Smart Garden: feu clic i creixi: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Què passa si poguéssiu cultivar les vostres pròpies plantes, flors, fruites o verdures amb l’ajuda d’una aplicació per a telèfons intel·ligents que us assegurarà que les plantes obtinguin la configuració òptima d’aigua, humitat, llum i temperatura i us permetin controlar com fer créixer les plantes en qualsevol lloc.

Smart Garden: Click and Grow s'encarregarà de les vostres plantes fins i tot quan esteu de vacances, a quilòmetres de casa, assegurant-vos que tinguin prou aigua, llum i la temperatura adequada en tot moment.

Mitjançant l’ús de sensors avançats que controlen la humitat, la llum i la temperatura, la nostra aplicació intel·ligent sap exactament quan regar el jardí i quina és la quantitat òptima d’aigua necessària. Tota la informació rellevant sobre el vostre jardí es controla constantment i apareix a la pantalla del telèfon intel·ligent en tot moment.

Podreu optar per deixar que l’aplicació intel·ligent regi automàticament el jardí en funció de les condicions que prevalguin al jardí o, alternativament, podeu regar manualment el jardí sempre que ho decidiu i en la quantitat d’aigua que vulgueu, prement un botó al telèfon intel·ligent.

El nostre jardí intel·ligent s’adapta a les vostres condicions locals i redueix el consum d’aigua i la factura de l’aigua fins a un 60% en regar les plantes en el moment i les condicions perfectes.

Avanceu cap al futur amb el nostre jardí intel·ligent i comenceu a cultivar el vostre jardí de manera fàcil, ràpida i no menys important sense gastar una fortuna.

Pas 1: parts

Per a aquest projecte necessitareu:

Dispositius electrònics i plaques:

1) NodeMCU;

2) Multiplexor analògic de 2 (o més) canals;

3) Transistor;

4) Bomba d'aigua (hem utilitzat 12V Blige Pump 350GPH);

5) Font d'alimentació

Sensors:

6) Sensor de llum (resistència dependent de la llum);

7) sensor MPU-6050 (o qualsevol sensor de temperatura);

8) Sensor d’humitat capacitiva del sòl;

Física

9) canonada d'aigua de 3/4 ;

10) Resistències;

11) cables i extensions;

12) Smartphone

13) Aplicació Blynk

Pas 2: Cablatge: placa i sensors

Vegeu a continuació les instruccions detallades sobre com connectar els diferents components i consulteu l’esquema de cablejat publicat més amunt.

Tauler i MultiPlexer

Col·loqueu el NodeMCU i el multiplexor a la taula de verificació tal com es mostra al diagrama.

Utilitzeu dos ponts per connectar el 5V i el GND del NodeMCU a la columna "+" i "-" del breadBoard respectivament i connecteu el multiplexor al NodeMCU tal com es mostra a la part anterior.

Connexió dels sensors

1) Sensor de llum (resistència dependent de la llum): necessitareu tres ponts i una resistència de 100K.

Utilitzeu els 3 ponts per connectar el sensor al 5V, GND i a la Y2 del multiPlexer, tal com es mostra més amunt.

2) Sensor MPU-6050: necessitareu quatre ponts per connectar el sensor als 5V, GND i D3, D4 del NodeMCU tal com es mostra a la part superior.

3) Sensor d’humitat capacitiu del sòl (CSMS): connecteu el CSMS amb 3 ponts, als 5V, GND i Y0 del multiplexor, tal com es mostra més amunt.

Ara, connecteu el cable USB al NodeMCU i continueu amb el pas següent.

Pas 3: Cablatge: transistor i bomba

Vegeu a continuació instruccions detallades sobre com connectar el Rely i la bomba d’aigua i consulteu les imatges de cablejat publicades més amunt.

Transistor

Utilitzeu 3 Jumpers per connectar el transistor de la següent manera:

1. Pot central al '-' de la bomba d'aigua;

2. Cama esquerra fins al '-' de la font d'alimentació de 12V;

3. Cama dreta a D0 de la MCU;

Bomba d'aigua

Connecteu el '+' de la font d'alimentació de 12V al '+' de la bomba d'aigua.

Pas 4: Connexió del sistema

Recomanem col·locar el breadBoard juntament amb la resta de components, excepte la bomba, en una bonica caixa.

Ha d’estar dins de la galleda d’aigua.

Agafeu una pipa llarga de 3/4 '; Bloqueja un extrem de la canonada i munta l’altre extrem a la bomba d’aigua; fa alguns forats al llarg de la canonada i la desplega a prop de les plantes;

poseu el sensor del sòl al sòl. Tingueu en compte que la línia d’avís del sensor ha d’estar fora del sòl.

Podeu fer una ullada a la imatge superior per veure com hem col·locat el sistema.

Pas 5: el codi

Obriu el fitxer.ino adjunt amb l'editor arduino.

Abans de penjar-lo al NodeMCU, presteu atenció als paràmetres següents que és possible que vulgueu canviar:

1) const int AirValue = 900; Cal provar aquest valor amb el sensor d’humitat del sòl.

Traieu el sensor del sòl i comproveu el valor que obtingueu. Podeu canviar el valor del codi d'acord.

2) const int WaterValue = 380; Cal provar aquest valor amb el sensor.

Traieu el sensor del sòl i poseu-lo en un got d’aigua. Comproveu el valor que obteniu: podeu canviar el valor del codi d'acord.

Després de fer l'anterior, només heu de penjar el codi al NodeMCU.

Pas 6: miniaplicacions IFTTT

Si el sistema decideix regar automàticament el jardí, us enviarà un correu electrònic, de manera que sabreu que el vostre jardí es va regar, ja que el sòl estava molt sec.

Us recomanem que configureu el sistema de manera que regui només a la nit o quan el nivell del sol sigui baix.

d'aquesta manera, estalvieu una quantitat important d'aigua cada mes.

A l’aplicació Blynk hem utilitzat un widget de webhook. El widget webhook es va utilitzar per activar un esdeveniment a les miniaplicacions IFTTT. IFTTT Data / hora -> webhooks, un pin virtual de Blynk canvia el seu valor. Què desencadena una funció que us envia un missatge de correu electrònic quan el sòl està molt sec i es va operar el reg automàtic.

Pas 7: Smart Garden: aplicació BLYNK

La nostra aplicació BLYNK conté les funcions següents:

1) LCD: el LCD us proporcionarà informació rellevant sobre el sistema. Us informarà quan el sistema fa funcionar la bomba d’aigua i rega les plantes.

2) Escala d’humitat del sòl: us proporciona informació sobre la humitat del sòl.

L'escala mostra la proporció d'humitat tal que el percentatge zero representa el nivell mitjà d'humitat de l'aire i el 100% representa la humitat de l'aigua.

També hem afegit una descripció verbal del nivell d'humitat representat per cinc opcions:

A. Molt humit: quan el sòl flota amb aigua.

B. Humit: entre el normal i el inundat. Es preveu que aquesta situació es produeixi algun temps després de regar la terra.

C. Ideal: quan el sòl conté una quantitat ideal d’aigua per a les plantes.

D. Assecat: quan el sòl comença a assecar-se. Tot i això, a la majoria de plantes encara no cal regar.

E. Molt sec: en aquesta situació regant el sòl tan aviat com sigui possible (tingueu en compte que si el mode de reg automàtic està activat, el sistema regarà automàticament el jardí quan el sòl estigui molt sec).

* Per descomptat, el nivell ideal d’humitat del sòl depèn de les espècies que tingueu al jardí.

* Podeu canviar el nivell d'humuditat de l'aigua i el nivell d'humuditat de l'aire d'acord amb el que s'ha explicat anteriorment.

3) Escala assolellada: us proporciona informació sobre el nivell de llum al qual estan exposades les plantes. El nivell de llum ideal que necessiteu depèn del tipus de plantes que tingueu al jardí.

4) Temp: us proporciona la temperatura a l’entorn de les vostres plantes.

5) Reg automàtic: quan aquest botó està activat, el sistema regarà automàticament les plantes quan la humitat del sòl arribi a "Molt seca".

6) Quantitat - prement "+" o "-" podeu triar la quantitat d'aigua (en litres) per regar les plantes.

Pas 8: Simulació del sistema en acció

Veure el sistema funcionant en directe al vídeo adjunt !!:)

Tingueu en compte que si activeu el reg automàtic, el sistema regarà automàticament el jardí tan bon punt el sòl estigui "molt sec". el sistema es pot configurar per regar només quan el sol no és massa fort (per exemple, només a última hora de la nit), de manera que l'aigua no es malgastarà !!!

Si el sistema decideix regar automàticament el jardí, us ho farà saber a la pantalla LCD de l'aplicació (si està oberta al telèfon intel·ligent) i també us enviarà un correu electrònic.

Pas 9: millores i plans de futur

El principal repte

El nostre principal repte era esbrinar quins sensors hauríem d’utilitzar, on col·locar-los i quins valors de punt final hauríem d’utilitzar per obtenir els millors resultats.

Com que teníem molta informació per mostrar (humitat del sòl, temperatura, nivell de llum, estat del sòl, etc.), vam dedicar molt de temps a fer que la nostra aplicació fos el més clara i còmoda possible.

Al principi, treballàvem amb un Rely, que feia les nostres vides molt difícils, provàvem diverses dependències i vam descobrir que el NodeMCU i el dipòsit de vegades no eren molt estables, ja que el valor ALT dels pins digitals de les sortides NodeMCU només 3 volts, quan la confiança funciona amb 5V, de manera que quan volíem engegar la bomba i establir la sortida D1 a ALTA, l'interruptor no funcionava ja que la confiança esperava que 5V canviessin l'estat.

Tan bon punt substituïm el reliant pel transistor, podríem controlar la bomba fàcilment.

Les limitacions del sistema

El nostre jardí és petit, no era possible contenir un gran nombre de sensors per rebre informació de diverses zones del nostre jardí. Amb més sensors i un jardí més gran, podríem aprendre més sobre les condicions que prevalen a cada àrea del jardí i utilitzar propietats específiques per a cada àrea del jardí, de manera que obté les millors condicions i tractament per a les seves necessitats específiques i també ajustar-les. per al reg automàtic.

Visió de futur

Els nostres pensaments futurs sorgeixen principalment de les limitacions del sistema. L’objectiu és implementar el mateix sistema de jardí intel·ligent, només un de gran en escales més grans.

Creiem que aquest sistema es pot adaptar a qualsevol tipus de plataforma a partir de jardins privats, així com a jardins públics fins a la indústria agrícola, com els grans hivernacles i camps agrícoles.

Per a cada sistema (en funció de la seva mida), farem servir més sensors. Per exemple:

1. Un gran nombre de sensors d'humitat del sòl: amb un gran nombre de sensors podem conèixer el nivell d'humitat en qualsevol part específica del terreny / sòl.

2. Gran nombre de sensors de llum: similar a la raó anterior, fins i tot aquí podem obtenir més que específics en diferents zones del jardí.

Afegint aquests sensors, podem reunir un tractament específic per a qualsevol tipus de planta del nostre jardí.

Atès que els diferents tipus de plantes requereixen un tractament diferent, podem adaptar cada zona del nostre jardí a un altre tipus de plantes i, amb un gran nombre de sensors, coincidim amb la planta específica en l’estat exacte que necessita. D’aquesta manera podem cultivar varietat de plantes en terrenys més reduïts.

Un altre avantatge significatiu d’un gran nombre de sensors és la capacitat d’identificar el nivell d’humitat del sòl i la temperatura, bloquejant per saber quan és necessari regar qualsevol part de la Terra i podem controlar el reg de manera que resulti en estalvi màxim d’aigua. Hem de regar tot el jardí només si una petita part està seca, només podem canviar aquesta zona.

3. Connectant el sistema a l'aixeta principal d'aigua, d'aquesta manera no haurem d'omplir l'aigua del contenidor. El gran avantatge d’aquesta connexió és el màxim control sobre el reg i la quantitat d’aigua que rep cada regió del sòl, sense preocupacions perquè s’acabi l’aigua del dipòsit.

4. Aplicació dedicada per al sistema: escriure una nova aplicació que sigui compatible amb el sistema. Amb tot el nostre amor i aplicació Blynk, no podem utilitzar-la com a aplicació principal del sistema. Ens agradaria escriure una aplicació única al sistema que coincideixi amb el controlador i els sensors amb els quals volem treballar per donar una experiència perfecta a l'usuari.

Escriure una aplicació com aquesta ens donarà l’opció d’afegir més funcions que les que podem trobar a Blynk. Per exemple, crear un perfil d'usuari per al client, recopilar informació sobre cada client i assessorar-lo sobre les millors propietats i més eficients que s'adaptin a les seves necessitats.

Ens agradaria construir un algoritme que aprengui tota la informació que obtenim de la varietat de sensors i l’utilitzem per proporcionar les millors condicions a les plantes.

A més, podem crear un cercle de clients en línia que s'actualitzi amb recomanacions i que rebi ajuda en línia en cas de problema al sistema.

Realment pensem que un projecte com aquest té un gran potencial per atendre una àmplia gamma de clients: des de particulars que tenen petits jardins passant per jardins decoratius en empreses que vulguin cultivar els seus jardins fàcilment, estalviant aigua i recursos, fins a agricultors i grans empreses que tenen grans camps i hivernacles i que busquen una solució eficaç i relativament econòmica que els proporcioni la informació més rellevant sobre els seus productes, de manera que els donarà avantatges respecte als seus rivals en termes de qualitat dels seus productes i estalvi de despeses, tant d’aigua com de béns defectuosos que no s’han manipulat adequadament (per exemple, tenen massa aigua).