Sistema de jardineria automatitzat Intel: 16 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

[Reprodueix vídeo]

Hola a tothom !!!

Aquest és el meu primer Instructabe a Intel Edison. Aquesta instrucció és una guia per fer un sistema de reg automatitzat (reg per degoteig) per a plantes o herbes petites en test mitjançant l’ús d’un Intel Edison i altres sensors electrònics econòmics. Això és perfecte per cultivar plantes d’herbes d’interior, però aquesta idea es pot implementar per a un sistema més gran.

Jo pertanyo a un poble i tenim la nostra pròpia empresa. Durant la meva estada al poble vam rebre moltes fulles d’herbes i verdures fresques de la nostra empresa (vegeu les imatges anteriors). Però ara la situació és diferent, ja que em quedo a ciutat ja no hi ha verdures fresques / fulles d’herbes. He de comprar a la botiga que no siguin gens fresques. A part d’aquestes, es conreen amb pesticides nocius que no són bons per a la salut. balcó completament fresc i inofensiu, però el reafirmament requereix molt de temps. Sempre m’oblido de donar aigua a les plantes florals. Això condueix a donar la idea d'un sistema automàtic de jardineria.

El sistema està dissenyat per detectar la humitat del sòl, la quantitat de llum que cau sobre les plantes i el cabal d'aigua. Quan el contingut d'humitat del sòl sigui massa baix, el sistema donarà l'ordre d'iniciar una bomba i regar el sòl. El mesurador de cabal supervisa el consum d'aigua.

A part d’això, Intel Edison transmetrà informació sobre el nivell d’humitat, la llum ambiental i el cabal al web. Podeu controlar totes les dades del vostre telèfon intel·ligent mitjançant aplicacions Blynk. cau per sota d’un valor llindar determinat.

La cura del medi ambient ha esdevingut molt important en els darrers anys i hi ha una demanda creixent d’aplicacions “verdes” que poden ajudar a reduir les emissions de CO2 o fer una gestió més eficient de l’energia consumida. Per fer el projecte més fiable i respectuós amb el medi ambient, he utilitzat energia solar per alimentar tot el sistema.

Pas 1: requereixen parts

1. Intel Edison Board (Amazon)

2. Sensor d'humitat (Amazon)

3. Sensor de flux (Amazon)

4. bomba DC (Amazon)

5. PhotoCell / LDR (Amazon)

6. MOSFET (IRF540 o IRL540) (Amazon)

7. Transistor (2N3904) (Amazon)

8. Diode (1N4001) (Amazon)

9. Resistències (10K x2, 1K x1, 330R x1)

10. Condensador -10uF (Amazon)

11. LED verd

12. Tauler de prototip de doble cara (5cm x 7cm) (Amazon)

13. Connectors JST M / F amb cables (2 pins x 3, 3 pins x1) (eBay)

14. DC Jack- Home (Amazon)

15. Pins de capçalera (Amazon)

16. Panell solar 10W (Voc = 20V-25V) (Amazon)

17. Controlador de càrrega solar (Amazon)

18. Bateria de plom àcid segellada (Amazon)

Eines necessàries:

1. Soldador (Amazon)

2. Tallador de fil / Stripper (Amazon)

3. Hot Glue Gun (Amazon)

4. Drill (Amazon)

Pas 2: Com funciona el sistema

El nucli del projecte és la placa Intel Edison, que està connectada als diversos sensors (com ara humitat del sòl, llum, temperatura, flux d’aigua, etc.) i una bomba d’aigua. Els sensors monitoritzen els diferents paràmetres com la humitat del sòl, la llum solar i l’aigua. flux / consum a continuació alimentat a Intel Board. A continuació, la placa Intel processa les dades provinents dels sensors i dóna ordres a la bomba d’aigua per regar la planta.

Els diversos paràmetres s’envien al web a través del WiFi incorporat Intel Edison i, a continuació, s’interfacen amb les aplicacions de Blynk per controlar la planta des del vostre telèfon intel·ligent / tauletes.

Per facilitar la comprensió, vaig dividir els projectes en seccions més petites com es mostra a continuació

1. Introducció a Edison

2. Font d'alimentació per al projecte

3. Connectar i provar els sensors

4. Realització de circuits / escuts

5. Interfície amb l'aplicació Blynk

6. Programari

7. Preparació del recinte

8. Proves finals

Pas 3: Configuració d'Intel Edison

Compro aquesta placa d’expansió Intel Edison i Arduino d’Amazon. Tinc molta sort, ja que no la vaig obtenir de la Campanya instructible. Conec Arduino, però em va semblar una mica difícil posar-me en marxa amb Intel Edison. De totes maneres, després d’uns quants dies d’intentar-ho, em va semblar bastant fàcil d’utilitzar. Us guiaré en els següents passos per començar ràpidament. Així que no us espanteu:)

Simplement seguiu els instruccions següents que descriuen bé com començar amb Edison

Si ets principiant absolut, segueix el següent instructable

Una guia per a principiants absoluts sobre Intel Edison

Si sou usuari de Mac, seguiu les instruccions següents

Guia REAL per a principiants per configurar Intel Edison (amb Mac OS)

A part d’aquestes, Sparkfun i Intel tenen un gran tutorial per començar amb Edison.

1. Tutorial de Sparkfun

2. Tutorial Intel

Baixeu-vos tot el programari necessari des del lloc web Intel

software.intel.com/en-us/iot/hardware/edison/downloads

Després de descarregar el programari, heu d’instal·lar els controladors, IDE i SO

Controladors:

1. Controlador FTDI

2. Edison Driver

IDE:

IDE Arduino

Intermitent del sistema operatiu:

Edison amb Yocto Linux Image

Després d’instal·lar-ho tot, heu de configurar la connexió WiFi

Pas 4: font d'alimentació

Necessitem energia per a aquest projecte amb dos propòsits

1. Per alimentar Intel Edison (7-12V DC) i diferents sensors (5V DC)

2. Per fer funcionar la bomba de CC (9 V CC)

Trio una bateria de plom àcid segellada de 12V per alimentar tot el projecte. Perquè l’he obtingut d’un SAI d’ordinador vell. Llavors vaig pensar utilitzar energia solar per carregar la bateria. Així que ara el meu projecte és completament fiable i ecològic.

Consulteu les imatges anteriors per preparar la font d'alimentació.

El sistema de càrrega solar consta de dos components principals

1. Panell solar: converteix la llum solar en energia elèctrica

2. Controlador de càrrega solar: per carregar la bateria d’una manera òptima i controlar la càrrega

He escrit 3 instruccions sobre com fer un controlador de càrrega solar, de manera que podeu seguir-lo per fer el vostre.

CONTROLADOR ARDUINO-SOLAR-CHARGE

Si no voleu fer-ne, només cal que el compreu a eBay o Amazon.

Connexió:

La majoria dels controladors de càrrega solen tenir 3 terminals: Solar, Bateria i càrrega.

Connecteu primer el controlador de càrrega a la bateria, ja que això permet calibrar-lo al voltatge del sistema adequat. Connecteu primer el terminal negatiu i després el positiu. Connecteu el panell solar (primer negatiu i després positiu) Al final, connecteu-vos al terminal de càrrega de CC. En el nostre cas, la càrrega és Intel Edison i la bomba de CC.

Però la placa i la bomba Intel necessiten un voltatge estable, de manera que es connecta un convertidor de corrent continu CC-DC al terminal de càrrega CC del controlador de càrrega.

Pas 5: sensor d'humitat

El funcionament dels sensors d'humitat es basa en la resistivitat de l'aigua per determinar el nivell d'humitat del sòl. Els sensors mesuren la resistència entre dues sondes separades enviant un corrent a través d’una d’elles i llegint una caiguda de tensió corresponent a causa d’un valor de resistència conegut.

Com més aigua menor serà la resistència i, mitjançant aquesta, podrem determinar valors llindars per al contingut d’humitat. Quan el sòl estigui sec, la resistència serà elevada i el LM-393 mostrarà un valor elevat a la sortida., mostrarà un valor baix a la sortida.

LM-393 DRIVER (sensor d'humitat) -> Intel Edison

GND -> GND

5 V -> 5

VOUT -> A0

Codi de prova:

int moist_sensor_Pin = A0; // El sensor està connectat al pin analògic A0

int moist_sensor_Value = 0; // variable per emmagatzemar el valor provinent de la configuració del sensor buit () {Serial.begin (9600); } void loop () {// llegeix el valor del sensor: moist_sensor_Value = analogRead (moist_sensor_Pin); retard (1000); Serial.print ("Lectura del sensor d'humitat ="); Serial.println (Valor_sensor_humit); }

Pas 6: sensor de llum

Per controlar la quantitat de llum solar que cau a la planta, necessitem un sensor de llum. Podeu comprar-ne un de preparat. Però prefereixo fer-ne el meu mitjançant una fotocèl·lula / LDR. És molt econòmic i fàcil d’aconseguir. en moltes mides i especificacions.

Com funciona ?

Una fotocèl·lula és bàsicament una resistència que canvia el seu valor resistiu (en ohms) en funció de la quantitat de llum que brilla a la cara esquitxada. Com més gran sigui la quantitat de llum que hi cau, disminueix la resistència i viceversa.

Per obtenir més informació sobre la fotocèl·lula, feu clic aquí

Circuit de taules de pa:

El sensor de llum es pot fer fent un circuit divisor de tensió amb resistència superior (R1) com a fotocèl·lula / LDR i una resistència inferior (R2) com a resistència de 10 K. Vegeu el circuit que es mostra més amunt.

Per saber-ne més, podeu veure el tutorial d’adafruit.

Connexió:

LDR un pin - 5V

Unió --- A1

Resistència 10K un pin - GND

Circuit de filtre de soroll opcional: connecteu un condensador de 0,1 uF a través de la resistència de 10 K per filtrar el soroll no desitjat.

Codi de prova:

Resultat:

La lectura del monitor sèrie mostra que el valor del sensor és més alt per a la llum del sol intensa i inferior durant l’ombra.

int LDR = A1; // LDR està connectat al pin A1 analògic

int LDRValue = 0; // aquesta és una variable per emmagatzemar valors LDR void setup () {Serial.begin (9600); // iniciar el monitor sèrie amb 9600 buad} void loop () {LDRValue = analogRead (LDR); // llegeix el valor de ldr mitjançant LDR Serial.print ("Valor del sensor de llum"); Serial.println (LDRValue); // imprimeix els valors LDR al retard del monitor sèrie (50); // Aquesta és la velocitat amb què LDR envia valor a arduino}

Pas 7: feu el sensor de llum

Si teniu un sensor de llum de ranura Seeedstudio, podeu saltar-vos aquest pas, però no tinc cap sensor de ranura, així que el vaig fer jo mateix.

Agafeu dos trossos de cables amb la longitud desitjada i traieu l’aïllament als extrems. Connecteu un connector JST de dos pins a l’extrem. També podeu comprar un connector amb cables.

La fotocèl·lula té unes potes llargues que encara han de ser retallades fins a talons curts perquè coincideixin amb els cables de plom.

Talla dos trossos curts de termorretracció per aïllar cada pota. Insereix el tub de termorretracció als cables.

A continuació, la fotocèl·lula es solda a l'extrem dels cables de plom.

Ara el sensor està llest, de manera que podeu fixar-lo fàcilment a la ubicació desitjada. La resistència de 10 K i el condensador de 0,1 uF es soldaran a la placa de circuit principal, que explicaré més endavant.

Pas 8: sensor de cabal

El sensor de cabal s’utilitza per mesurar el líquid que circula per una canonada / contenidor. Podeu pensar per què necessitem aquest sensor. Hi ha dues raons principals

1. Per mesurar la quantitat d'aigua que s'utilitza per regar les plantes, per evitar el malbaratament

2. Apagueu la bomba per evitar el funcionament en sec.

Com funciona el sensor?

Funciona sobre el principi de "Efecte Hall". Es produeix una diferència de tensió en un conductor perpendicular al corrent elèctric i el camp magnètic perpendicular a ell. Un petit rotor de ventilador / hèlix es col·loca al recorregut del líquid que flueix, quan el líquid flueix, el rotor gira. L'eix del rotor està connectat a un sensor d'efecte hall. És una disposició d’una bobina que flueix de corrent i un imant connectat a l’eix del rotor. Així, s’indueix una tensió / pols a mesura que aquest rotor gira. En aquest mesurador de cabal, per cada litre de líquid que el travessa per minut genera uns pocs polsos. El cabal en L / h es pot calcular comptant els polsos de la sortida del sensor. Intel Edison farà el treball de comptatge.

Els Sensors de flux inclouen tres cables:

1. Vermell / VCC (entrada 5-24V CC)

2. Negre / GND (0V)

3. Groc / OUT (sortida de pols)

Preparació del connector de la bomba: la bomba ve amb connectors i cables JST, però el connector femella del meu material no coincideix amb ell i la longitud del cable també és petita. Així que vaig tallar el connector original i vaig soldar un nou connector amb la mida adequada.

Connexió:

Sensor ---- Intel

Vcc - 5V

GND-- GND

OUT - D2

Codi de prova:

El pin de sortida de pols del sensor de flux està connectat al pin digital 2. El pin-2 serveix com a pin d'interrupció extern.

S'utilitza per llegir els impulsos de sortida que provenen del sensor de cabal d'aigua. Quan la placa Intel detecta el pols, immediatament activa una funció.

Per obtenir més informació sobre Interrupt, podeu veure la pàgina de referència Arduino.

El codi de prova es pren de SeeedStudio. Per obtenir més detalls, podeu veure aquí

Nota: per al càlcul del cabal heu de canviar l'equació segons el full de dades de la bomba.

// lectura del cabal de líquid mitjançant Seeeduino i el sensor de cabal d’aigua de Seeedstudio.com // Codi adaptat per Charles Gantt del codi RPM del ventilador de PC escrit per Crenn @ thebestcasescenario.com // http: /themakersworkbench.com https://thebestcasescenario.com https://seeedstudio.com volatile int NbTopsFan; // mesurant les vores ascendents del senyal int Calc; int hallsensor = 2; // La ubicació del pin del sensor void rpm () // Aquesta és la funció que la interupt crida a {NbTopsFan ++; // Aquesta funció mesura la vora ascendent i descendent del senyal dels sensors d’efecte hall} // El mètode setup () s’executa una vegada, quan l’esbós comença void setup () // {pinMode (hallsensor, INPUT); // inicialitza el pin digital 2 com a entrada Serial.begin (9600); // Aquesta és la funció de configuració on s’inicialitza el port sèrie, attachInterrupt (0, rpm, RISING); // i la interrupció s’adjunta} // el mètode loop () s’executa una vegada i una altra, // sempre que l’Arduino tingui power void loop () {NbTopsFan = 0; // Estableix NbTops a 0 llest per als càlculs sei (); // Activa el retard d’interrupcions (1000); // Espereu 1 segon cli (); // Desactiva les interrupcions Calc = (NbTopsFan * 60/73); // (Freqüència de pols x 60) / 73Q, = cabal en L / hora Serial.print (Calc, DEC); // Imprimeix el nombre calculat a sobre de Serial.print ("L / hora / r / n"); // Imprimeix "L / hora" i retorna una nova línia}

Pas 9: bomba de CC

La bomba és bàsicament un motor de corrent continu engranat, de manera que té molt de parell. A l’interior de la bomba hi ha un patró de rodets de ‘trèvol’. Quan el motor gira, el trèvol prem sobre el tub per prémer el fluid. La bomba no necessita ser preparada i, de fet, pot autoadministrar-se amb aigua mig metre amb facilitat.

La bomba no és submergible, de manera que no toca mai el fluid i la converteix en una opció excel·lent per a jardineria petita.

Circuit del conductor:

No podem alimentar la bomba directament des dels pins Edision, ja que els pins Edison només poden subministrar una petita quantitat de corrent. Per accionar la bomba, necessitem un circuit de controlador separat, que es pot fabricar mitjançant un MOSFET de n canal.

Podeu veure el circuit del conductor que es mostra a la imatge superior.

La bomba té dos terminals. El terminal marcat amb un punt vermell és positiu. Vegeu la imatge.

Es recomana que la bomba de CC funcioni de 3V a 9V. Però la nostra font d’energia és la bateria de 12 V. Per aconseguir la tensió desitjada hem de baixar la tensió. Això ho fa un convertidor de corrent continu. La sortida es posa a 9 V. ajustant el potenciòmetre de la placa.

Nota: Si utilitzeu MOSFET IRL540, no cal que feu el circuit del controlador, ja que és de nivell lògic.

Preparació del connector de la bomba:

Agafeu un connector JST de dos pins amb filferro. Després, soldeu el fil vermell a la polaritat amb la marca de punts i el fil negre a l’altre terminal.

Nota: si us plau, no proveu molt de temps sense càrrega, l'interior és amb fulles de plàstic i no pot aspirar la impuresa.

Pas 10: prepareu el Sield

Com que no tenia un escut ranurat per a la connexió dels sensors. Per facilitar la connexió, vaig fer la meva.

Vaig fer servir un prototip de doble cara (5 cm x 7 cm) per fer-lo.

Talla 3 tires de passador de capçal masculí recte com es mostra a la imatge.

Inseriu la capçalera a les capçaleres femenines d'Intel.

Col·loqueu el tauler prototip just a sobre i marqueu la posició amb un marcador.

Després soldeu totes les capçaleres.

Pas 11: feu el Cicrcuit

L'escut està format per:

1. Connector d'alimentació (2 pins)

2. Connector de bomba (2 pins) i el seu circuit conductor (IRF540 MOSFET, transistor 2N3904, resistències 10K i 1K i díode antiparal·lel 1N4001)

3. Connectors del sensor:

• Sensor d’humitat: el connector per al sensor d’humitat està format per capçals masculins rectes de 3 pins.
• Sensor de llum: el connector del sensor de llum és un connector femella JST de 2 pins, el circuit associat (resistència de 10 K i condensador de 0,1 uF) es fa a l’escut
• Sensor de cabal: el connector del sensor de cabal és un connector femella JST de 3 pins.

4. LED de la bomba: s’utilitza un LED verd per conèixer l’estat de la bomba. (LED verd i resistència 330R)

Soldeu tots els connectors i altres components segons l’esquema que es mostra més amunt.

Pas 12: instal·leu l'aplicació i la biblioteca de Blynk

Com que Intel Edision té WiFi integrat, he pensat a connectar-lo amb el meu enrutador i controlar les plantes des del meu telèfon intel·ligent, però fer una aplicació adequada necessita algun tipus de codificació. He buscat una opció senzilla perquè qualsevol persona amb poca experiència pugui fer-la. La millor opció que he trobat és utilitzar l’aplicació Blynk.

Blynk és una aplicació que permet un control complet sobre Arduino, Rasberry, Intel Edision i molts més maquinari. És compatible tant per Android com per a iPhone. Ara mateix, l’aplicació Blynk està disponible de forma gratuïta.

Podeu descarregar l’aplicació des del següent enllaç

1. Per a Android

2. Per a Iphone

Després de descarregar l'aplicació, instal·leu-la al telèfon intel·ligent.

Després, heu d’importar la biblioteca al vostre IDE Arduino.

Descarregueu la biblioteca

Quan executeu l'aplicació per primera vegada, heu d'iniciar la sessió; per tant, introduïu una adreça de correu electrònic i una contrasenya.

Feu clic al "+" a la part superior dreta de la pantalla per crear un projecte nou. A continuació, anomeneu-lo. El vaig anomenar "Jardí automatitzat".

Seleccioneu el maquinari de destinació Intel Edision

A continuació, feu clic a "Correu electrònic" per enviar-vos aquest testimoni d'autenticació: el necessitareu al codi

Pas 13: creació del tauler de control

El tauler es compon de diferents widgets. Per afegir widgets, seguiu els passos següents:

Feu clic a "Crea" per entrar a la pantalla principal del tauler.

A continuació, torneu a prémer "+" per obtenir el "Widget Box"

A continuació, arrossegueu 2 gràfics.

Feu clic als gràfics; apareixerà un menú de configuració, tal com es mostra a la part superior.

Heu de canviar el nom "Humitat", seleccioneu el pin virtual V1 i, a continuació, canvieu l'interval de 0 a 100.

Canvieu la posició del control lliscant per a diferents patrons de gràfics, com la barra o la línia.

També podeu canviar el color fent clic a la icona del cercle a la part dreta del nom.

A continuació, afegiu dos indicadors, 1 Value Display i Twiter.

Seguiu el mateix procediment per configurar-lo. Podeu consultar les imatges que es mostren més amunt.

Pas 14: programació:

En els passos anteriors, heu provat tots els codis dels sensors. Ara és hora de combinar-los.

Podeu descarregar el codi des de l’enllaç següent.

Obriu l'IDE Arduino i seleccioneu el nom de la placa "Intel Edison" i el PORT núm.

Pengeu el codi. Feu clic a la icona de triangle a l'extrem superior dret de l'aplicació Blynk Ara hauríeu de visualitzar els gràfics i altres paràmetres.

Actualitzacions sobre registre de dades WiFi (2015-10-27): funcionament de l'aplicació Blynk provat per detectar el sensor de llum i humitat. Estic treballant amb el sensor de flux i Twiter.

Així que poseu-vos en contacte per obtenir actualitzacions.

Pas 15: Preparació del recinte

Per fer que el sistema sigui compacte i portàtil, he posat totes les parts dins d’un recinte de plàstic.

En primer lloc, col·loqueu tots els components i marcats per fer forats (per a canonades, tirants per fixar la bomba i els cables)

Uniu la bomba mitjançant l'ajut d'un cable de fixació.

Tallar un petit tub de silici i connectar-lo entre la descàrrega de la bomba i el sensor de cabal.

Introduïu un llarg tub de silici als orificis propers a la succió de la bomba.

Introduïu un altre tub de silici i connecteu-lo al sensor de cabal.

Instal·leu el convertidor de buck a la paret lateral del recinte. Podeu aplicar cola o coixinet 3M com jo.

Apliqueu cola calenta a la base del sensor de cabal.

Col·loqueu la placa Intel amb el blindatge preparat. He aplicat quadrats de muntatge de 3M per enganxar-me al recinte.

Connecteu finalment tots els sensors a les capçaleres corresponents del blindatge.

Pas 16: proves finals

Obriu l'aplicació Blynk i premeu el botó de reproducció (icona de forma de triangle) per executar el projecte. Després d'esperar uns segons, els gràfics i els indicadors haurien d'estar actius. Indica que el vostre Intel Edison s'ha connectat al router.

Prova del sensor d’humitat:

Agafeu una olla de terra seca i introduïu el sensor d’humitat. A continuació, aboqueu aigua gradualment i observeu les lectures del telèfon intel·ligent.

Sensor de llum:

El sensor de llum es pot comprovar mostrant el sensor de llum cap a la llum i allunyat d’aquesta. Els canvis s’han de reflectir al gràfic i als indicadors del telèfon intel·ligent.

Bomba de CC:

Quan el nivell d'humitat caigui per sota del 40%, la bomba s'engega i s'encén el LED verd. Podeu treure la sonda del sòl humit per simular la situació.

Sensor de cabal:

El codi del sensor de flux funciona a Arduino, però dóna algun error a Intel Edison. Estic treballant-hi.

Twiter twit:

Encara no s’ha provat. Ho faré tan aviat com sigui possible. Estigueu atents a les actualitzacions.

També podeu veure el vídeo de demostració

Si us ha agradat aquest article, no us oblideu de passar-lo. Seguiu-me per obtenir més idees i projectes de bricolatge. Gràcies !!!

Primer premi a la invitació Intel® IoT