Jardí interior Arduino: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Jardinar a l’edat moderna significa fer les coses més complicades i feixugues, amb electrons, bits i bytes. Combinar microcontroladors i jardineria és una idea molt popular. Crec que això és degut a que els jardins tenen entrades i sortides molt senzilles que són fàcils d’embolicar el cap. Suposo que la gent (inclòs jo mateix) veig una afició notòriament senzilla i relaxada i no pot deixar de sentir-se obligada a complicar-la excessivament.

En aquest projecte us mostraré com construir una versió més senzilla del jardí interior amb la placa Arduino Dev.

Us proporciono una guia pas a pas completa per mostrar-vos com fer el vostre bell jardí i us explico amb detalls les parts de maquinari i de programari per convertir aquesta guia en la forma més senzilla que us porti a provar habilitats pròpies en la fabricació electrònica. Aquest projecte és tan útil per fer-ho especialment després d’aconseguir el PCB personalitzat que hem encarregat a JLCPCB per millorar l’aspecte del nostre cotxe. A més, hi ha prou documents i codis en aquesta guia que us permetran crear el vostre sistema de jardí automàtic.

Hem fet aquest projecte en només 7 dies, només tres dies per acabar la fabricació del maquinari i el muntatge, i després 4 dies per preparar el codi i l'aplicació per a Android. per controlar el jardí. Abans de començar anem a veure primer

Què aprendreu d’aquest tutorial:

• Escollir els components adequats en funció de les funcionalitats del vostre projecte
• Realització del circuit per connectar tots els components escollits
• Muntar totes les parts del projecte i començar a provar
• Utilitzant l'aplicació Android. per connectar-se mitjançant Bluetooth i començar a manipular el sistema

Pas 1: què és un jardí interior?

La majoria de plantes tenen necessitats senzilles. A mesura que van els hostes, són relativament poc exigents. Només hi ha tres coses bàsiques que heu d’entendre abans de decidir convidar una planta a casa: llum, aigua i aire. Si podeu dominar aquests quatre elements, des de la perspectiva d’una planta, podeu crear un jardí interior a qualsevol lloc del món i durant qualsevol estació de l’any.

• Llum: la majoria de les plantes del jardí necessiten almenys sis hores de llum al dia. Però ha de ser una bona llum. Si poseu la mà davant de la finestra i no fa ombra, és probable que la llum no sigui adequada perquè la majoria de plantes puguin fer una vida feliç. Tot i això, sempre podeu complementar les condicions de poca llum amb llums de cultiu. Si teniu una llum natural modesta a casa i no voleu molestar-vos amb una il·luminació especial, enganxeu-vos a les plantes que normalment necessiten poca llum o proveu de traslladar el vostre jardí a un davall de sol assolellat.
• Aigua: les plantes necessiten condicions properes a les dels seus hàbitats nadius. Una planta que cridi el desert a casa necessitarà un reg menys freqüent que una planta que viu en un pantà. Conèixer quines condicions d'aigua prefereix una planta és un bon primer pas per mantenir un jardí interior reeixit. És més fàcil del que es pensa perquè les plantes en si mateixes sovint us donaran pistes. Les plantes amb fulles gruixudes de goma són acumuladores d’aigua i normalment poden sobreviure amb menys aigua que les plantes de fulles fines i delicades. Si no us agrada regar les vostres plantes, trieu varietats que puguin prosperar menys o escolliu tests amb embassaments amagats per reduir les tasques de reg.
• Aire: com a subproducte de la fotosíntesi, les plantes produeixen oxigen i filtren els gasos desagradables, com el formaldehid, des de l’entorn domèstic a través de les seves fulles. Per mantenir les plantes sanes, cal mantenir les fulles netes i mantenir l’aire que les envolta en moviment i humit. Per fer-ho, podeu col·locar-los en un lloc amb bon flux d’aire o proporcionar-los un petit ventilador.

Faré un sistema basat en Arduino per supervisar l’estat de temperatura i humitat de la meva planta i proporcionar automàticament les seves necessitats necessàries com intensitat de llum, aigua i aire pur pur i, per fer-ho, necessito uns sensors per controlar alguns actuadors. Per exemple, controlaré la intensitat de la llum en funció dels senyals rebuts del sensor de brillantor de la llum, igual per regar, he utilitzat un sensor d’humitat per encendre i apagar una bomba d’aigua i un sensor de temperatura / humitat per controlar i apagar els ventiladors de 12V CC.

Pas 2: Sensors i actuadors

Fer aquest sistema és el muntatge d’alguns sensors i actuadors per tal d’accedir a les dades físiques de la planta i poder trobar quina cosa sol·licita la planta i quan s’ha de subministrar.

Aquest és el motiu pel qual hauríeu d’utilitzar alguns sensors i actuadors connectats a una sola placa Arduino:

Sensors

1. Sensor de llum BH1750: BH1750FVI és un sensor de llum digital, que és un IC digital de sensor de llum ambiental per a la interfície de bus I2C. Aquest CI és el més adequat per obtenir les dades de llum ambiental per ajustar la potència de retroiluminació del LCD i del teclat del telèfon mòbil. És possible detectar un ampli rang a alta resolució. (1 - 65535 lx).
2. Sensor d'humitat del sòl: els sensors d'humitat que mesuren la resistència o la conductivitat a través de la matriu del sòl entre dos contactes són essencialment brossa. En primer lloc, la resistència no és un indicador molt bo del contingut d’humitat, perquè depèn en gran mesura de diversos factors que poden variar d’un jardí a l’altre, inclosos els pH del sòl, els sòlids dissolts a l’aigua i la temperatura. En segon lloc, la majoria són de mala qualitat amb contactes que es corroixen fàcilment. En la seva major part, tindríeu la sort d’aconseguir-ne una durant tota una temporada.
3. Sensor de temperatura i humitat: el DHT11 és un sensor digital de temperatura i humitat bàsic i de baix cost. Utilitza un sensor d’humitat capacitiu i un termistor per mesurar l’aire circumdant i escup un senyal digital al pin de dades (no calen pins d’entrada analògics). És bastant senzill d’utilitzar, però requereix un temps acurat per agafar dades. L’únic inconvenient real d’aquest sensor és que només se’n poden obtenir dades noves un cop cada 2 segons, de manera que quan feu servir la nostra biblioteca, les lectures del sensor poden tenir una antiguitat de fins a 2 segons.

Actuadors

1. LED blanc clar: un díode emissor de llum (LED) és una font de llum semiconductora de dos cables. És un díode d'unió p-n que emet llum quan s'activa. [5] Quan s’aplica una tensió adequada als cables, els electrons són capaços de recombinar-se amb forats d’electrons dins del dispositiu, alliberant energia en forma de fotons.
2. Bomba d’aigua: una bomba és un dispositiu que mou líquids (líquids o gasos), o de vegades purins, per acció mecànica. Les bombes es poden classificar en tres grans grups segons el mètode que utilitzen per moure el fluid: elevació directa, desplaçament i bombes de gravetat. Les bombes funcionen mitjançant algun mecanisme (normalment alternatiu o rotatiu) i consumeixen energia per realitzar treballs mecànics movent la fluid. Les bombes funcionen a través de moltes fonts d'energia, incloses les operacions manuals, l'electricitat, els motors o l'energia eòlica, de diverses mides, des de microscòpiques per a ús en aplicacions mèdiques fins a grans bombes industrials.
3. Ventilador de refrigeració DC 12V: és important entendre les tècniques de refrigeració que es poden utilitzar per preservar la vida de la vostra planta movent aire fresc per la planta quan calgui mantenir-la en condicions saludables.

Pas 3: fabricació de PCB (produït per JLCPCB)

Quant a JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) és l’empresa més gran de prototips de PCB a la Xina i un fabricant d’alta tecnologia especialitzat en prototips de PCB ràpids i producció de PCB de lots petits.

Amb més de 10 anys d’experiència en la fabricació de PCB, JLCPCB té més de 200.000 clients a casa i a l’estranger, amb més de 8.000 comandes en línia de prototipatge de PCB i producció de PCB de petites quantitats al dia. La capacitat de producció anual és de 200.000 m². per a diversos PCB d’1 capa, 2 capes o multicapa. JLC és un fabricant professional de PCB que presenta equips de gran escala, bé, una gestió estricta i una qualitat superior.

Tornem al nostre projecte

Per tal de produir el PCB, he comparat el preu de molts productors de PCB i he triat JLCPCB els millors proveïdors de PCB i els proveïdors de PCB més barats per demanar aquest circuit. Tot el que he de fer és fer uns clics senzills per pujar el fitxer gerber i establir alguns paràmetres com el color i la quantitat de gruix del PCB, i després he pagat només 2 dòlars per obtenir el meu PCB només després de 3 dies i he notat que hi ha ofereix algunes ofertes d’enviaments gratuïts de tant en tant en aquesta plataforma de comandes en línia.

Podeu obtenir el fitxer Circuit (PDF) des d’aquí.

Com podeu veure a les imatges anteriors, el PCB està molt ben fabricat i tinc la mateixa forma de fulla de PCB que hem dissenyat i totes les etiquetes i logotips hi són per guiar-me durant els passos de soldadura.

Pas 4: Ingredients

Ara revisem els components necessaris per a aquest projecte i trobareu tots els enllaços relacionats per fer una comanda en línia, de manera que necessitarem:

• - El PCB que l’hem encarregat a JLCPCB
• - Arduino Nano:
• - Mòdul ESP01:
• - Mòdul Bluetooth HC-05 o HC-06:
• - Sensor de llum BH1750:
• - Sensor de temperatura i humitat:
• - Sensor d’humitat:
• - Bomba d’aigua:
• - Ventilador de 12 V CC:
• - LEDs blancs:
• - Alguns connectors de capçalera:

Pas 5: el muntatge

Ara estem preparats, així que comencem a soldar els components i no oblidem seguir les etiquetes per evitar errors de soldadura. Comencem soldant el connector Arduino per provar la font d’alimentació i també podeu escriure algun codi de prova bàsic per verificar la connexió adequada per a cada sensor, com el sensor de llum, i el mateix per als LED perquè tots estan connectats directament a la placa (Arduino), de manera que hi teniu accés complet.

Nota: heu de mantenir el soldador agradable i net. Això vol dir netejar-lo a l’esponja cada vegada que l’utilitzeu. La punta del soldador ha de ser neta i brillant. Sempre que veieu que la punta s’embruta amb flux o s’oxida, això vol dir que perdeu la brillantor, haureu de netejar-la. Fins i tot si esteu en plena soldadura. Tenir una punta de soldadura neta fa que MOLT més fàcil transferir calor a l’objectiu de soldadura.

El PCB que vam demanar a JLCPCB us guiarà per mantenir-lo tot a la ubicació adequada, així que no dubteu a visitar aquest enllaç si voleu veure el PCB que hem fet i fer una comanda en línia.

Com podeu veure, fer servir aquest PCB és molt útil per la seva qualitat i, de ben segur, totes les etiquetes que us ofereixen són la millor guia per a vosaltres, de manera que estigueu 100% segur que no cometreu cap error de soldadura.

He soldat cada component fins a la seva posició i podeu utilitzar els dos costats del PCB per soldar-vos peces electròniques.

Ara tenim el PCB preparat i tots els components es solden molt bé, després vaig preparar aquest disseny per fer un tall per làser CNC per inserir la part electrònica i la planta en un suport, així que si voleu fer el mateix disseny que aquí trobo els fitxers (DXF)

Pas 6: l'aplicació per a Android

Aquesta aplicació us permetrà connectar-vos al vostre Arduino mitjançant Bluetooth i, mitjançant el mode Manual, podreu accedir als ventiladors, a les llums i a la bomba d’aigua per controlar ON i OFF, sense oblidar els sensors que els podeu llegir. prement el botó "obtenir dades" i es mostraran totes les dades adequades a la pantalla del telèfon intel·ligent.

Podeu obtenir aquesta aplicació per a Android gratuïtament en aquest enllaç

Pas 7: el codi Arduino i la validació de la prova

el codi està disponible i, com és habitual, el podeu descarregar des d’aquest enllaç. I, com podeu veure a les fotos, el codi és tan senzill i molt ben comentat perquè pugueu entendre’l.

Com podeu veure, cada botó té una funcionalitat amb el sistema, però el que realment agraeixo és el mode automàtic per al control de la brillantor de la llum. Vaig col·locar el sensor de llum a la base inferior i, en seleccionar aquest mode, el sistema controlarà la brillantor de la part frontal LED de llum en funció dels senyals del sensor. També podem llegir els valors de temperatura i humitat directament a la pantalla del telèfon intel·ligent, cosa que és realment impressionant.