дней или очень заняты, домашние растения (несправедливо) страдают, потому что их не поливают, когда они в этом нуждаются. Это мое решение.

Это умный горшок для растений, который включает в себя:

• Встроенный резервуар для воды.
• Датчик для контроля уровня влажности почвы.
• Насос для перекачки воды на завод при необходимости.
• Монитор уровня воды в резервуаре для воды.
• Светодиодный индикатор, сообщающий, когда все в порядке или резервуар для воды почти пуст.

Вся электроника, насосы и резервуар для воды находятся внутри кастрюли, чтобы она выглядела умной. Каждый горшок (если вы делаете более одного) также можно настроить под разные типы растений. У него есть Arduino Nano, контролирующая все, а стоимость компонентов была минимальной.

Шаг 1. Видеоурок

Если вы предпочитаете видео чтению, посмотрите видео выше. В противном случае продолжайте читать, и я проведу вас через создание вашего собственного умного горшка для растений, шаг за шагом.

Шаг 2. Вещи, которые вам понадобятся

Вам понадобится несколько вещей, чтобы построить свою собственную. Вот список предметов и ссылки на то, где их можно найти на Amazon.

• Ардуино Нано: https://geni.us/ArduinoNanoV3 x1
• Погружной мини-насос: https://geni.us/MiniPump x1
• Трубка 5мм: https://geni.us/5mm Трубка 5см стоит
• Транзистор: https://geni.us/2npn2222 1x 2N2222
• Резисторы (1к и 4,7к): https://geni.us/Ufa2s По одному каждого
• Провод: https://geni.us/22AWG Провод для соединения компонентов между собой
• Светодиод 3 мм: https://geni.us/LEDs x1
• Датчик уровня воды: https://geni.us/WaterLevelSensor x1
• Болты: https://geni.us/NutsAndBolts M3 x 10 мм x2
• Датчик влажности почвы: https://geni.us/MoistureSensor x1
• Плата Half Perma-proto: https://geni.us/HalfPermaProto x1
• Нить PLA:

Шаг 3. Распечатайте детали для 3D-печати

Для печати деталей, напечатанных на 3D-принтере, потребуется некоторое время, так что это хорошее место для их начала, пока вы ждете всего, что вы приказали доставить.

Вы найдете файлы САПР, доступные для загрузки здесь:

Я распечатал все свои в PLA с высотой слоя 0,15 мм. Я напечатал «внешний горшок» с тремя периметрами, и это обеспечило мне водонепроницаемость. Перед использованием убедитесь, что печать водонепроницаема, чтобы не повредить какие-либо электронные компоненты. В случае неудачи вы можете попробовать любое из следующего:

• Распечатайте его с большим количеством периметров / стен
• Увеличьте скорость потока экструдера
• Обработайте внутреннюю часть отпечатка каким-нибудь герметиком.

Шаг 4: Подготовьте электронику и электрическую схему

Обратим внимание на электронику. Вам понадобится несколько инструментов, которые помогут собрать и припаять различные электронные компоненты для этого проекта:

• Припой провод
• Паяльник (я использую этот крутой аккумулятор, который недавно получил:
• Кусачки для проволоки
• Рука помощи

Прилагаю схему пайки. Если вы предпочитаете, вы можете пропустить следующие разделы и самостоятельно проследить за диаграммой, хотя, если вы предпочитаете, я сейчас пошагово шаг за шагом рассмотрим ее компонент за компонентом.

Шаг 5: припаяйте Arduino к плате Proto

Сначала мы припаяем Arduino Nano к нашей плате Perma-Prota. По ходу дела я буду называть отверстия на доске Perma-Prota по их координатам, например, отверстие B7. Буквы и цифры для отверстий написаны по краям доски Perma-Proto.

Чтобы разместить Arduino Nano в правильном месте, поместите штифт D12 на Arduino через отверстие H7 на плате прототипа. Затем переверните плату и припаяйте контакты на место.

Шаг 6: Добавьте транзистор и резисторы

Три ножки транзистора хотят пройти через отверстия C24, 25 и 26 на плате. Плоская поверхность транзистора должна быть обращена к центру платы. После того, как вы припаяли это на место, обрежьте излишки длины ноги с другой стороны кусачками.

Резистор 4,7 кОм (цветные полосы становятся желтыми, пурпурными, затем красными) проходит через отверстия A25 и A28.

Резистор на 1 кОм (коричневые, черные, затем красные полосы) проходит через отверстия J18 и J22.

Шаг 7: Подготовьте светодиод и подключите его к плате

Припаяйте отдельный провод длиной 7 см к каждой ножке светодиода. Как только вы это сделаете, используйте изоляционную ленту или термоусадочную пленку, чтобы предотвратить соприкосновение двух ножек и проводов и короткое замыкание нашей цепи в дальнейшем.

Теперь положительный полюс светодиода, который является более длинным из двух, необходимо припаять к отверстию J17 на плате. Затем негатив припаивается к отверстию I22.

Шаг 8: Подготовьте насос

Перед установкой и подключением насоса нам необходимо удлинить его провода. Добавьте еще 13 см на оба провода, идущие от водяного насоса. Опять же, добавьте немного изоляционной ленты на соединения после того, как вы их спаяете.

Шаг 9: Подготовьте датчик уровня воды

На этот раз припаяйте три 20-сантиметровых провода к трем контактам датчика уровня воды.

Шаг 10: соедините вместе компоненты, чувствительные к влаге

Прикрепите 10 см к следующим контактам на модуле датчиков влажности:

• D0
• GND
• VCC

Затем припаяйте провод от D0 к J12 на плате Proto, провод заземления к любому месту вдоль шины заземления и, наконец, провод от VCC к отверстию C8.

Затем припаяйте два 25-сантиметровых провода к отрицательному и положительному контактам на другой стороне модуля датчиков.

Шаг 11: Добавьте дополнительные подключения к Proto Board

Используйте короткий провод (зеленый на фотографиях), чтобы соединить отверстия B26 с шиной заземления, а затем другой провод, чтобы подключить нашу шину заземления к контакту заземления Arduino через отверстие A20.

Нам понадобится еще один провод для соединения отверстий C28 и J7.

Шаг 12: приступим к сборке деталей

Используйте термоклей или что-то подобное, чтобы закрепить датчик уровня воды на его крепежной пластине на внутренней стороне внешнего резервуара. Убедитесь, что верхняя часть датчика совпадает с верхней частью монтажной пластины.

Теперь протяните три провода от этого датчика вниз через отверстие, которое вы найдете в боковой части колонны, которая поднимается вверх из нижней части внешнего горшка. Когда они появятся снизу, их можно протянуть. Сейчас также прекрасное время, чтобы обозначить их, пока мы уверены в том, с чем они связаны.

Пока у нас есть клей, мы должны зафиксировать светодиод на месте, протолкнув его через отверстие в подставке и приклеив его туда.

Шаг 13: соберите водяной насос

Мы также можем пропустить провода от нашего водяного насоса через то же отверстие во внешней емкости, что и для датчика уровня воды, а затем пометить провода, когда они выходят с другой стороны.

Теперь возьмите 5-сантиметровую резиновую трубку, прикрепите ее к водяному насосу, а затем другой конец к нижней стороне внутренней емкости.

Затем мы можем осторожно вставить внутренний горшок во внешний. Здесь есть тонкая прорезь для проводов, будьте осторожны, чтобы не зацепиться за провода при сборке этих двух частей.

Шаг 14: Добавьте подставку

Теперь мы можем пропустить все наши маркированные провода через отверстие в подставке, а затем поместить их на стол вверх ногами. Используйте немного горячего клея, чтобы закрепить кастрюлю на подставке и держать ее в центральном положении.

Затем возьмите два провода, идущие от нашего датчика влажности, и протяните их через весь, который проходит через наш умный горшок для растений в другом направлении. Теперь они должны выскочить через верх колонны, а не через маленькое боковое отверстие, которое мы использовали ранее.

Шаг 15: еще немного пайки

Теперь припаяйте провода от водяного насоса к отверстиям B18 и B24.

Провод заземления от датчика воды можно подключить к любому месту вдоль шины заземления. Положительный вывод припаивается к отверстию A8, а провод датчика подключается к A13.

Шаг 16: Организация кабелей

Теперь приклейте модуль датчика влажности почвы к одной из внутренних стен стенда, как показано на фото.

Используя два болта, мы можем вывернуть оставшиеся провода в более аккуратное положение под платой, а затем прикрутить их на место. Убедитесь, что конец Arduino с USB-соединением обращен к отверстию в подставке, через которое может пройти USB-кабель.

Шаг 17: Посадите растение в горшок

Теперь мы можем добавить наше растение.:)

Вы можете проявить творческий подход к выбору растения и среды выращивания. Просто убедитесь, что выпускное отверстие для воды, впускное отверстие и отверстие для проводки очищены от любой питательной среды.

Вы также можете украсить верх чем-то вроде небольшого разноцветного гравия, если хотите.

Шаг 18: Подключите датчик влажности

Теперь мы можем подключить датчик влажности к двум проводам, выходящим из верхней части горшка, а затем вставить его штыри в почву.

Любой излишек проволоки можно засунуть обратно в горшок с растением.

Шаг 19: Загрузите код

Вы найдете код проекта здесь:

После загрузки откройте файл SmartPlant-V1-1.ino в среде Arduino IDE и загрузите его в свое творение. Если все идет хорошо, вы должны увидеть и услышать следующее:

• После завершения загрузки и перезапуска Arduino светодиодный индикатор должен быстро мигнуть пять раз, подтверждая запуск кода.
• Монитор последовательного порта IDE распечатает текущее значение уровня воды.
• Еще через несколько секунд вы должны услышать запуск насоса, поскольку мы еще не откалибровали значения для датчика влажности почвы.
• Затем светодиод должен начать медленно мигать, чтобы предупредить нас о том, что во внутреннем баке нет воды.

Шаг 20: калибровка уровня влажности почвы

На нижней стороне горшка мы прикрепили сенсорный модуль для датчика влажности почвы. На этом модуле есть потенциометр, который мы будем использовать, чтобы установить уровень, который он будет указывать на Arduino как достаточно влажную почву. Для этого проверьте, является ли влажность почвы для растения минимальной, которой вы были бы довольны. Подождите около часа, чтобы влага выровнялась через питательную среду и вокруг датчика.

Затем мы можем использовать небольшую отвертку, чтобы повернуть потенциометр, пока второй индикатор на нем не загорится, на этом этапе остановитесь, а затем поверните его в обратном направлении, пока индикатор не погаснет. Затем он установлен правильно.

Если вам когда-нибудь понадобится отрегулировать уровень влажности почвы, вы это сделаете здесь.

Шаг 21: откалибруйте уровень воды в резервуаре

На этот раз откройте в IDE код Water_Tank_Threshold_Test.ino и загрузите его. Мы будем использовать это в течение короткого времени, чтобы помочь установить правильный пороговый уровень для датчика уровня воды.

После загрузки откройте серийный монитор и медленно начните добавлять воду в резервуар, пока не начнете видеть показания датчика. Остановитесь на этом этапе и подождите, пока показания не станут достаточно стабильными. Запишите среднее значение, которое оно сейчас отображает.

Теперь мы можем повторно загрузить основной код и перейти к переменным вверху, чтобы обновить несколько значений. Сначала мы введем только что записанное значение в переменную WaterLevelThreshold.

Пока мы здесь, мы также можем установить значение интервала проверки на 180 000. Это означает, что уровень влажности почвы будет проверяться каждый час. Для параметра emptyReservoirTimer необходимо установить значение 900. Это означает, что светодиодный индикатор будет медленно мигать в течение 30 минут, чтобы сообщить нам, что нам нужно еще немного воды в резервуаре, прежде чем код продолжит проверку растения, полейте его, если у нас есть вода. ушли, а затем вернемся к попыткам привлечь наше внимание.

Переменная для параметра amountToPump контролирует, сколько воды перекачивается в растение, когда мы его поливаем. Я установил мой на 300, но вы можете отрегулировать его, если вам нужно больше или меньше воды.

Шаг 22: просто добавьте воды

Теперь мы можем наполнить резервуар для воды. Следите за переливным отверстием, показанным на изображении. Когда вы увидите здесь воду, перестаньте наполнять горшок. Это сделано для того, чтобы вы не переполнили внутреннюю электронику.

Шаг 23: Готово

Вот и все - умный горшок для растений готов.:)

Надеюсь, вам понравилось строить свой. Пожалуйста, поделитесь своим творчеством на Thingiverse, мне действительно нравится их видеть:

Поддержите меня на Patreon:

ПОДПИСАТЬСЯ:

Если вы хотите сказать спасибо, подумайте также о том, чтобы купить мне кофе: