מערכת השקיה מתקדמת של IoT: 17 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

-מאת מנינדר ביר סינג גולשן, בהאונה סינג, פרנה גופטה

שלב 1:

בפעולה יומיומית הקשורה להשקיית הצמחים הם הפרקטיקה התרבותית החשובה ביותר והמשימה עתירת העבודה ביותר. לא משנה באיזה מזג אוויר הוא, חם וקר מדי או יבש ורטוב מדי, חשוב מאוד לשלוט בכמות המים המגיעה לצמחים. לכן, זה יהיה יעיל להשתמש ברעיון של מערכת השקייה אוטומטית של צמחים אשר משקה צמחים כאשר הם זקוקים לה. היבט חשוב בפרויקט זה הוא: "מתי וכמה מים". שיטה זו משמשת כדי לעקוב אחר רמת הלחות בקרקע באופן רציף ולהחליט אם יש צורך בהשקיה או לא, וכמה מים דרושים בקרקע הצמח. בצורתה הבסיסית ביותר, המערכת מתוכנתת באופן כזה שחיישן לחות קרקע החוש את רמת הלחות מהצמח ברגע מסוים, אם רמת הלחות של החיישן נמוכה מערך הסף שצוין מראש בהתאם הצמח המסוים מאשר כמות המים הרצויה מסופק לשתול עד שרמת הלחות שלו מגיעה לערך הסף המוגדר מראש. המערכת כוללת חיישן לחות וטמפרטורה העוקבים אחר האווירה הנוכחית של המערכת ויש לה השפעה כאשר השקיה מתרחשת. שסתום סולנואיד ישלט על זרימת המים במערכת, כאשר ארדואינו קורא ערך מחיישן לחות הוא מפעיל את שסתום הסולנואיד בהתאם למצב הרצוי.. בנוסף, המערכת מדווחת על מצביה הנוכחיים ושולחת את הודעת התזכורת על השקיית צמחים ומקבלת SMS מהנמען. כל ההודעה הזו יכולה להיעשות באמצעות SIM 800L.

שלב 2: תרשים מסגרת

מערכת זו דורשת UNO Arduino הפועל כבקר ושרת של המערכת כולה. במערכת השקיה של צמחים, חיישן לחות הקרקע בודק את רמת הלחות בקרקע ואם רמת הלחות נמוכה אז Arduino מפעיל משאבת מים כדי לספק מים לצמח. משאבת מים יורדת אוטומטית כאשר המערכת מוצאת מספיק לחות בקרקע. בכל פעם שהמערכת מדליקה או מכבה את המשאבה, נשלחת למשתמש הודעה באמצעות מודול GSM, המעדכן את מצב משאבת המים ולחות הקרקע. מערכת זו שימושית מאוד בחוות, בגינות, בבית וכו 'מערכת זו היא אוטומטית לחלוטין ואין צורך בהתערבות אנושית כלשהי.

שלב 3: חומרה בשימוש: Arduino UNO

ה- Arduino UNO הוא לוח מיקרו-בקר בעל קוד פתוח המבוסס על המיקרו-שבב ATmega328P Microchip שפותח על ידי Arduino.cc. הלוח מצויד במערכות סיכות קלט/פלט דיגיטליות ואנלוגיות (I/O) העשויות להיות בממשק ללוחות הרחבה (מגינים) ומעגלים אחרים. הלוח כולל 14 סיכות דיגיטליות, 6 סיכות אנלוגיות וניתן לתכנות באמצעות Arduino IDE (סביבת פיתוח משולבת) באמצעות כבל USB מסוג B. ניתן להפעיל אותו באמצעות כבל ה- USB או באמצעות סוללה חיצונית של 9 וולט, אם כי היא מקבלת מתח בין 7 ל -20 וולט.

שלב 4: SIM 800L

SIM800L הוא מודול סלולרי מיניאטורי המאפשר שידור GPRS, שליחה וקבלה של SMS וביצוע וקבלה של שיחות קוליות. עלות נמוכה וטביעת רגל קטנה ותדר רצועות מרובעות הופכות מודול זה לפתרון מושלם עבור כל פרויקט הדורש קישוריות לטווח ארוך.

שלב 5: חיישן לחות קרקע

חיישני לחות קרקע מודדים את תכולת המים הנפחים בקרקע. מכיוון שהמדידה הגרבימטרית הישירה של לחות הקרקע החופשית דורשת הסרה, ייבוש ושקלול של דגימה, חיישני לחות קרקע מודדים את תכולת המים הנפחים באופן עקיף על ידי שימוש במאפיין אחר של הקרקע, כגון התנגדות חשמלית, קבוע דיאלקטרי או אינטראקציה עם נויטרונים., כפרוקסי לתכולת הלחות.

שלב 6: חיישן טמפרטורה ולחות

DHT11 הוא חיישן טמפרטורה ולחות דיגיטלי בסיסי בעלות נמוכה במיוחד. הוא משתמש בחיישן לחות קיבולית ותרמיסטור למדידת האוויר שמסביב, ויורק אות דיגיטלי על סיכת הנתונים (אין צורך בסיכות קלט אנלוגיות). זה פשוט למדי לשימוש, אך דורש תזמון זהיר כדי לתפוס נתונים.

שלב 7: חיישן זרימת מים

חיישן זרימת מים מורכב מגוף שסתום פלסטיק, רוטור מים וחיישן אפקט אולם. כאשר מים זורמים דרך הרוטור, הרוטור מתגלגל. מהירותו משתנה עם קצב זרימה שונה. חיישן אפקט האולם פולט את אות הדופק המתאים. זה מתאים לאיתור זרימה במתקן מים.

שלב 8: ממסר

ממסר הוא מתג המופעל באמצעות חשמל. ממסרים רבים משתמשים באלקטרומגנט להפעלה מכנית של מתג, אך משתמשים גם בעקרונות הפעלה אחרים, כגון ממסרי מצב מוצק. ממסרים משמשים כאשר יש צורך לשלוט במעגל באמצעות אות נפרד בעל הספק נמוך, או כאשר מספר מעגלים חייבים להיות נשלטים על ידי אות אחד.

שלב 9: LCD (תצוגת קריסטל נוזלי)

LCD מייצג תצוגת קריסטל נוזלי והוא מאפשר לך לשלוט במסכי LCD התואמים את מנהל ההתקן של Hitachi HD44780. יש הרבה כאלה בחוץ, ובדרך כלל אתה יכול להגיד להם את זה על ידי ממשק 16 פינים.

שלב 10: משאבת מים

משאבה היא מכשיר המניע נוזלים (נוזלים או גזים), או לעיתים טלאים, על ידי פעולה מכנית. ניתן לסווג משאבות לשלוש קבוצות עיקריות על פי השיטה בהן הן משתמשות להעברת הנוזל: משאבות הרמה ישירה, תזוזה וכוח הכבידה.

משאבות פועלות במנגנון כלשהו (בדרך כלל הדדיות או סיבוביות), וצורכות אנרגיה לביצוע עבודות מכניות בהנעת הנוזל. משאבות פועלות באמצעות מקורות אנרגיה רבים, כולל הפעלה ידנית, חשמל, מנועים או כוח רוח, מגיעות בגדלים רבים, החל מיקרוסקופיים לשימוש ביישומים רפואיים ועד משאבות תעשייתיות גדולות.

שלב 11: יתרונות

1. יכולת לחסוך במים ויעילות במתן מים.

2. תזמון וקישוריות.

(לוח הזמנים שלהם יכול להתעדכן מכל מקום עם חיבורי אינטרנט.)

3. חיסכון בחשמל.

(פאנל סולארי משמש גם לייצור חשמל בחוות חקלאיות.)

4. חקלאי יכול לדעת על טבע השדה בכל זמן ובכל מקום.

שלב 12: יישומים

1. ניתן להשתמש בו בתחומי חקלאות, מדשאות וכמערכת השקיה בטפטוף.

2. ניתן להשתמש בו לתהליך טיפוח.

3. ניתן להשתמש בו לאספקת מים באזור שתילת משתלות.

4. ניתן להשתמש בו למגוון רחב של גידולים שכן ניתן להתאים אישית את ההתייחסות הנדרשת לסוגים שונים של גידולים.

5. זה יכול לשמש לניהול מים בבריכה והעברת מים.

השתמשנו במכשיר IoT כלומר NodeMCU בתרשים המעגלים והצגנו גם את לוח המעגלים המודפסים (PCB) עבור אותו הדבר, אתה יכול להשתמש ב- Arduino UNO גם כן.

שלב 13: תרשים מעגלים

שלב 14: עיצוב PCB למערכת השקת IoT מתקדמת

שלב 15: הזמנת ה- PCB

כעת קיבלנו את עיצוב ה- PCB והגיע הזמן להזמין את ה- PCB. לשם כך, עליך פשוט לעבור אל JLCPCB.com וללחוץ על כפתור "ציטוט עכשיו".

JLCPCB גם נותנים חסות לפרויקט זה. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.), הוא מפעל האב-טיפוס הגדול ביותר בסין ויצרן היי-טק המתמחה באב טיפוס מהיר של PCB וייצור PCB בקבוצות קטנות. אתה יכול להזמין מינימום של 5 PCB ב -2 $ בלבד.

שלב 16:

כדי לייצר את ה- PCB, העלה את קובץ הגרבר שהורדת בשלב האחרון. העלה את קובץ ה- zip או תוכל גם לגרור ולשחרר את קבצי הגרבר.

לאחר העלאת קובץ ה- zip, תראה הודעת הצלחה בתחתית אם הקובץ יעלה בהצלחה.

שלב 17:

אתה יכול לסקור את ה- PCB ב- Gerber viewer כדי לוודא שהכל טוב. אתה יכול להציג את החלק העליון והתחתון של הלוח הלוח.

לאחר שוודא שה- PCB שלנו נראה טוב, כעת נוכל לבצע את ההזמנה במחיר סביר. אתה יכול להזמין 5 PCB ב -2 $ בלבד, אך אם זו ההזמנה הראשונה שלך, תוכל לקבל 10 PCB ב- 2 $. לביצוע ההזמנה, לחץ על כפתור "שמור לעגלה".

הלוחות שלי לקח יומיים לייצר והגיעו תוך שבוע באמצעות אפשרות משלוח DHL. מחשבי הלוח היו ארוזים היטב והאיכות הייתה ממש טובה.