Automatický inteligentní květináč - (DIY, 3D tisk, Arduino, samozavlažování, projekt): 23 kroků (s obrázky)

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

Ahoj, Někdy, když odcházíme na několik dní z domova nebo jsme opravdu zaneprázdněni, pokojové rostliny (nespravedlivě) trpí, protože nejsou napojeny, když to potřebují. Toto je moje řešení.

Je to chytrý květináč, který obsahuje:

• Vestavěná vodní nádrž.
• Senzor pro sledování vlhkosti půdy.
• V případě potřeby čerpadlo na čerpání vody do zařízení.
• Monitor hladiny vody ve vodní nádrži.
• LED dioda, která vás upozorní, když je vše v pořádku, nebo pokud se nádrž na vodu blíží prázdné.

Veškerá elektronika, čerpadla a vodní nádrž jsou obsaženy uvnitř hrnce, aby vypadal chytře. Každý květináč (pokud jich vyrobíte více) lze také nastavit pro potřeby různých druhů rostlin. Má Arduino Nano, které vše kontroluje a náklady na komponenty byly udržovány na co nejnižší úrovni.

Krok 1: Videonávod

Pokud dáváte přednost videím před čtením, podívejte se na video výše. Jinak pokračujte ve čtení a já vás krok za krokem provedu vytvořením vlastního Smart Plant Pot.

Krok 2: Věci, které budete potřebovat

K vybudování vlastního budete potřebovat pár věcí. Zde je seznam položek spolu s odkazy na místa, kde je najdete na Amazonu.

• Arduino Nano: https://geni.us/ArduinoNanoV3 x1
• Mini ponorné čerpadlo: https://geni.us/MiniPump x1
• Hadice 5 mm: https://geni.us/5mm Hadice v hodnotě 5 cm
• Tranzistor: https://geni.us/2npn2222 1x 2N2222
• Rezistory (1k a 4,7k): https://geni.us/Ufa2s Jeden z každého
• Vodič: https://geni.us/22AWGWire pro propojení komponent dohromady
• 3mm LED: https://geni.us/LEDs x1
• Senzor hladiny vody: https://geni.us/WaterLevelSensor x1
• Šrouby: https://geni.us/NutsAndBolts M3 x 10 mm x2
• Senzor vlhkosti půdy: https://geni.us/MoistureSensor x1
• Poloviční deska Perma-proto: https://geni.us/HalfPermaProto x1
• Filament PLA:

Krok 3: Vytiskněte 3D tisknutelné součásti

Tisk 3D dílů potrvá nějaký čas, takže je vhodné začít s nimi, zatímco čekáte, až dorazí vše, co jste si objednali.

Soubory CAD dostupné ke stažení najdete zde:

Všechny své jsem vytiskl v PLA ve výšce vrstvy 0,15 mm. Vytiskl jsem „vnější hrnec“třemi obvody a tím bylo zajištěno, že je pro mě vodotěsný. Před použitím zkontrolujte, zda je váš výtisk vodotěsný, abyste nehrozili poškození žádných elektronických součástek. Pokud selže, můžete vyzkoušet některou z následujících možností:

• Vytiskněte jej s více obvody/stěnami
• Zvyšte průtok extruderu
• Ošetřete vnitřek tisku nějakým druhem pečetidla

Krok 4: Připravte si schéma elektroniky a obvodu

Můžeme obrátit naši pozornost na elektroniku. K sestavení a pájení různých elektronických součástek tohoto projektu budete potřebovat několik nástrojů:

• Pájecí drát
• Páječka (používám tuto chladnou baterii napájenou, kterou jsem nedávno dostal:
• Nůžky na drát
• Pomocné ruce

V příloze je schéma pájení. Pokud dáváte přednost, můžete následující části přeskočit a postupovat podle schématu sami, ačkoli pokud chcete, provedu vás nyní komponentou po komponentě.

Krok 5: Pájejte Arduino na Proto Board

Nejprve připájíme Arduino Nano k naší desce Perma-Prota. Jak budeme pokračovat, budu se odkazovat na otvory na desce Perma-Prota podle jejich souřadnic, jako je otvor B7. Písmena a čísla pro otvory jsou napsána podél okrajů desky Perma-Proto.

Chcete -li umístit Arduino Nano na správné místo, vložte kolík D12 na Arduino přes otvor H7 na prototypové desce. Poté desku otočte a připájejte kolíky na místo.

Krok 6: Přidejte tranzistor a rezistory

Tři nohy tranzistoru chtějí projít otvory C24, 25 a 26 na desce. Plochá plocha tranzistoru chce směřovat ke středu desky. Jakmile toto pájíte na místě, ořízněte přebytečné délky nohou z druhé strany řezačem drátu.

Rezistor 4,7 k ohmů (barevné pruhy jsou žluté, fialové a poté červené) prochází otvory A25 a A28.

Rezistor 1k ohm (hnědé, černé a červené pásy) prochází otvory J18 a J22.

Krok 7: Připravte LED a připojte se k desce

Ke každé z nožiček LED připájejte samostatný 7 cm dlouhý vodič. Jakmile to uděláte, použijte izolační pásku nebo tepelně smrštitelný, abyste zabránili kontaktu obou nohou a vodičů a zkratovali náš obvod později.

Nyní je třeba k otvoru J17 na desce připájet kladnou nohu z LED, která je delší ze dvou nohou. Negativ je poté připájen do otvoru I22.

Krok 8: Připravte pumpu

Než nainstalujeme a připojíme čerpadlo, musíme prodloužit jeho vodiče. Přidejte dalších 13 cm na oba vodiče přicházející z vodního čerpadla. Poté, co je spojíte dohromady, znovu přidejte do spojů nějakou izolační pásku.

Krok 9: Připravte si snímač hladiny vody

Tentokrát připájejte tři 20 cm dráty ke třem kolíkům snímače hladiny vody.

Krok 10: Spojte součásti snímající vlhkost dohromady

Připojte 10 cm k následujícím kolíkům na modulu snímačů vlhkosti:

• D0
• GND
• VCC

Poté připájejte vodič od D0 k J12 na desce Proto, zemnící vodič kamkoli podél zemnící lišty a nakonec vodič od VCC k otvoru C8.

Dále připájejte dva 25 cm dráty k záporným a kladným pinům na druhé straně modulu senzorů.

Krok 11: Přidejte další připojení k proto desce

Pomocí krátké délky drátu (na fotografiích zeleně) propojte otvory B26 se zemnicí lištou a poté dalším vodičem propojte naši zemnící lištu se zemnicím kolíkem Arduina přes otvor A20.

K propojení otvorů C28 a J7 potřebujeme ještě jeden vodič.

Krok 12: Začněme sestavováním našich dílů

Pomocí tavného lepidla nebo podobného připevněte snímač hladiny vody na jeho upevňovací desku na vnitřní straně vnějšího hrnce. Zajistěte, aby horní část senzoru byla v jedné linii s horní částí montážní desky.

Nyní přiveďte tři dráty z tohoto senzoru dolů skrz otvor, který najdete na boku sloupku, který stoupá ze spodní části vnějšího hrnce. Když se objeví dole, můžete je protáhnout. Nyní je také skvělý čas je označit, zatímco jsme si jisti, k čemu jsou připojeni.

Zatímco máme po ruce lepidlo, měli bychom LED upevnit na místo zatlačením do otvoru ve stojanu a přilepením tam.

Krok 13: Sestavte vodní čerpadlo

Můžeme také protáhnout vodiče z naší vodní pumpy stejným otvorem ve vnějším hrnci, jako jsme to udělali pro snímač hladiny vody, a poté označit vodiče, když vyjdou z druhé strany.

Nyní vezměte 5 cm gumové hadičky, připojte ji k vodnímu čerpadlu a poté druhým koncem ke spodní straně vnitřního hrnce.

Poté můžeme opatrně zasunout vnitřní hrnec dolů do vnějšího hrnce. Prochází dráty tenkou štěrbinou, dávejte pozor, abyste při montáži těchto dvou částí dráty nezachytili.

Krok 14: Přidejte stojan

Nyní můžeme provléknout všechny naše označené dráty otvorem ve stojanu a poté to vše umístit na pracovní desku dnem vzhůru. Pomocí tavného lepidla upevněte hrnec na stojan a udržujte jej ve střední poloze.

Dále vezměte dva dráty vycházející z našeho senzoru vlhkosti a protáhněte je skrz celek, který protéká celou naší Smart Plant Pot v opačném směru. Ty by nyní měly vyskočit skrz horní část kolony místo malého bočního otvoru, který jsme dříve využívali.

Krok 15: Další pájení

Nyní připájejte vodiče z vodního čerpadla k otvorům B18 a B24.

Zemnící vodič z vodního senzoru lze připojit kamkoli podél zemnící lišty. Kladný vodič je připájen k otvoru A8 a vodič senzoru je připojen k A13.

Krok 16: Správa kabelů

Nyní přilepte modul senzoru půdní vlhkosti k jedné z vnitřních stěn stojanu, jak je znázorněno na fotografii.

Pomocí dvou šroubů můžeme zvlnit zbývající dráty do úhlednějšího uspořádání pod deskou a poté je přišroubovat na místo. Zajistěte, aby konec Arduina s připojením USB směřoval k otvoru ve stojanu, aby jím mohl procházet kabel USB.

Krok 17: Zalijte rostlinu

Nyní můžeme přidat naši rostlinu.:)

S výběrem rostliny a pěstebního média můžete být tak kreativní, jak chcete. Ujistěte se, že vývod vody, vstup a otvor pro kabeláž jsou mimo jakékoli rostoucí médium.

Pokud chcete, můžete vršek také ozdobit něčím jako malým barevným štěrkem.

Krok 18: Připojte snímač vlhkosti

Nyní můžeme připojit snímač vlhkosti ke dvěma vodičům vycházejícím z horní části květináče a poté zasunout jeho hroty do půdy.

Přebytečný drát lze zasunout zpět do květináče.

Krok 19: Nahrajte kód

Kód projektu najdete zde:

Jakmile si jej stáhnete, otevřete soubor 'SmartPlant-V1-1.ino' v Arduino IDE a nahrajte jej do své tvorby. Když všechno jde dobře, měli byste vidět a slyšet následující:

• Když je nahrávání dokončeno a Arduino se restartuje, LED by měla pětkrát rychle zablikat, aby se potvrdilo, že je kód spuštěn.
• Sériový monitor IDE vytiskne aktuální hodnotu hladiny vody.
• Po několika sekundách byste měli slyšet spuštění čerpadla, protože jsme ještě nekalibrovali hodnoty pro snímač vlhkosti půdy.
• LED by pak měla začít pomalu blikat, aby nás varovala, že ve vnitřní nádrži není žádná voda.

Krok 20: Kalibrace úrovně vlhkosti půdy

Na spodní stranu květináče je místo, kde jsme připevnili senzorový modul pro snímač půdní vlhkosti. Tento modul má potenciometr, který použijeme k nastavení úrovně, kterou bude označovat Arduino, protože půda je dostatečně vlhká. Chcete -li to provést, zkontrolujte, zda je vlhkost půdy pro rostlinu jen na minimu, se kterým byste byli spokojeni. Počkejte asi hodinu, než se vlhkost vyrovná růstovým médiem a kolem senzoru.

Potom můžeme malým šroubovákem otáčet potenciometrem, dokud se nerozsvítí druhé světlo, v tomto bodě se zastavit a poté jej otočit zpět, dokud světlo nezhasne. To je pak správně nastaveno.

Pokud někdy potřebujete upravit vlhkost půdy, proveďte to zde.

Krok 21: Kalibrujte hladinu vody v nádrži

Tentokrát otevřete kód 'Water_Tank_Threshold_Test.ino' v IDE a nahrajte jej. Krátce to použijeme, abychom pomohli nastavit správnou prahovou úroveň pro snímač hladiny vody.

Po nahrání otevřete sériový monitor a pomalu začněte přidávat vodu do nádrže, dokud nezačnete vidět hodnotu ze senzoru. Zastavte se v tomto bodě a počkejte, až budou údaje poměrně konzistentní. Poznamenejte si průměrnou hodnotu, kterou nyní zobrazuje.

Nyní můžeme znovu nahrát hlavní kód a přejít k proměnným nahoře a aktualizovat několik hodnot. Nejprve zadáme hodnotu, kterou jsme právě poznamenali, do proměnné 'WaterLevelThreshold'.

Když jsme tady, můžeme také nastavit hodnotu intervalu kontroly na 180 000. to znamená, že úroveň vlhkosti půdy bude kontrolována každou hodinu. Hodnota „emptyReservoirTimer“chce být nastavena na 900. To znamená, že LED dioda bude pomalu blikat 30 minut, abychom věděli, že v nádrži potřebujeme ještě trochu vody, než bude kód pokračovat v kontrole závodu, zalévejte ji, pokud máme vodu doleva a poté se vraťte a pokuste se upoutat naši pozornost.

Proměnná pro 'amountToPump' určuje, kolik vody se čerpá do rostliny, když ji zaléváme. Moje jsem nastavil na 300, ale můžete to upravit, pokud potřebujete více nebo méně vody.

Krok 22: Stačí přidat vodu

Nyní můžeme naplnit vodní nádrž. Dávejte pozor na přepadový otvor zobrazený na obrázku. Jakmile zde uvidíte vodu, přestaňte plnit hrnec. To je tady, abyste zajistili, že nezaplavíte vnitřní elektroniku.

Krok 23: Hotovo

A je to - Smart Plant Pot kompletní.:)

Doufám, že jste si užili stavbu svého. Zvažte prosím sdílení své značky na Thingiverse, velmi rád je vidím:

Podpořte mě na Patreonu:

REGISTRACE:

Pokud byste chtěli poděkovat, zvažte také koupi kávy: