Automatický systém zavlažování rostlin pomocí mikro: bit: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Projekty Tinkercad »

V tomto Instructable vám ukážu, jak vytvořit automatický systém zavlažování rostlin pomocí Micro: bit a některých dalších malých elektronických součástek.

Micro: bit používá snímač vlhkosti ke sledování úrovně vlhkosti v půdě rostliny a poté zapíná malé čerpadlo, které zavlažuje rostlinu, pokud je půda příliš suchá. Tímto způsobem bude o vaši rostlinu vždy postaráno, i když jste na ni zapomněli nebo jste pryč.

Pokud se vám tento Instructable líbí, hlasujte pro něj v soutěži o blokový kód!

Zásoby:

• MicroBit - Koupit zde
• Kapacitní senzor vlhkosti - Koupit zde
• DC čerpadlo - Koupit zde
• Reléový modul - Koupit zde
• Plochý kabel - Koupit zde
• Úložné kontejnery (Ne stejné, ale měly by fungovat) - Koupit zde
• Napájení - Koupit zde
• Šrouby M3 - Koupit zde

Použil jsem MicroBit verze 2, ale tento projekt lze provést také pomocí první verze.

Krok 1: Příprava komponent

MicroBit je malý programovatelný mikrořadič, který má řadu integrovaných senzorů a tlačítek, takže začít s programováním je opravdu snadné.

Můžete použít blokové kódování pro děti a méně zkušené programátory a JavaScript nebo Python pro ty, kteří mají s programováním větší zkušenosti a chtějí z toho dostat více funkcí. Má také řadu IO pinů dostupných pro senzory a zařízení podél jeho spodního okraje.

Kapacitní snímač vlhkosti, který používám, běží na 3,3 V, což je ideální pro použití přímo s MicroBitem.

Poznámka: Tyto kapacitní senzory obecně uvádějí, že pracují mezi 3,3 V a 5 V a na výstupu mají maximálně 3,3 V, protože mají integrovaný regulátor napětí. Zjistil jsem, že spousta levnějších verzí těchto senzorů ve skutečnosti nepracuje se vstupním napětím 3,3 V, ale vyžaduje 3,5-4 V, než se skutečně "zapnou". Na to budete muset dávat pozor, protože Micro: bit je určen pouze pro vstupní napětí až 3,3V.

Čerpadlo bude nutné zapnout a vypnout pomocí reléového modulu. Reléový modul přepíná napájení čerpadla, takže proud neprotéká MicroBitem.

Krok 2: Návrh obvodu a kódu v TinkerCAD

Navrhl jsem obvod a provedl blokové kódování v TinkerCADu, protože nedávno přidali MicroBit na svou platformu. Blokové kódování je opravdu snadný způsob, jak vytvářet základní programy pouhým přetažením funkčních bloků.

Použil jsem stejnosměrný motor k reprezentaci čerpadla a potenciometr k simulaci vstupu snímače vlhkosti, protože také vyžaduje stejná tři připojení.

V mé konečné verzi blokového kódu ukazuje Micro: bit po zapnutí smajlíka a poté každých 5 sekund začne odečítat vlhkost a vykreslovat je do grafu na displeji. Zkontroluje také, zda je úroveň vlhkosti pod nastaveným limitem, a pokud ano, zapne čerpadlo na 3 sekundy. Pokračuje v cyklování čerpadla s 5sekundovou přestávkou mezi cykly, dokud není úroveň vlhkosti opět nad limitem.

Přidal jsem také funkce ke dvěma tlačítkům, kde tlačítko A zapíná čerpadlo na 3 sekundy, aby se rostlina ručně zavlažovala, a tlačítko B ukazuje hodnotu vlhkosti na displeji.

Krok 3: Testování obvodu a kódu

Jakmile jsem byl spokojen se simulací spuštěnou v TinkerCADu, spojil jsem komponenty dohromady na svém stole, abych zkontroloval, zda fungují stejným způsobem. Udělal jsem dočasná připojení pomocí několika propojek a krokosvorek pro připojení k pinům Micro: bit.

Jednalo se hlavně o testování, že Micro: bit načítal správné hodnoty ze snímače a že relé bylo možné zapnout a vypnout.

Krok 4: Výroba vodní nádrže

Jakmile jsem byl s nastavením testu spokojen, pustil jsem se do výroby nádrže na vodu, zabudování součástí do pouzdra a provedení trvalých elektrických připojení.

Tyto dva kontejnery jsem našel v místním diskontním obchodě. Skládají se dohromady, takže spodní mohu použít jako nádrž a horní pro uložení elektroniky.

K výrobě nádrže jsem potřeboval namontovat čerpadlo do nádrže s přívodem vody co nejblíže dnu a přitom ponechat dostatek prostoru pro průtok vody. Pomocí lepicí pistole jsem nalepil čerpadlo na místo.

Poté jsem vyvrtal otvory pro dráty k motoru a trubku pro výstup vody.

Krok 5: Sestavte elektroniku

Chtěl jsem, aby byl MicroBit namontován na přední část pouzdra, aby byl dobře vidět, protože na přední straně používám LED displej jako graf hladiny vody.

Přední částí jsem vyvrtal několik otvorů, abych držel MicroBit a fungoval jako spojení s IO piny na spodní straně. Pomocí šroubů s dlouhou hlavou M3 x 20 mm jsem přišrouboval svorky na IO pinech a připojil je ke kabeláži na vnitřní straně pouzdra. Připojil jsem kabeláž ke šroubům tak, že jsem část odkrytých kabelů omotal kolem šroubů a poté pomocí smršťovací bužírky držel na místě.

Také jsem vyvrtal otvory pro napájecí kabel k Micro: bitu, pro napájecí zásuvku vzadu a pro vodiče čerpadla a snímače vlhkosti.

Poté jsem připojil všechny kabely, pájil spoje a spojil součásti dohromady uvnitř pouzdra.

Krok 6: Testování zavlažovacího systému

Nyní, když jsou všechny součásti sestaveny, je čas na zkušební test.

Naplnil jsem nádrž vodou a zapnul napájení.

Micro: bit se zapnul a začal odebírat údaje. Protože snímač vlhkosti nebyl v půdě, Micro: bit okamžitě zaregistroval „půdu“jako suchou a zapnul čerpadlo.

Vypadá to tedy, že vše funguje správně a můžeme si to vyzkoušet na rostlině.

Krok 7: Nastavení zavlažovacího systému na rostlině

Chcete -li nastavit Micro: bit na rostlinu, zatlačil jsem snímač vlhkosti do půdy a ujistil se, že elektronika je nad úrovní půdy. Poté jsem umístil vývod vody přes střed půdy, aby byla voda rovnoměrně rozložena kolem kořenů rostliny.

Krok 8: Použití systému automatického zavlažování rostlin

Graf na přední straně ukazuje úroveň vlhkosti měřenou senzorem při vysychání půdy. Když se dostane pod prahovou hodnotu nastavenou v kódu, čerpadlo se automaticky zapne ve 3sekundových intervalech, dokud hladina vlhkosti opět neklesne nad prahovou hodnotu. Po spuštění čerpadla byste si měli rychle všimnout, že se vlhkost půdy opět zvyšuje.

Můžete také stisknout tlačítko A na přední straně MicroBitu a zapnout čerpadlo na 3 sekundy a zalévat rostlinu ručně.

Můžete dokonce zřetězit více mikrobitů dohromady pomocí jejich rádiového spojení, abyste mohli sledovat úroveň vlhkosti vaší rostliny z jiné místnosti nebo je zalévat na dálku. Dobrým nápadem by bylo použít samostatný Micro: bit jako palubní desku a ovládací rozbočovač pro několik dalších Micro: bitů běžících jako automatické zavlažovací systémy rostlin.

Postavili jste něco pomocí Micro: bit? Dejte mi vědět v sekci komentáře.

Pokud vás to bavilo, nezapomeňte také hlasovat pro tuto instruktáž v soutěži o blokový kód!

Druhá cena v soutěži o blokový kód