שתל חכם: 14 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

הרעיון של הפרויקט הזה היה לבנות עציץ חכם לפרויקט הגמר של הרובוטיקה Comp 3012, בחרתי אותו לפרויקט מכיוון שאני נהנה מצמחים וגינון בקיץ ורציתי נקודת מוצא לפרויקט גדול יותר שאוכל להשלים בקיץ. הרעיון של פרויקט זה היה ליצור דרך לפקח ולשתול באמצעות לולאת משוב רובוטית, הרעיון היה לפקח על תכולת מי הקרקע ולשאוב מים לאדמה כאשר הצמח זקוק למים. אני גם מוסיף מסך lcd המוקרא לפרויקט יחד עם חיישנים רבים ושונים, בסופו של דבר האדמה החכמה שלי קראה והוצגה: הטמפרטורה, מפלס המים של אגן התפיסה, רמת הלחות של שני אזורי צמח/אדמה ורמת אור.

שלב 1: דרושים רכיבים:

• 1x לוח ארדואינו
• 1 x מודול LCD
• 1x פוטנציומטר 10k
• 1x קרש לחם
• 3x חיישני לחות
• 1x חיישן טמפרטורה LM35
• 1x חיישן אור Adafruit
• 1x משאבת מים 12V
• 1x 12V מקור חשמל (מוצגת ערכת סוללה)
• ממסר הדק 1x5v
• 1x מחבר BNC חיובי ושלילי זכר
• 1x מחבר BNC חיובי ושלילי נקבה
• 3 מכולות (תוצרת עצמית מוצגת)
• 2x חלקים של צינורות מים
• 1x מים
• 1x אדמה
• 1x צמח

שלב 2: תרשים חיווט

בתרשים חיווט זה השתמשתי 9v במקום 12v ומנוע במקום משאבה מכיוון שאפשרויות אלה לא היו זמינות, השתמשתי גם בחיישן טמפרטורה במקום חיישן האור adafruit וחיישני IR לייצוג חיישן הלחות. תחליפים אלה צריכים להיות תקינים ומייצגים את החיישנים האמיתיים מכיוון שהם שניהם 3 חוטים, vcc ואותות החוצה, כמו גם הינם אנלוגיים.

שלב 3: בדוק את חיישני הלחות

אלה שקניתי הם בעלי טווח שבין 1023 ל -0 כאשר הם מחוברים ל -5 וולט ו -677 ל -0 כאשר הם מחוברים ל -3.3 וולט. החיישנים קוראים גם מגבוה לנמוך, כלומר גבוה (1023) אינו לחות ונמוך (200) במים.

שלב 4: קריאה בסיסית והדפסה

תכנת את הארדואינו לקרוא את הערך האנלוגי מחיישן הלחות במרווחי הזמן הרצויים, בשלב זה גם תיכנתתי הדפסה למסך/לפלוט הטורי.

שלב 5: בנה או רכוש את המכולות שלך

בניתי את המכולות שלי מ -20 פלדות מדד כפי שרציתי לשמור ולהשתמש בפרויקט שלי אחרי השיעור הזה. הרעיון למכולות היה שיהיו שלושה מכולות נפרדות המחוברות באמצעות צנרת וחיישנים, תחילה אגן מים, אחר כך מיכל ללוח וכל החיישנים בתוספת מסך ה- LCD לקריאה, ושלישית מיכל העציץ.

שלב 6: הגדר ובדוק את מסך ה- LCD והדפס מתוך חיישן הלחות

שלב 7: הגדרת מיכל ורכיב

התחל להוסיף את הארדואינו ולוח הלחם למיכל האמצעי בשלב זה הוספתי את חיישן אגן המים, מסך ה- lcd ואת פוטנציומטר 10k למסך ה- lcd.

שלב 8: חיבור דברים

חבר את כל הדברים שהוספת רק למיכל, כיוון שהכנתי את המיכל ממתכת רציתי לוודא שאני לא מקרקעת וקוצרת שום דבר על מיכל המתכת, כדי למנוע זאת הוספתי מכונות כביסה ללוחות החשמל על מנת להוסיף פער אוויר בין מיכל אלקטרוני למתכת.

שלב 9: בדיקת משאבת מים

בדוק את משאבת המים כדי לראות מהו זרבובית הכניסה והיציאה, לשם כך תזדקק למקור כוח של 12V מכיוון שזה המתח של המשאבה אם כי נמאס לי להפעיל את שלי עם 9v ונראה שזה גם עובד, תצטרך גם חיבור מהיר וניתוק זה המקום שבו מחברי ה- BNC הזכר והנקבה מגיעים לתועלת. חשוב גם להדליק את המשאבה לפני שתבדוק אותה, לעולם אל תבדוק משאבת מים ללא מים בתוכה כך עלולה לגרום נזק למשאבה.

שלב 10: הוספת דברים

הוסף את החיישנים האחרים (טמפרטורה, אור ושני חיישני לחות הקרקע) למכלים ולארדואינו, בדוק את ההדפסה דרך מסך ה- lcd וההדפסה הסדרתית, בשלב זה הגדרתי גם חלק מהחיישנים על 1-8 סולם מפלס המים באגן ורמת הלחות של הקרקע לצורך קריאות ניתן לעשות זאת על ידי הפחתת 1024 מהקריאה של 1023 וחלוקה ב- 100

שלב 11: חיווט משאבת מים

חוט ואינסטלציה במשאבת המים, מקור החשמל של 12 וולט וממסר ההדק של 5 וולט. שמרתי על החיווט השלילי של משאבת המים ומקור החשמל של 12V המחובר למחברי ה- BNC המהירים לבדיקה כאילו משהו השתבש בעת בדיקת ההדק של המשאבה, היה קל למשוך את התקע ולסגור את המשאבה.

שלב 12: טריגר משאבת מים

תכנת את ההדק של מקור החשמל של 12 וולט באמצעות ההדק ממסר 5 וולט המבוסס על רמות לחות הקרקע, מכיוון שהמשאבה חזקה למדי, תרצה להגדיר זאת למשך זמן קטן מאוד ולבדוק כדי לקבל את השקיה ברמה הנכונה. לא הספקתי לסיים את השלב הזה אבל מתכנן במהלך הקיץ כשיהיה לי קצת זמן נוסף. הוסף אדמה למיכל העציצים שלך, התקן וחבר את כל החיישנים וקו המים שלך.

שלב 13: אם היה לי יותר זמן

צמצם, כשיהיה לי זמן נוסף הייתי רוצה לחדד את התכנות שלי כדי להשתמש בשיחות והגדרות פונקציות תקינות במקום שהכל יהיה בלולאה גדולה, הייתי מתכנת גם בבדיקת מים לתיקון עצמי, ומעט לשנות את העיצוב של את הקופסאות.

שלב 14: הסבר קוד ומקור קוד

הקוד הוא די פשוט, זהו התקנה בסיסית של סיכות לכל החיישנים ומסך ה- lcd, קריאה של הערכים האנלוגיים מהסיכות האלה והדפסה למסך/פלוטר סדרתי עם מסך ה- lcd בצד לוּלָאָה. אם היה לי יותר זמן הייתי מתכנת גם את ההדק של משאבת המים ומתכנן לעשות זאת בקיץ.