כיצד להכין מערכת השקיה אוטומטית באמצעות Arduino: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

במדריך זה אראה לך כיצד לבנות וליישם מערכת השקיה אוטומטית שיכולה לחוש את כמות המים באדמה ולהשקות את הגינה שלך באופן אוטומטי. ניתן לתכנת מערכת זו לדרישות גידול שונות וריאציות עונתיות. מערכת זו מתאימה ביותר לטכניקת השקיה בטפטוף. בדקתי את המערכת גם לגבי תנאי קרקע וזמינות מים שונים.

צפה בסרטון המקושר להבנה קלה.

מערכת זו תעזור לך להשקות את גינת החצר האחורית שלך או את הגינה המקורה שלך באופן אוטומטי ואתה לא צריך לדאוג להשקיית הצמחים האהובים עליך בלוח הזמנים העמוס שלך.

Arduino UNO הוא המוח של מערכת זו וכל החיישנים והתקני התצוגה נשלטים על ידה. חיישן לחות משמש לקריאת תכולת הלחות של הקרקע. LCD מסופק כדי לעקוב אחר מצב הקרקע, טמפרטורת הסביבה ומצב אספקת המים (משאבת מים).

שלב 1: חומרים דרושים

1. ארדואינו UNO
2. חיישן לחות קרקע (עם נהג LM393)
3. חיישן טמפרטורה LM 35
4. תצוגת LCD בגודל 16x2
5. מתג מפלס מים
6. רַמקוֹל
7. ממסר 5V
8. טרנזיסטורים NPN BC547 או דומים להם
9. נגדים (עיין תרשים מעגל)
10. פוטנציומטר (10 קאוהם)
11. 5 מ"מ LED
12. דיודה 1N4007
13. רצועות מסוף ומסופי בורג
14. לוח PCB / לוח
15. כלים בסיסיים וערכת הלחמה

שלב 2: בנה את המעגל

מעגל זה יכול להיבנות על לוח הלחם או על לוח PCB. לניסיון זמני, תוכל לבנות זאת על לוח הלחם. עיין בתרשים המעגלים לפרטים. בצע את החיבור כפי שהוזכר להלן.

סיכות ARDUINO

0 _ לא נכון

1 _ לא

2 _ LCD-14

3 _ LCD-13

4 _ LCD-12

5 _ LCD-11

6 _ N/C

7_WATER_LEVEL_STATUS_LED

8 _ N/C

9_ דובר

10 _ לא

11 _ LCD-6

12 _ LCD-4

13 _ PUMP_STATUS_LED) _AND_TO_RELAY

A0_ SOIL_MOISTURE_SENSOR

A4 _ LM35_ (TEMPERATURE_SENSOR)

LCD-1 _ GND

LCD-5 _ GND

LCD-2 _+Vcc

LCD-3 _ LCD_BRIGHTNESS

*באג דיווח על קריאות טמפרטורה לא יציבות. אנא הימנע מחיישן הטמפרטורה. אעדכן את הקוד ברגע שהוא ייפתר.

שלב 3: עקרון העבודה של המעגל

ערכי חיישן לחות הקרקע תלויים בהתנגדות הקרקע. מנהל ההתקן LM393 הוא משווה דיפרנציאלי כפול המשווה את מתח החיישן עם מתח אספקה קבוע של 5V.

הערך של חיישן זה משתנה בין 0-1023. 0 כשהמצב הרטוב ביותר ו -1023 המצב היבש מאוד.

LM35 הוא חיישני טמפרטורה משולבים מדויקים, אשר מתח המוצא שלהם פרופורציונלי באופן לינארי לטמפרטורת צלזיוס. LM35 פועל בטמפרטורות של -55 ˚ עד +120 ˚.

מתג מפלס המים מכיל מתג קנה-מגנטי המוקף במגנט צף. כאשר יש מים, הם מוליכים.

הארדואינו קורא את מצב הקרקע באמצעות חיישן לחות הקרקע. אם האדמה יבשה היא מבצעת את הפעולות הבאות ….

1) בודק את זמינות המים באמצעות חיישן מפלס מים.

2) אם המים זמינים, המשאבה מופעלת וכיבוי אוטומטי כאשר מספקת כמות מספקת של מים. המשאבה מונעת על ידי מעגל נהג ממסר.

3) אם המים אינם זמינים, תקבל הודעה עם צליל.

בכל תנאי אחר, המשאבה נשארת כבויה ומצב הקרקע (יבש, לח, רטוב), הטמפרטורה ומצב המשאבה מוצגים על מסך LCD.

שלב 4: קוד ארדואינו

תהליך

• חבר את ה- Arduino למחשב שלך.
• הורד את הקוד המצורף ופתח אותו.
• בחר את יציאת ה- COM שלך ואת לוח ה- Arduino מתוך אפשרויות כלים.
• לחץ על כפתור העלאה.

לאחר העלאת הקוד, פתח את הצג הסדרתי המציג את ערכי חיישן לחות הקרקע הנעים בין 0-1023. בדוק את החיישן בתנאי קרקע שונים וציין את ערך החיישן למצב הקרקע המתאים ביותר וערוך את הערכים בקוד עבור היישום שלך. אם ברצונך לשנות את רגישות החיישן לתנאי קרקע שונים, שנה את ערכי שלושת התנאים המופיעים בקוד.

_

הטמפרטורה מחושבת באמצעות הנוסחה הבאה X = ((ערך חיישן) * 1023.0)/ 5000

טמפרטורה בצלזיוס = (X/10)

שלב 5: יישום ובדיקה

ניתן לבצע את השלבים הבאים כדי לבדוק את הפרויקט.

1) חבר את הארדואינו לאספקת החשמל (5V) באמצעות USB או מקור מתח חיצוני.

2) קבור את חיישן הלחות בקרקע. עדיף למקם את החיישן ליד שורשי הצמחים למדידות מדויקות. הערה: מסופי החיווט אינם עמידים למים.

3) חבר את משאבת המים לממסר (N/O ומסופים משותפים) והפעל את החשמל. עיין במעגל לפרטי החיבור ולסימון.

אזהרה: מתח גבוה. הבין את החיווט לפני שתמשיך

4) ניתן למקם את חיישן הטמפרטורה על הלוח עצמו או על הקרקע. אין לטבול את החיישן במים.

5) ניתן לשנות את פוטנציומטר כדי להתאים את בהירות ה- LCD.

6) הנח את חיישן מפלס המים במיכל/במיכל המים.

יישמתי זאת בגינה הביתית שלי והנחתי את החיישן ליד אחד הצמחים. כמו כן, הנחתי את המשאבה ואת חיישן מפלס המים בדלי מים. בסרטון אתה יכול לראות שכשאני מוריד את חיישן מפלס המים למים המשאבה מופעלת עד שהאדמה הופכת לחה.

למרות שזה עובד בצורה מושלמת, ישנם באגים ושיפורים קלים שניתן לבצע בפרויקט זה. באג דווח על קריאות טמפרטורה לא יציבות כאשר שני החיישנים עובדים יחד. אעדכן אם הבאג נפתר.

שיפורים נוספים שמשתמשים יכולים ליישם:

• הוסף תכונת IOT לניתוח נתונים ושלט רחוק.
• השתלב עם השקיה בטפטוף וחיישנים מרובים במקומות שונים על המגרש.
• אלתר על ביצועי החיישנים כך שניתן ליישם אותו בקרקע עמוקה.
• השתמש בחיישני טמפרטורה אמינים יותר.
• בקרת לחות ובקרת טמפרטורה לחממות.
• תכולת מינרלים מים וניתוח ריכוז דשן.

אם אתה נתקל בספקות או הצעות אל תהסס ליידע אותי בסעיף ההערות. אם בנית את זה, אנא יידע אותי בסעיף ההערות.

תודה

HS סנדש

(ערוץ היוטיוב של הטכנוקרט)