Smart Garden - Click and Grow: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Co kdybyste si mohli pěstovat vlastní rostliny, květiny, ovoce nebo zeleninu pomocí aplikace pro chytré telefony, která zajistí, že vaše rostliny získají optimální konfiguraci vody, vlhkosti, světla a teploty, a umožní vám sledovat, jak pěstovat své rostliny KDYKOLI.

Chytrá zahrada - Click and Grow se postará o vaše rostliny, i když jste na dovolené, na míle daleko od domova, tím, že zajistí, aby měly vždy dostatek vody, světla a správnou teplotu.

Díky pokročilým senzorům, které monitorují vlhkost, světlo a teplotu, naše chytrá aplikace přesně ví, kdy zavlažovat vaši zahradu a jaké je optimální množství potřebné vody. Všechny relevantní informace o vaší zahradě jsou neustále monitorovány a neustále se objevují na obrazovce vašeho smartphonu.

Budete se moci rozhodnout nechat inteligentní aplikaci automaticky zavlažovat zahradu v závislosti na podmínkách, které na zahradě panují, nebo se můžete také rozhodnout zavlažovat zahradu ručně, kdykoli se rozhodnete a v množství vody podle vašeho výběru, stisknutím tlačítka na smartphonu.

Naše chytrá zahrada vyhovuje vašim místním podmínkám a díky dokonalému načasování a podmínkám snižuje spotřebu vody a účty za vodu až o 60%.

Posuňte se do budoucnosti s naší chytrou zahradou a začněte svoji zahradu kultivovat snadno, rychle a neméně důležitě, aniž byste museli utratit majlant.

Krok 1: Díly

Pro tento projekt budete potřebovat:

Elektronická zařízení a desky:

1) NodeMCU;

2) 2 (nebo více) kanálový analogový multiplexor;

3) tranzistor;

4) Vodní čerpadlo (použili jsme 12V blige pumpu 350GPH);

5) Zdroj napájení

Senzory:

6) Světelný senzor (rezistor závislý na světle);

7) snímač MPU-6050 (nebo jakékoli teplotní čidlo);

8) kapacitní snímač vlhkosti půdy;

Fyzický

9) 3/4 vodní dýmka;

10) Rezistory;

11) Dráty a rozšíření;

12) Smartphone

13) Blynk App

Krok 2: Zapojení - deska a senzory

Níže naleznete podrobné pokyny k připojení různých komponent a nahlédněte do výše uvedeného schématu zapojení.

Deska a MultiPlexer

Umístěte NodeMCU a multiplexor na prkénko podle obrázku.

Pomocí dvou propojek připojte 5V a GND NodeMCU ke sloupci '+' a '-' na desce breadBoard a připojte multiplexor k NodeMCU, jak je uvedeno výše.

Připojení senzorů

1) Světelný senzor (rezistor závislý na světle) - Budete potřebovat tři propojky a odpor 100K.

Pomocí 3 propojek připojte senzor k 5V, GND a Y2 multiPlexeru, jak je uvedeno výše.

2) Senzor MPU -6050 - K připojení senzoru k 5V, GND a D3, D4 NodeMCU budete potřebovat čtyři propojky, jak je uvedeno výše.

3) Kapacitní snímač vlhkosti půdy (CSMS) - Připojte CSMS pomocí 3 propojek k 5V, GND a Y0 multiplexeru, jak je uvedeno výše.

Nyní připojte kabel USB k NodeMCU a pokračujte dalším krokem.

Krok 3: Zapojení - tranzistor a čerpadlo

Níže naleznete podrobné pokyny o připojení Rely a vodního čerpadla a prohlédněte si výše uvedené obrázky zapojení.

Tranzistor

Pomocí 3 propojek připojte tranzistor následujícím způsobem:

1. Prostřední noha k „-“vodního čerpadla;

2. Levou nohou k „-“12 V napájecímu zdroji;

3. Pravá noha k D0 MCU;

Vodní čerpadlo

Připojte '+' 12 V napájecího zdroje k '+' vodního čerpadla.

Krok 4: Připojení systému

Doporučujeme umístit breadBoard spolu se všemi ostatními součástmi kromě čerpadla do pěkné krabice.

Měl by být uvnitř kbelíku s vodou.

Vezměte si dlouhou 3/4 'trubku; Zablokujte jeden konec potrubí a druhý konec namontujte na vodní čerpadlo; vytvoří několik děr podél potrubí a rozmístí je poblíž rostlin;

vložte půdní senzor do půdy. Varovná čára senzoru by měla být mimo půdu.

Můžete se podívat na výše uvedený obrázek a zjistit, jak jsme systém umístili.

Krok 5: Kód

Otevřete přiložený soubor.ino v editoru arduino.

Než jej nahrajete na NodeMCU, věnujte pozornost následujícím parametrům, které byste mohli chtít změnit:

1) const int AirValue = 900; Tuto hodnotu musíte otestovat pomocí snímače vlhkosti půdy.

Vyjměte senzor z půdy a zkontrolujte hodnotu, kterou získáte. Hodnotu v kódu můžete podle toho změnit.

2) const int WaterValue = 380; Tuto hodnotu musíte otestovat pomocí senzoru.

Vyjměte senzor z půdy a vložte jej do sklenice vody. Zkontrolujte hodnotu, kterou získáte - Hodnotu v kódu můžete podle toho změnit.

Po provedení výše uvedeného stačí nahrát kód do NodeMCU.

Krok 6: IFTTT aplety

Pokud se systém rozhodne automaticky zavlažovat zahradu, pošle vám e -mail, takže budete vědět, že vaše zahrada byla zavlažována, protože půda byla velmi suchá.

Doporučujeme vám nakonfigurovat systém tak, aby zavlažoval pouze v noci nebo při nízké hladině slunce.

tímto způsobem ušetříte každý měsíc značné množství vody !!

V aplikaci Blynk jsme použili jeden widget webhook. Widget webhook byl použit ke spuštění události na IFTTT. IFTTT apletech Datum/čas -> webhooks, virtuální pin na Blynku mění svou hodnotu. Což spustí funkci, která vám pošle poštu, když je půda velmi suchá a byla provozována automatická závlaha.

Krok 7: Smart Garden - aplikace BLYNK

Naše aplikace BLYNK obsahuje následující funkce:

1) LCD - LCD vám poskytne relevantní informace o systému. Bude vás informovat, když systém spustí vodní čerpadlo a zavlažuje rostliny.

2) Stupnice vlhkosti půdy - Poskytuje informace o vlhkosti půdy.

Stupnice ukazuje vlhkost v procentech tak, že nula procent představuje průměrnou úroveň vlhkosti vzduchu a 100 procent představuje vlhkost vody.

Také jsme přidali slovní popis úrovně vlhkosti představovaný pěti možnostmi:

A. Velmi vlhký - když je půda zaplavena vodou.

B. Mokrá - mezi normálním a zaplaveným. Očekává se, že k této situaci dojde ještě nějakou dobu poté, co jsme zemi zavlažovali.

C. Ideální - když půda obsahuje ideální množství vody pro rostliny.

D. Sušení - Když půda začne schnout. U většiny rostlin však zatím není třeba zavlažovat.

E. Velmi suché - v této situaci zalévejte půdu co nejdříve (Všimněte si, že pokud je zapnutý režim automatického zavlažování, systém automaticky zavlažuje zahradu, když je půda velmi suchá).

* Ideální úroveň vlhkosti půdy samozřejmě závisí na spcefických rostlinách, které máte na zahradě.

* Úroveň vlhkosti vzduchu a vlhkosti vzduchu můžete změnit v souladu s vysvětlením výše.

3) Sluneční stupnice - Poskytuje informace o úrovni světla, kterému jsou rostliny vystaveny. Ideální požadovaná úroveň osvětlení závisí na tom, jaký typ rostlin máte na zahradě.

4) Teplota - poskytuje teplotu v okolí vašich rostlin.

5) Automatické zavlažování - když je toto tlačítko ZAPNUTO, systém automaticky zavlažuje rostliny, když se vlhkost půdy dostane na „velmi suché“.

6) Množství - stisknutím '+' nebo ' -' můžete zvolit množství vody (v litrech) pro zavlažování rostlin.

Krok 8: Simulace systému v akci

Podívejte se, jak systém funguje naživo v přiloženém videu !!:)

Všimněte si, že když zapnete automatické zavlažování, systém automaticky zavlažuje vaši zahradu, jakmile půda „vyschne“. Systém lze nakonfigurovat tak, aby zavlažoval pouze tehdy, když slunce není příliš silné (například pouze pozdě v noci), takže voda nebude zbytečná !!!

Pokud se systém rozhodne zahradu automaticky zavlažovat, oznámí vám to na lcd aplikace (pokud je otevřená otevřená na vašem smartphonu) a také vám pošle e -mail!

Krok 9: Vylepšení a plány do budoucna

Hlavní výzva

Naším hlavním úkolem bylo zjistit, které senzory bychom měli používat, kam je umístit a jaké hodnoty koncových bodů bychom měli používat, abychom dosáhli nejlepších výsledků.

Protože jsme měli k zobrazení mnoho informací (vlhkost půdy, teplota, úroveň světla, stav půdy atd.) Strávili jsme spoustu času, aby byla naše aplikace co nejjasnější a nejpohodlnější.

Na začátku jsme pracovali s Rely, což nám velmi ztěžovalo život, vyzkoušeli jsme několik spoléhání a zjistili jsme, že NodeMCU a závislost někdy nejsou příliš stabilní, protože VYSOKÁ hodnota digitálních pinů NodeMCU vydává pouze 3 voltů, když spoléhání funguje na 5 V, takže když jsme chtěli zapnout čerpadlo a nastavit výstup D1 na VYSOKÝ, přepínač nefungoval, protože spoléhání očekávalo, že 5 V změní svůj stav.

Jakmile jsme spoléhali na tranzistor, mohli jsme čerpadlo snadno ovládat.

Omezení systému

Naše zahrada je malá, nebylo možné obsahovat velké množství senzorů, aby bylo možné přijímat informace z několika různých oblastí naší zahrady. S více senzory a větší zahradou bychom se mohli dozvědět více o podmínkách převládajících v každé oblasti zahrady a použít specifické vlastnosti pro každou oblast zahrady, takže získá nejlepší podmínky a ošetření pro své specifické potřeby a také jej upravit pro automatické zavlažování.

Vize budoucnosti

Naše budoucí myšlenky vyplývají hlavně z omezení systému. Cílem je implementovat stejný inteligentní zahradní systém- jen velký ve větších měřítcích.

Věříme, že takový systém lze přizpůsobit jakémukoli typu platformy počínaje soukromými zahradami a veřejnými zahradami až po zemědělský průmysl, jako velké skleníky a zemědělská pole.

Pro každý systém (v závislosti na jeho velikosti) použijeme více senzorů. Například:

1. Velký počet senzorů vlhkosti půdy: S velkým počtem senzorů můžeme znát úroveň vlhkosti v jakékoli konkrétní části země/půdy.

2. Velký počet světelných senzorů: podobně jako výše uvedený důvod, i zde můžeme získat více než konkrétní v různých oblastech zahrady.

Přidáním těchto senzorů můžeme spojit specifické ošetření pro jakýkoli druh rostliny v naší zahradě.

Protože různé druhy rostlin vyžadují jiné zacházení, můžeme každou oblast naší zahrady přizpůsobit jinému druhu rostlin a díky velkému počtu senzorů přizpůsobíme konkrétní rostlině přesný stav, který potřebuje. Tímto způsobem můžeme pěstovat různé rostliny na menším terénu.

Další významnou výhodou velkého počtu senzorů je schopnost identifikovat úroveň vlhkosti v půdě a teplotu, zamykání vědět, kdy je nutné zalévat jakoukoli část Země a můžeme ovládat zavlažování tak, aby to mělo za následek maximální úspora vody. Zalévat celou zahradu musíme jen tehdy, je -li její malá část suchá, můžeme změnit pouze tuto plochu.

3. Připojení systému k hlavnímu vodovodnímu kohoutku - tak nemusíme do nádoby plnit vodu. Velkou výhodou takového připojení je maximální kontrola nad zavlažováním a množstvím vody, které každá oblast půdy přijímá, bez obav, že dojde voda v nádrži.

4. Specializovaná aplikace pro systém - Psaní nové aplikace, která je kompatibilní se systémem. Se vší láskou application Blynk aplikace, nemůžeme ji používat jako hlavní systémovou aplikaci. Chtěli bychom do systému napsat jedinečnou aplikaci, která odpovídá ovladači a senzorům, se kterými chceme pracovat, abychom uživateli poskytli dokonalý zážitek.

Napsání takovéto aplikace nám poskytne možnost přidat další funkce, než ty, které můžeme najít v Blynku. Například budování uživatelského profilu pro klienta, shromažďování informací o každém klientovi a poradenství ohledně nejlepších a nejefektivnějších vlastností, které vyhovují jeho potřebám.

Rádi bychom vytvořili algoritmus, který se učí všechny informace, které získáváme z různých senzorů, a používáme je, abychom rostlinám poskytli ty nejlepší podmínky.

Dále pak můžeme vytvořit online kruh zákazníků, který bude aktualizován o doporučení a dostane online nápovědu v případě problému v systému.

Skutečně si myslíme, že takový projekt má velký potenciál sloužit široké škále zákazníků: od soukromých osob, které mají malé zahrady, přes okrasné zahrady v podnicích, které by chtěly snadno pěstovat své zahrady, a přitom šetřit vodou a zdroji, a až zemědělci a velké společnosti, kteří vlastní velká pole a skleníky a hledají efektivní a relativně levné řešení, které jim poskytne nejrelevantnější informace o jejich produkci, a tak jim poskytnou výhody oproti jejich konkurentům, pokud jde o kvalitu jejich produkce a úspora nákladů na vodu i vadné zboží, se kterým nebylo řádně zacházeno (například dostalo příliš mnoho vody).