DIY - השקיה אוטומטית לגינה - (Arduino / IOT): 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

פרויקט זה יראה לכם כיצד לבנות בקר השקיה לגינה ביתית. מסוגל למדוד את קריאות לחות הקרקע ולהפעיל השקיה מברז גינה אם הקרקע מתייבשת מדי. הבקר כולל גם חיישן טמפרטורה ולחות. הבקר לא יפעיל את ברז הגינה אם הטמפרטורה נמוכה מדי. קריאות חיישנים וסטטיסטיקות אודות צריכת מים / זמני ריצה נרשמים ב- ThingsBoard IOT לצורך הדמיה וניתוח. התראות ודוא ל מופעלים אם בקר ההשקיה מפסיק להעביר נתונים, האדמה הופכת יבשה מדי או רוויה מדי.

תנאים מוקדמים

• ידע Arduino כולל לפחות קידוד בסיסי עבור Arduino והלחמה.
• 1x ברז גינה בלחץ

שטר חומרים

• צינור פולי השקיה לגינה, סילונים, טפטפות וכו '.
• טיימר ברז אלקטרוני בעל שני חיוגים (כלומר: טיימר הקשה דיגיטלי דיגיטלי של Aqua Systems)
• מפחית לחץ ברז 300kpa
• ארדואינו אונו
• מגן לורה ארדואינו
• שער לורה (אין צורך אם יש לך שער מקומי של רשת דברים בטווח)
• חיישן לחות טמפרטורה DHT11
• ממסר 5v
• כבל טלפון
• קשרי כבל
• צינורות גלי מפוצלים לרכב
• רצועות מחברי מסוף לרכב
• 2x מסמרים מגולוונים
• 1x נגד
• סיליקון / אבק
• מלט PVC
• פריימר PVC
• צינור PVC 32 מ"מ רוחב x 60 מ"מ אורך
• צינור PVC 90 מ"מ רוחב x 30 ס"מ אורך
• 3x פקקי קצה דחיפה PVC 90 מ"מ
• 1x כובע קצה בורג PVC 90 מ"מ
• 1x התאמת הברגה מסוג PVC מ"מ 90 מ"מ
• 1x כובעי קצה Push PVC 32 מ"מ
• 1x מתח מתח 3.2V (טיימר הקשה) [סוללות, מתאם AC רב -וולט]
• 1x מקור כוח של 6-12V (ארדואינו) [סוללות, USB, מתאם USB למתאם AC]
• סרט איטום חוט
• קלטת חשמל

שלב 1: התקן השקיה בגינה

צינור פולי בפריסה, מטוסי סילון מתאימים, קווי טפטוף וטפטפות. בקר ההשקיה יעבוד עם כל התאמת השקיה. בבסיסו הוא מודד את קריאות לחות הקרקע והפעלת טיימר הברז אם וכאשר האדמה יבשה מדי. ניתן לכייל את הבקר כדי לקבוע את נקודת השפל לרוויה, כמה זמן צריך להפעיל את טיימר הברז ותדירות הבקר לבדוק את הרוויה.

ניתן לשנות הגדרות אלה בארדואינו ולשמור אותן בזיכרון EPROM. ניתן לעדכן את ההגדרות גם על ידי שילוב IOT. פרויקט זה יפעיל את הבקר כל ארבע שעות ויפתח את הברז למשך 3 דקות אם הקרקע יבשה מדי. הוא עשוי לפעול כמה פעמים ברציפות אם הוא יבש/חם או פעם ביום או יומיים אחרת.

שלב 2: התאמת טיימר הקש

התאם את טיימר הברז והתנסה בלחצנים המתכווננים כדי לתכנן תדירות גסה וזמן ריצה המתאים ביותר עבורך להתקנת השקיה. אנו נסיר את הטיימר ונשנה אותו לעבודה עם Arduino.

שלב 3: בניית Arduino

השתמש בתרשים החיווט כמדריך לבנייה. בתמונות נעשה שימוש בחיווט כבל טלפון וברגים רצועות מסוף לנקודות צומת. יש צורך בהלחמה מסוימת.

הקש על שינוי טיימר

פירק בזהירות את טיימר הברז. ננסה לחבר את שתי החוגות המתכווננות כך שניתן לשלוט בהן על ידי הארדואינו במקום החוגות הידניות. חיוג התדר השמאלי יחוייב חזק למצב האיפוס, כך שניתן יהיה להחליף את החוגה הימנית בין עמדת ההפעלה/כיבוי. לחוגה הימנית יהיה חוט אחד שיגיע מהקשר הימני המרכזי והקשר הימני החיצוני כפי שמוצג. כברירת מחדל הטיימר יהיה במצב כבוי. אם שני החוטים באים במגע הטיימר יופעל. כאשר שני החוטים מחוברים לממסר 5V, ארדואינו יכול לסגור/לפתוח מגע בין שני החוטים. עם חוט אחד במסוף הממסר המשותף והשני במסוף הסגור בדרך כלל אנו נדאג כי הטיימר יכבה כאשר הארדואינו כבוי. הגדרת סיכת הממסר ל- HIGH תפעיל את הטיימר; הגדרתו ל- LOW תכבה את הטיימר.

בדיקת קרקע

לפרויקט זה שני המסמרים מולחמים לחוט המחובר למסופי בורג. מסוף של מסמר אחד עובר ישר לקרקע. השני מתחבר לכניסה אנלוגית בארדואינו ונגד. הנגד מתחבר לאות ה- 5v של arduinos. מוצג בתרשים הסריגה.

חיישן טמפ/לחות

חיישן הטמפ/לחות DHT11 מחובר לתוך 5V של הארדואינו, הקרקע וסיכה דיגיטלית על הארדואינו.

מגן לורה

בפרויקט זה נעשה שימוש גם במגן Dragino Lora (לא מוצג בתרשים החיווט).

בסיס PVC

בסיס ה- PVC לארדואינו המשמש בפרויקט זה תוכנן כך שניתן יהיה לחשוף את חיישן הטמפ '/לחות תוך שמירה על כל שאר הרכיבים המאובטחים בתוך מארז ה- PVC העמיד למים. חור קטן נקדח/נחתך עבור החיישן וסיליקון משמש כדי להחזיק אותו במקום תוך עצירת לחות מלהגיע לארדואינו. מוצג בתרשים.

שלב 4: תכנות ארדואינו

חבר את הרכיבים יחד באמצעות לוח לחם או רצועות מסוף לתכנות ובדיקות

תצורת EPROM

ראשית עלינו לכתוב משתני תצורה לזיכרון EPROM. הפעל את הקוד הבא בארדואינו שלך:

הקוד זמין ב- Github

כאן ה- DRY_VALUE נקבע על 960. 1024 פירושו כי האדמה יבשה לחלוטין, 0 פירושה רוויה מלאה, 960 הייתה רמת רוויה טובה לנגד, אורך הכבל והמסמרים המשמשים. זה עשוי להשתנות בהתאם לתצורה שלך.

VALVE_OPEN מוגדר על 180000 מילי שניות (3 דקות). כאשר/אם טיימר הברז מופעל הוא יישאר פתוח למשך 3 דקות.

RUN_INTERVAL מוגדר ל- 14400000 מילי שניות (4 שעות). המשמעות היא שהבקר יבדוק את לחות הקרקע כל ארבע שעות ויפעיל את טיימר הברז למשך 3 דקות אם הרוויה נמוכה (יותר מ 960).

ניתן לשנות את הקוד לעיל ולשנות ערכים אלה בכל עת.

קוד התוכנית

הקוד זמין ב- Github

תלות:

• TimedAction
• ראש רדיו

דוגמה זו השתמשה במגן Dragino Lora ובמיוחד בדוגמא המקבילה של Lora כאשר המגן מתחבר ישירות לשער Dragino Lora.

ניתן להתאים זאת לשימוש ברשת Things על ידי הסרת הקוד מתחת לקטע "BEGIN: lora vars" ושינוי התוכנית כך שתכלול את הדוגמה הבאה של Dragino או התאמה לעבודה עם מכשירי רדיו/wifi אחרים וכו '.

הקוד המסופק מניח ש- DHT11_PIN הוא סיכה דיגיטלית 4, ה- RELAY_PIN הוא סיכה דיגיטלית 3 והסיכה האנלוגית של לחות הקרקע היא קלט אנלוגי 0.

ניתן להגדיר משתנה באגים כ- true כך שניתן יהיה לרשום הודעות באגים סדרתיות ב baudrate 9600.

שלב 5: בניית מארז

חותכים את צינור ה- PVC כך שיתאים לטיימר הברז ולבסיס Arduino. חורים לקדוח להתאמת ברז טיימר וצינור צינור. מקדחים חורים בצינור מספיק רחבים לצינור הרכב, מחליקים באורך 10 ס מ של הצינור לתוך החורים וקורצים חוטים מהארדינו והטיימר. זה צריך לכלול:

מהארדואינו

• חוטי אספקת חשמל ו/או כבל USB מיציאת ה- USB של הארדואינו.
• כבלי לחות קרקע (VCC, GND, A0)
• שני חוטים ממסופי הבורג NC & Common של הממסר

מתוך טיימר הברז

• כבלי אספקת חשמל
• שני חוטים מאנשי החיוג הימניים

שלב 6: בדוק את בקר לפני ההדבקה

וודא שהכל עדיין עובד לפני שאתה סוגר הכל.

התמונות שלמעלה מציגות התקנת דגימה באסקי שם הונחה בדיקת לחות הקרקע בסיר והטיימר מהברז הותקן במים המגיעים מבקבוק שתייה קלה.

טפטוף אחד הוצמד לטיימר הברז.

זו הייתה דרך טובה לבדוק שההתקנה אינה מעל המים או מתחת למים.

ניתן להריץ דוגמה זו כל זמן שצריך כדי לכייל את הבקר.

שלב 7: מארזי דבק / עמיד למים

השתמש בפריימר PVC ובמלט PVC לאבטחת כובעי קצה וצימוד.

השתמש במכשיר סיליקון/סיליקון כדי למלא את כל הפערים סביב צינור האוטומטי והקש על אביזרי טיימר.

כאן משמש מכסה קצה בורג על מארז הארדואינו לנגישות.

שלב 8: התקן

התקן ביום בהיר. הרכיבים והחוטים יצטרכו להישאר יבשים לפני שהם אטומים.

מקם את הבקר במקום כלשהו המרוכז בין המקום בו נמצא ברז הגינה לבין המקום בו יוצב בדיקת הקרקע.

התאם את טיימר הברז וודא כי אין לו כוח עד שההתקנה תסתיים.

התאם את בדיקת הקרקע.

חבר את מסופי הרצועה לכל רכיב ואז הניח כבל טלפון ממסופי הבורג של כל רכיב וודא שהכבל מכוסה בצינור אוטומטי. מחברים הכל ביחד

אטמו את כל הטרמינלים וכל חלקים חשופים אחרים בעזרת סרט איטום חוט ואז סרט דביק.

אטמו את כל האזורים הרופפים/החשופים של הצינור המפוצל בעזרת סרט איטום חוט ואז קלטת חשמלית.

חבר את הטיימר למקור מתח של 3.2 וולט. או מארז סוללה או למתאם DC - AC של 3.2 וולט הפועל לשקע חשמל.

חבר את הארדואינו למקור מתח של 6-12V DC. או מארז סוללות או למתאם USB / DC-AC הפועל לשקע חשמל.

הפעל ובדוק!

שלב 9: שילוב ThingsBoard - ניטור ודיווח

בדוגמה זו נעשה שימוש במגן A Dragino Lora המחובר לשער Dragino Lora. בין אם משתמשים בהתקנה זו, התקנה נוספת של לורה או כל קישוריות IOT אחרת ניתן להעביר את הנתונים שנאספו על ידי בקר ההשקיה לפלטפורמת IOT כמו לוח לוח. כברירת מחדל התוכנית מעבירה את מחרוזת הנתונים הבאה שבה כל בית תו מקודד hex:

TXXXHXXXSXXXXRX

כאשר T עוקב אחר הטמפרטורה, H ואחריו הלחות, S ואחריו רמת הרוויה ו- R אחריה ספרה אחת המתייחסת לפעולה שהיא ביצעה במרווח הריצה האחרון. זה יכול להיות 0-5 כאשר כל ספרה פירושה:

0: התוכנית מאתחלת 1: תקלה בחיישן הטמפרטורה 2: הטמפרטורה הייתה נמוכה מכדי לרוץ 3: לחות הקרקע יבשה מדי כך שהטיימר ברז הופעל 4: לחות הקרקע בסדר כך שעון הברז לא הופעל 5: בקר ההשקיה הופסק.

ישנן מספר דרכים להתקין עותק של Thingsboard על הציוד שלך או שאתה יכול להגדיר חשבון בחינם בהתקנת ThingsBoard שלנו כאן.

הגדר את המכשיר שלך ב- Thingsboard

בצע את ההוראות הבאות כדי להוסיף מכשיר חדש ב- Thingsboard המכנה אותו "בקר השקיה".

דחוף נתוני טלמטריה מהמכשיר

בצע את ההוראות הבאות כדי להגדיר שיטה לדחוף נתוני טלמטרי מהמכשיר ל- Thingboard באמצעות MQTT, HTTP או CoAp.

בשרת שלנו אנו דוחפים את ה- JSON הבא ל https://thingsboard.meansofproduction.tech/api/v1/… כל ארבע שעות כשהמכשיר מופעל (עם נתונים חיים):

כמו כן, אנו מעבירים את התכונות הבאות ל- https://thingsboard.meansofproduction.tech/api/v1/… מעת לעת עם נתונים על מתי הצומת נראה לאחרונה:

זה משמש להתראות המופעלות אם המכשיר מפסיק להעביר נתונים.

צור לוח מחוונים

צור לוח מחוונים כפי שמתואר כאן. הווידג'טים שלנו כוללים:

יישומון כרטיסים פשוט שנוצר משדה הטלמטריה lastRunResult. מד דיגיטלי אנכי לשדה הטלמטריה הטמפרטורה טבלת סדרות שנוצרה משדה הטלמטריה lastRunResult המציגה את נתוני הימים האחרונים. פס אופקי המציג את שדה הטלמטריה הרוויה. זה משתמש בפונקציה שלאחר עיבוד הנתונים:

החזר ערך 1024;

וקובע ערך מינימלי ומקסימלי 0-100. בדרך זו ניתן לבטא את רמת הרוויה באחוזים. מדד להצגת ערך הלחות. תרשים עמודות מסדרת זמן הכולל את הטמפ ', הלחות ותוצאת הריצה, מקובצים לפרקי חמש שעות בשבוע האחרון, מצטברים להראות ערכים מקסימליים.. זה נותן לנו בר אחד לאירוע ריצה של ארבע שעות. פונקציה שלאחר עיבוד נתונים משמשת לביטוי תוצאת הריצה כ- 0 או 120, תלוי אם הוזלו מים או לא. זה נותן משוב ויזואלי קל לראות באיזו תדירות המים זורמים בשבוע. כרטיס HTML סטטי שמציג תמונה של הגן.

התראות דואר אלקטרוני

השתמשנו בכללים כדי להגדיר התראות דוא ל לבקר ההשקיה. כולם משתמשים במסנני הודעות ובפעולת תוסף פעולת שלח דואר.

כדי לשלוח התראה בדוא ל אם בקר ההשקיה לא מצליח לשלוח נתונים השתמשנו ב'מסנן תכונות התקנים 'עם המסנן הבא:

typeof cs.secondsSinceLastSeen! == 'undefined' && cs.secondsSinceLastSeen> 21600

כדי לשלוח מייל אם האדמה הופכת יבשה מדי השתמש במסנן הטלמטריה הבא

סוג הרוויה! = "בלתי מוגדר" && הרוויה> 1010

כדי לשלוח מייל המבוסס אם האדמה הופכת לחה מדי השתמש במסנן הטלמטריה הבא

סוג הרוויה! = "בלתי מוגדר" && הרוויה