ניהול צמחים מבוסס משקל שמש עם ESP32: 7 שלבים (עם תמונות)

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

גידול צמחים הוא כיף והשקייה וטיפול בהם אינה ממש טרחה. יישומי מיקרו -בקרה לניטור בריאותם נמצאים בכל רחבי האינטרנט וההשראה לעיצובם נובעת מהאופי הסטטי של הצמח ומהקלות של מעקב אחר משהו שלא מתרוצץ ומזיע. אני יחסית חדש בצמיחת צמחים ומדריכים באינטרנט נראו כתובים לפי סוגים של משמעות אבל לא מהנדסים. חבר ששאלתי "כמה אני משקה אותם …" השיב כי הדרך היחידה היא להרים את הצמח ואם הוא מרגיש קל אתה משקה אותו. הוא טוב מאוד ב"גדל ". הכנסת אצבע לאדמה לא ממש עוזרת. רוב מדריכי ההוראה משתמשים בחינת לחות קרקע זולה אשר מועדת למגוון תקלות-הבולטת שבהן היא אי דיוק וקורוזיה.

עיון בספרות מגלה כי לכלוך יכול להיות עד 40% מים ומדידתו דורשת מכשירים יקרים למדי. הגשושיות הזולות יותר מסתמכות על מוליכות מים שתשתנה עם מלחים מומסים וגורמים אחרים. למעלה גרף שעשיתי של מיכל לכלוך ששקלו במשך שבועיים ואחריו חימום תנור ל 300 כדי להסיר את כל המים שאינם מחוברים. ארבעים אחוזים מהקרקע הכוללת הם מים ויותר מעשרה ימים חמים של שמש ישירה היא איבדה 75% מהמים הללו בקצב ליניארי יחסית. אז מהי רמת הלחות הנכונה? תלוי במגוון גורמים אך כאשר בונים מכונה זו רמז טוב הוא להשקות את הצמח שלכם בזהירות לרמה שלדעתכם נכונה ולהציב אותו על המכונה אשר מודדת את משקלו בקפידה ולאחר מכן בתוך מסגרת מוגדרת מוסיפה מים בעת הצורך. ניתן לשנות את העיצוב לתליית סלי צמחים ומערכות מים בלחץ.

המכונה הייתה צריכה לפעול על אנרגיה סולארית, להיות אוטונומית עם אספקת מים משלה, לפקח על אספקת המים שלה על ידי התראות לרשת, לישון כשהיא לא בשימוש כדי למזער את החשמל ולזכור את המשקל הבסיסי וכמה השקיות ונתונים אחרים בין השינה. מחזורים. ה- ESP32 החדש נראה מועמד טוב למוח.

שלב 1: אסוף את הציוד שלך

המכונה בנויה משני אריחי קרמיקה בגודל 12 אינץ 'של BigBox בתוך מסגרת תעלת אלומיניום המציגה מיכל מים. האלקטרוניקה מאובטחת בקופסת חשמל מפלסטיק מאחור. למיכל המים יש צינור יציאה ממשאבה וסגור יחידת חיישן המודבקים לתחתית המיכל שמזין את המפעל. זנורות תאי העומס מקורה צולבת בחלק העליון של היחידה.

1. Arrow Home מוצרים 00743 מיכל משקאות Slimline 2 גלון שקוף

2. uxcell 5 יחידות 5.5V 60mA פולי מיני סולארית מודול לוח מודול DIY

3. מתגי מיקום טלטול מתכת כדור Gikfun מתכת עבור Arduino

4. תא A74071900ux0057 Uxcell 10Kg סגסוגת אלומיניום סגסוגת עומס

5. Adafruit HUZZAH32 - לוח נוצות ESP32

6. מודול מודעה מודול מודעה מודול מודעה מודעת מודעה מודעת מודעה מודעת מודעה מודעת מודעה מודעת מודעה מודעת מודעה מודעת מודעה מודעת מודעה מודעת מודעה מודעת מודעת HX711 במשקל משקל HX711 במשקל משקל

7. Adafruit Latching מיני ממסר FeatherWing

8. מודול מטען ליתיום TP4056 עם הגנה על סוללה

9. משאבת ECEEN USB מיני מים טבולים לאקווריום הידרופוני מופעל באמצעות USB DC 3.5-9V

10. סוללת ליפו 18650 עם מחזיק סוללות

שלב 2: בנה את הקופסה

מסגרת הקופסה עשויה זווית אלומיניום בגודל 1 אינץ '. אתה מקבל את הרעיון הכללי מהתמונות וזה לא קשה מדי להרכבה. המסגרות מבוססות על אריחי הרגל המרובעת היוצרים את הצד הקדמי והאחורי של היחידה. האריחים מוחזקים על פני מסגרת האלומיניום בעזרת דבק סיליקון. הממד של החלק המרכזי תלוי בגודל מיכל המים שלך. פתח המיכל מתוכנן כך שתוכל לשלוף אותו בקלות מהיחידה ולמלא אותו מחדש מלמעלה. חוטים וצינורות המחברים את המיכל חייבים להיות ארוכים מספיק ומתפתלים מאחור.

מיקום הפאנל הסולארי תלוי בעיצוב. התכוונתי להשתמש בלוחות עגולים מרובים כדי לתת לו מבט 'קוביות' אבל התמקמתי בריבועים כי הם נתנו את השילוב הטוב ביותר של מתח וזרם. אני לא מתכוון להיכנס לפרטים של חיבור מרכזי פאנלים סולאריים אבל אתה צריך לפחות 5.5v כדי לגרום למעגל המטען לפעול. לוחות אלה היו מכורים במקביל כדי להגביר את הספק. החורים באריח הקרמיקה נקדחים בקפידה עם סיבית יהלום-הקפד להשתמש במים כנוזל קירור לשם כך או שאתה תהרוס את הקצה. חורים אלה אמורים לקחת רק כמה דקות כל אחד. השתמש בכמויות ליברליות של דבק סיליקון כדי להחזיק את הלוחות והחוטים בחלק הפנימי של האריחים במקום.

תא העומס סביר מאוד ומדורג במשקלים שונים. השתמשתי במגוון 10 ק"ג אבל אם אתה מתכנן עציץ כבד בהתאם. כמו ההוראות האחרות שלי: https://www.instructables.com/id/Bike-Power-Pedal-IoT/ תאי העומס האלה חייבים להיות ניתנים החוצה מהצד התומך שלהם עם חורי הברגים המודבקים 4 מ"מ ו -5 מ"מ. במקרה זה חתיכה צולבת מאלומיניום בין שני תומכי אריחי הקרמיקה מחזיקה קצה אחד של תא העומס. השני תומך בפלטפורמה של סיליקון מוט אלומיניום שטוח המודבק לכוס הניקוז של הצמח. היזהר מאוד בחוטים מהחבר'ה האלה-הם שבירים מאוד וכמעט בלתי אפשר לתקן אם הם נותקים ליד מוצאם. שמור עם הרבה דבק חם או סיליקון כדי לשמור על שלמותם.

שלב 3: בנה את מחזיק המתג המשאבה/ריק

המשאבה מופעלת על ידי ממסר מסוללת ליפו ועושה בסדר עם המתח המוגבל, אך אינך יכול לחרוג מהגובה של כ 2 רגל אלא אם תשתמש במגבר כוח להעלאת המתח. המשאבה היא למעשה אלופה, אינה זקוקה להדלקה, עמידה במים ובעלת קצה USB בקצה אחד. עם זאת, זה לא מסתדר טוב עם התייבשות. מתג המלא/הריק של המאגר הוא פשוט מתג הטיה שסחפתי בסיליקון למים ואז נקשר לתמיכת מוט אלומיניום למשאבה וברווז גומי צף. ברווז הגומי צריך להיות קשור ישירות לסרגל האלומיניום בכדי להסיר את המתיחה ממוביל מתג ההטיה. כאשר יש במאגר מים, הברווז צף ומטה את המתג-מקצר לקרקע ומאפשר לפקודות להניע את הממסר ואת המשאבה. הוא גם שולח את הנתונים האלה לרשת וישלח לך ציוץ אם אתה צריך מים. המשאבה מודבקת בסיליקון למבנה תומך זה ומלא מודבקת לתחתית מאגר המים.

שלב 4: בניית האלקטרוניקה

Adafruit HUZZAH32 - לוח נוצות ESP32 הוא מיקרו -בקר חדש יחסית ועובד טוב מאוד בעוזר הצמח המוח הזה. היתרון של לוח זה על פני 8266 הישן הוא ביכולת השינה הטובה יותר שלו (כביכול שנים במקום שעה בערך) היכולת שלו לזכור מה הוא למד בין תנומות (האיפוס הישן של 8266 מאפס …) וצריכת חשמל נמוכה יותר תוך תנומה ועוד סיכות. Youtuber Andreas Spiess הנהדר מפרט את השינויים בקוד כדי לגרום ל- ESP32 לבצע עבודת שקילה ראויה וכדאי שתצפה בסרטון שלו אם אתה רוצה לדעת יותר כיצד פועלים הפרטים. דוגמת השינה מ- Arduino IDE שימשה ושונתה גם היא עבור תוכנה זו.

תרשים Fritzing מראה לך בקפידה את כל חיבורי החיווט. רכיבים הורכבו לוחות פרפר ולאחר מכן חוברו יחד. סוללת ליפו היא 18650 הזולה הסטנדרטית שלכם במזחלת משלה. לוח המטען הוא TP4056 שלדברי אנדראס יעיל מאוד בתפקיד הטעינה הסולארי הזה. כפתור ההפעלה/כיבוי עם LED מובנה שולח חשמל למערכת כולה, כמו גם לחיבור הממסר הנפוץ המניע את המשאבה. לוח הממסרים הוא לוח נחיתות ממסר נחמד של Adafruit הפועל על 3 V. מגבר HX711 מופעל דרך Adafruit ומחובר לשני סיכות בלוח שלו.

כל הרכיבים נערמים בקופסת חשמל חיצונית מפלסטיק הפתוחה בחלק התחתון כדי לאפשר זרימת אוויר אך לחסום גשם. הנח את ESP32 למעלה כדי לאפשר תכנות וניטור סדרתי כשהכיסוי כבוי.

שלב 5: תוכנה

"טוען =" עצלן"

המכשיר פשוט לשימוש. כאשר הוא מופעל, נורית המתג על מתג ההפעלה מהבהבת עד להציב עציץ שהושקה לרמה שאתה רוצה לשמור על הרציף. לאחר ייצוב המשקל המחשב זוכר את המשקל ההתחלתי הזה וכל שעה או מרווח מוגדר משווה את המשקל החדש של הצמחים או מתקן אותו עם מים נוספים שנשאבים או מדווח על המשקל החדש וכל המידע האחר ל- Thingspeak ואז הולך לישון. הגרפים לעיל משקפים את התפוקה לאורך תקופה של שלושה ימים עבור צמח עגבניות שגובהו כשני מטרים גדל בשמש מלאה. גידול הצמח לאורך זמן ישפיע כמובן על משקל העציץ ויש לפצות אותו על ידי חידוש האתחול לאחר זמן שנקבע על ידי הגדלת צמיחת הצמח. התאמות תוכנה נוספות יאפשרו ניתוח אוטומטי של הצמחים והדרישות המרביות והמינימליות למים על ידי הצפת הסיר עד שהמשקל כבר לא ישתנה ולאחר מכן מדידת שיפוע ירידת משקל המים לאורך זמן. זה יהיה תלוי בסוג הקרקע, מזג האוויר ומבנה הצמח והשורש. לאחר מכן ניתן להתאים אלגוריתמי השקיה נוספים המבוססים על הערכות נתוני Thingspeak. חסרונות המשקל במקום תחזוקת מפעלי חיישנים מוליכים הוא הצורך לשקוע באזור מושקה, אך אדניות חכמות כמו זו הן זולות, מרשתות ומבוקרות בקלות ובאופן מוזר OCD כיף לעקוב אחר האינטרנט.

שלב 7: בצע מחדש

כן, כמו כן תוכנן שהמכונה עבדה היטב במשך שבוע בערך ואז תהיה נטייה ל- ESP32 להיכנס ללולאה מוזרה ולא לאתחל כראוי ולנקז את הסוללה למשך הלילה. שום שינוי תוכנה לא יכול להשפיע על זה אז ויתרתי והוספתי Adafruit TPL5111 לשליטה על מחזור האנרגיה של ה- ESP אבל מכיוון שכבר לא יכולתי להשתמש בזיכרון כמו קודם כתבתי להשתמש ב- EEPROM ושיניתי מ- Thingspeak ל- Blynk אותו אני מצא יותר כיף בטלפון שלך ומערכת ממש טובה. שינוי החומרה הוא רק עניין של חיבור ה- TPL 5111 לחשמל ולאדמה, סיכה מוכנה ל- ESP והנעת החוצה לסיכת EN. הקפד לשים מתג בין ה- EN-out ל- EN על הלוח, כך שתוכל לשנות תוכניות ולהעלות. קבעתי את מחזור השינה כל שעתיים. כדי לנקות את ה- EEPROM ולאפס את היחידה למפעל חדש או למשקל נוסף, הקמתי מתג ב- Blynk כדי לנקות את הזיכרון ולהפעיל מחדש את תהליך המשקל. התוכנית לתוכנה החדשה כלולה למעלה והתוכנית ב- Blynk ברורה להגדיר. מכונה זו באמת עובדת מצוין ומייצרת כמה תוצרת דנדי. אני דווקא מתרשם מהכיף שהדבר התברר-תאים סולאריים עובדים בקלות ואף פעם לא נגמר לו הכוח.