ROZŠÍŘENÝ SYSTÉM ZAVĚŠOVÁNÍ IoT: 17 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

-Maninder Bir Singh Gulshan, Bhawna Singh, Prerna Gupta

Krok 1:

V každodenním provozu související se zaléváním rostlin jsou nejdůležitější kulturní praxí a úkolem, který je nejvíce náročný na práci. Bez ohledu na to, jaké je počasí, ať už je příliš horké a studené nebo příliš suché a mokré, je velmi důležité kontrolovat množství vody, které se dostává do rostlin. Bude tedy efektivní použít myšlenku automatického systému zavlažování rostlin, který zalévá rostliny, když to potřebují. Důležitým aspektem tohoto projektu je, že: „kdy a kolik vody“. Tato metoda se používá k nepřetržitému monitorování úrovně půdní vlhkosti a rozhodování, zda je nutné zalévání, a kolik vody je zapotřebí v rostlinné půdě. Ve své nejzákladnější formě je systém naprogramován tak, že snímač vlhkosti půdy, který snímá úroveň vlhkosti z rostliny v konkrétním časovém okamžiku, pokud je vlhkost snímače nižší než zadaná hodnota prahu, která je předdefinována podle konkrétní rostlina než je požadované množství vody dodáváno do rostliny, dokud její vlhkost nedosáhne předem definované prahové hodnoty. Systém obsahuje snímač vlhkosti a teploty, který sleduje aktuální atmosféru systému a má vliv na zalévání. Elektromagnetický ventil bude řídit průtok vody v systému, když Arduino načte hodnotu ze senzoru vlhkosti, spustí solenoidový ventil podle požadovaných podmínek.. Kromě toho systém hlásí své aktuální stavy a odesílá upomínkovou zprávu o zavlažování rostlin a dostává SMS od příjemce. Všechna tato oznámení lze provést pomocí SIM 800L.

Krok 2: Rámcový diagram

Tento systém vyžaduje Arduino UNO, které funguje jako řadič a server celého systému. V tomto zavlažovacím systému rostlin senzor vlhkosti půdy kontroluje úroveň vlhkosti v půdě a pokud je úroveň vlhkosti nízká, Arduino zapne vodní čerpadlo, aby rostlině dodalo vodu. Vodní čerpadlo se automaticky vypne, když systém najde v půdě dostatek vlhkosti. Kdykoli systém zapne nebo vypne čerpadlo, je uživateli zaslána zpráva prostřednictvím modulu GSM, která aktualizuje stav vodního čerpadla a půdní vlhkosti. Tento systém je velmi užitečný na farmách, zahradách, domácnostech atd. Tento systém je zcela automatizovaný a není třeba žádných lidských zásahů.

Krok 3: Použitý hardware: Arduino UNO

Arduino UNO je deska s mikrokontrolérem s otevřeným zdrojovým kódem založená na mikrokontroléru Microchip ATmega328P a vyvinutá společností Arduino.cc. Deska je vybavena sadou pinů digitálního a analogového vstupu/výstupu (I/O), které mohou být propojeny s různými rozšiřujícími deskami (štíty) a jinými obvody. Deska má 14 digitálních pinů, 6 analogových pinů a je programovatelná pomocí Arduino IDE (Integrated Development Environment) přes USB kabel typu B. Může být napájen kabelem USB nebo externí 9voltovou baterií, přestože přijímá napětí mezi 7 a 20 volty.

Krok 4: SIM 800L

SIM800L je miniaturní mobilní modul, který umožňuje přenos GPRS, odesílání a přijímání zpráv SMS a provádění a přijímání hlasových hovorů. Nízké náklady a malé rozměry a podpora čtyřpásmového kmitočtu činí z tohoto modulu dokonalé řešení pro jakýkoli projekt, který vyžaduje připojení s dlouhým dosahem.

Krok 5: Senzor vlhkosti půdy

Senzory vlhkosti půdy měří objemový obsah vody v půdě. Protože přímé gravimetrické měření vlhkosti volné půdy vyžaduje odebrání, sušení a vážení vzorku, měří snímače vlhkosti půdy objemový obsah vody nepřímo pomocí nějaké jiné vlastnosti půdy, jako je elektrický odpor, dielektrická konstanta nebo interakce s neutrony, jako zástupce obsahu vlhkosti.

Krok 6: Snímač teploty a vlhkosti

DHT11 je základní, extrémně levný digitální snímač teploty a vlhkosti. K měření okolního vzduchu používá kapacitní snímač vlhkosti a termistor a na datový kolík vyplivuje digitální signál (nejsou potřeba žádné analogové vstupní kolíky). Používání je poměrně jednoduché, ale pro získání dat vyžaduje pečlivé načasování.

Krok 7: Čidlo průtoku vody

Snímač průtoku vody se skládá z plastového tělesa ventilu, vodního rotoru a snímače s Hallovým efektem. Když voda protéká rotorem, rotor se valí. Jeho rychlost se mění s různou rychlostí proudění. Senzor s Hallovým efektem vydává odpovídající pulzní signál. Tento je vhodný pro detekci průtoku v dávkovači vody.

Krok 8: Relé

Relé je elektricky ovládaný spínač. Mnoho relé používá elektromagnet k mechanickému ovládání spínače, ale používají se také jiné provozní principy, například polovodičová relé. Relé se používají tam, kde je nutné ovládat obvod samostatným signálem o nízké spotřebě, nebo kde musí být jedním obvodem ovládáno více obvodů.

Krok 9: LCD (displej z tekutých krystalů)

LCD je zkratka pro Liquid Crystal Display a umožňuje vám ovládat LCD displeje, které jsou kompatibilní s ovladačem Hitachi HD44780. Existuje jich mnoho a obvykle je poznáte podle 16kolíkového rozhraní.

Krok 10: Vodní čerpadlo

Čerpadlo je zařízení, které mechanickým působením pohybuje kapalinami (kapalinami nebo plyny) nebo někdy kejdou. Čerpadla lze rozdělit do tří hlavních skupin podle metody, kterou používají k pohybu tekutiny: přímá zvedací, výtlačná a gravitační čerpadla.

Čerpadla pracují nějakým mechanismem (typicky vratným nebo rotačním) a spotřebovávají energii k provádění mechanické práce při pohybu tekutiny. Čerpadla pracují prostřednictvím mnoha zdrojů energie, včetně ručního provozu, elektřiny, motorů nebo větrné energie, v mnoha velikostech, od mikroskopických pro použití v lékařských aplikacích až po velká průmyslová čerpadla.

Krok 11: Výhody

1. Schopnost šetřit vodou a účinnost při dodávce vody.

2. Plánování a připojení.

(Jejich rozvrh je možné aktualizovat odkudkoli s připojením k internetu.)

3. Úspora elektřiny.

(Solární panel se také používá k výrobě elektřiny v zemědělských farmách.)

4. Zemědělec může vědět o polní přírodě kdykoli a kdekoli.

Krok 12: Aplikace

1. Může být použit v zemědělských polích, trávnících a jako kapkový zavlažovací systém.

2. Může být použit pro kultivační proces.

3. Může být použit k zajištění vody v oblasti výsadby školky.

4. Může být použit pro širokou škálu plodin, protože lze přizpůsobit referenci požadovanou pro různé druhy plodin.

5. Může být použit pro hospodaření s vodou v rybníku a přenos vody.

Ve schématu zapojení jsme použili zařízení IoT, tj. NodeMCU, a také jsme ukázali desku plošných spojů (PCB), můžete použít také Arduino UNO.

Krok 13: Schéma zapojení

Krok 14: Návrh DPS pro ROZŠÍŘENÝ SYSTÉM ZAVĚŠOVÁNÍ IoT

Krok 15: Objednávka desek plošných spojů

Nyní máme design DPS a je čas objednat DPS. K tomu stačí přejít na JLCPCB.com a kliknout na tlačítko „CITOVAT NYNÍ“.

JLCPCB jsou také sponzorem tohoto projektu. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co. Můžete si objednat minimálně 5 DPS za pouhé 2 dolary.

Krok 16:

Chcete -li vyrobit desku plošných spojů, nahrajte soubor gerber, který jste stáhli v posledním kroku. Nahrajte soubor.zip nebo můžete také přetáhnout soubory gerber.

Po úspěšném nahrání souboru zip se ve spodní části zobrazí zpráva o úspěchu.

Krok 17:

PCB můžete zkontrolovat v prohlížeči Gerber a ujistit se, že je vše v pořádku. Můžete si prohlédnout horní i dolní stranu desky plošných spojů.

Poté, co se ujistíme, že naše PCB vypadá dobře, můžeme nyní zadat objednávku za rozumnou cenu. Můžete si objednat 5 PCB za pouhé 2 $, ale pokud je to vaše první objednávka, můžete získat 10 PCB za 2 $. Chcete -li zadat objednávku, klikněte na tlačítko „ULOŽIT DO KOŠÍKU“.

Výroba mých PCB trvala 2 dny a dorazila do týdne pomocí možnosti doručení DHL. DPS byly dobře zabalené a kvalita byla opravdu dobrá.