Zelený palec: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Green Thumb je projekt internetu věcí v zemědělském sektoru vytvořený pro moji třídu. Chtěl jsem vybudovat něco specificky pro rozvojové země a při svém výzkumu jsem zjistil, že africké země zavlažují pouze 6% zemědělské půdy na kontinentu, existuje špatná technologie, menší spolehlivost hospodaření s vodou nebo zavlažování, což vede k nižší produktivitě. V Zambii bylo zjištěno, že drobní pěstitelé, kteří byli schopni pěstovat zeleninu v období sucha, vydělávali o 35% více než ti, kteří ne.

Většina stávajících systémů stojí více než 200 USD, což je drahé a pro malé farmáře rozhodně není dostupné. Zemědělci v těchto rozvojových zemích již vyvíjejí úsilí směrem k malému vodohospodářskému systému.

Cílem Green Thumb je poskytnout nákladově efektivní, individuální, malý zavlažovací systém zemědělcům v Africe, který jim pomůže s inteligentními závlahovými a vodohospodářskými technikami zvýšit množství jejich produkce

Krok 1: Krok 1: Implementace snímačů vlhkosti do závodu

Výběr rostliny: Potřeboval jsem rostlinu, kterou bych v průběhu svého projektu sledoval, protože mnoho afrických zemí pěstuje lilky, a tak jsem nakonec z domácího skladu dostal malý lilek na experimentování.

Senzory vlhkosti: Chcete-li monitorovat obsah vlhkosti v rostlině, musíte vyrobit cenově výhodný senzor, který to dokáže.

Potřebné součásti:

1. Pozinkované nehty - 2

2. Single Strand Wires - spousta z nich

3. Boron částic - 1

4. Rezistor (220 ohmů nebo jakákoli jiná hodnota) - 1

5. Breadboard

Vezměte 2 pozinkované hřebíky a připájejte je k jednovláknovým drátům.

Na svém prkénku proveďte následující připojení.

Připojte jeden z hřebíků k analogovému kolíku a druhý k digitálnímu kolíku. Udržujte hřebíky od sebe 3 cm, může to být jakákoli vzdálenost, pokud je konstantní, protože vzdálenost mezi 2 hřebíky může změnit hodnoty.

Zadejte následující kód do svého Particle Boron IDE a kód odešlete

Vložte hřebíky do svého závodu, měl by zobrazovat hodnoty na vašem sériovém monitoru nebo konzole.

Zde je rychlý průvodce nastavením Boronu.

Krok 2: Krok 2: Shromáždění údajů ze snímače vlhkosti

Dalším krokem bylo shromáždit všechna měření v dokumentu aplikace Excel pro účely monitorování prostřednictvím IFTTT.

1. Navštivte IFTTT a vytvořte si účet (pokud ho ještě nemáte) nebo se přihlaste. IFTTT (pokud je to pak ono) je bezplatná webová služba pro vytváření řetězců jednoduchých podmíněných příkazů zvaných Applety.

2. Přejděte na -> Moje aplety, klikněte na -> Nové aplety

3. pro +toto -zvolte Částice -> zvolte 'Nová událost publikována' -> Jako název události, pro kterou by měl být spuštěn IFTTT, napište 'PlantData'

4. pro +vyberte Google listy -> vyberte 'Přidat řádek do tabulky' -> Napište název tabulky, která má být vytvořena -> klikněte na 'Vytvořit akci'

5. Když tedy částice zveřejní událost „PlantData“, bude do tabulky na vašem disku Google přidán nový řádek dat.

Krok 3: Krok 3: Analýza dat

Můžete si stáhnout soubor aplikace Excel a vzorkovat data. Udělal jsem čárové grafy shromážděných dat každou půlhodinu a zjistil, že hodnoty se v daném časovém období příliš nezměnily. Senzory na nehty poskytovaly téměř spolehlivé hodnoty.

Odečet obvykle kolísal mezi 1 500 a 1 000, kdykoli bylo třeba zalévat.

Vzhledem k tomu, že je prahová hodnota 1500, můžeme říci, že když je hodnota nižší než 1500, rostlina je ve stádiu vadnutí a systém může reagovat přibližně za 5-10 minut zaléváním rostlin.

Vzhledem k tomu, že dříve byla data shromažďována každou milisekundu, koroduje nehty.

Jakmile jsou data monitorována a vidíme, že nedochází k velkým výkyvům naměřených hodnot, lze senzor napájet každou hodinu, sbírat naměřené hodnoty a kontrolovat, zda není pod prahovou hodnotou.

To umožní senzorům nehtů vydržet déle.

Krok 4: Krok 4: Výroba více senzorů a komunikace prostřednictvím sítě

Celou farmu lze rozdělit do více oblastí a tyto oblasti lze monitorovat pomocí jednotlivých senzorů. Všechny tyto senzory mohou komunikovat s 'hlavním systémem', který ovládá vodní čerpadlo.

„Hlavní systém“má částicový bor - je mobilní, a proto může komunikovat na místech bez WiFi.

Jednotlivé senzory mají xenonové částice, které komunikují s Boronem vytvořením místní síťové sítě.

Zde je rychlý průvodce pro přidání vašeho Xenonu do stávající sítě Mesh.

Zde jsem vytvořil 2 senzory. Přeneste celý obvod na protoboard.

Otestujte následující kód, abyste zjistili, zda komunikace Mesh funguje.

Krok 5: Krok 5: Kompletní fyzická forma senzorů

Elektronika pro senzory potřebuje krabici, kterou lze nasadit do polí. Protože systém musel být nákladově efektivní, představil jsem si výdaje na elektroniku a zároveň úsporu nákladů na její fyzickou podobu. Fyzický box, do kterého je třeba umístit senzor, může být vyroben farmářem nebo může být vyroben místně v Africe pomocí jejich surovin. Zemědělec může také použít jakýkoli materiál, který má k dispozici, a dovnitř umístit elektroniku.

Prototypuji pomocí lepenky, která může být lakováním odolná vůči vodě.

Vytvořte krabici o šířce 8,5 cm, šířce 6,5 cm a výšce 5,5 cm. Vyřízněte tyto rozměry z lepenky. V dolní části vytvořte 2 otvory, které jsou od sebe vzdáleny 3 cm, aby dovnitř mohly vstoupit senzory. Lepenkovou krabici přilepte lepicí pistolí.

Vytvořte 2 vrstvy lepenky o rozměrech 8,5 cm x 6,5 cm, které by šly do krabice. V těchto vrstvách vyřízněte otvor, aby jím mohly procházet dráty.

Hřebíky by prošly otvory. Na něj je položena lepenková vrstva s protoboardem. K připojení hřebíků k obvodu slouží krokodýlí svorky, takže tyto hřebíky lze snadno odpojit od obvodu.

Druhá vrstva lepenky nahoře má baterii LIPO, která napájí xenony.

Tyto vrstvy lze odstranit zvednutím pomocí vyříznutých otvorů a hřebíky lze snadno vyměnit, což usnadňuje údržbu a montáž systému.

Krok 6: Krok 6: Konečná implementace

Rozdělil jsem krabici plnou zeminy na 3 části, jednu s maximálním množstvím vody, druhou se středním obsahem vody a třetí byla suchá půda.

Každý senzor, když je umístěn v jedné ze 3 částí krabice, sděluje odečet boru, který rozhoduje, zda je třeba tuto oblast zalévat. To je indikováno LED diodou, která odpovídá každému senzoru.

Senzor bude napájen každou hodinu.