מעקב אחר הגינה שלך: 16 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

עקוב אחר הגינה שלך מכל מקום, השתמש בתצוגה מקומית כדי לעקוב אחר תנאי הקרקע באופן מקומי או השתמש בנייד כדי לפקח מרחוק. המעגל משתמש בחיישן לחות קרקע, יחד עם טמפרטורה ולחות כדי ליידע על תנאי הסביבה של הקרקע.

שלב 1: רכיבים:

1. ארדואינו אונו
2. נודמקו
3. חיישן טמפרטורה ולחות DHT 11
4. חיישן לחות קרקע - FC28
5. בנק סוללות 10000mah (להפעלת arduino & nodemcu)
6. נוקיה LCD 5110
7. מבקר (5 x 10k, 1 x 330ohms)
8. פוטנציומטר סוג סיבוב (להתאמת בהירות LCD) 0-100K
9. חוטי מגשר
10. לוח לחם

שלב 2: חיישן בסיסי: קרקע לחות FC 28

על מנת למדוד לחות, אנו משתמשים בחיישן לחות הקרקע FC 28, שעיקרון הבסיס שלו הוא כדלקמן:-

המפרט של חיישן לחות הקרקע FC-28 הוא כדלקמן: מתח כניסה: 3.3-5V

מתח יציאה: 0 - 4.2V

זרם כניסה: 35mA

אות פלט: אנלוגי ודיגיטלי כאחד

לחיישן לחות הקרקע FC-28 יש ארבעה סיכות: VCC: כוח

A0: פלט אנלוגי

D0: פלט דיגיטלי

GND: קרקע

מצב אנלוגי כדי לחבר את החיישן במצב האנלוגי, נצטרך להשתמש ביציאה האנלוגית של החיישן. כאשר לוקחים את הפלט האנלוגי מחיישן לחות הקרקע FC-28, החיישן נותן לנו ערך מ -0 עד 1023. הלחות נמדדת באחוזים, כך שנמפה את הערכים האלה מ -0 ל -100 ואז נציג ערכים אלה על הצג הטורי. ניתן להגדיר טווחים שונים של ערכי הלחות ולהפעיל או לכבות את משאבת המים על פיה.

המודול מכיל גם פוטנציומטר שיגדיר את ערך הסף. ערך סף זה יושווה על ידי משווה LM393. נורית הפלט תדלק ויורד לפי ערך סף זה.

הקוד להתממשקות עם חיישן לחות הקרקע נלקח בצעדים נוספים

שלב 3: הבנת MQTT: לפרסום נתונים מרחוק

לפני שנתחיל הלאה, בואו נעבור תחילה על פרסום הנתונים מרחוק עבור IOT

MQTT מייצג MQ Telemetry Transport. זהו פרוטוקול העברת הודעות/הרשמה, פשוט מאוד וקל משקל, המיועד למכשירים מוגבלים ורשתות פס רחבות, השהיה גבוהה או לא אמינות. עקרונות העיצוב הם למזער את רוחב הפס של הרשת ואת דרישות משאבי המכשיר תוך ניסיון להבטיח אמינות ומידת הבטחת מסירה מסוימת. עקרונות אלה מתבררים גם כי הופכים את הפרוטוקול לאידיאלי של עולם המכונה המחובר "מכונה למכונה" (M2M) או "אינטרנט של דברים", וליישומים ניידים שבהם רוחב הפס ועוצמת הסוללה הם בעליות גבוהה.

מקור:

MQTT [1] (MQ Telemetry Transport או Message Queuing Telemetry Transport) הוא תקן ISO (ISO/IEC PRF 20922) [2] פרוטוקול העברת הודעות מבוסס-הרשמה. זה עובד על גבי פרוטוקול TCP/IP. הוא מיועד לחיבורים עם מיקומים מרוחקים בהם נדרשת "טביעת רגל קוד קטנה" או שרוחב הפס של הרשת מוגבל.

מקור:

שלב 4: MQTT: הגדרת חשבון ברוקר MQTT

ישנם חשבונות מתווך MQTT שונים, עבור הדרכה זו השתמשתי ב- cloudmqtt (https://www.cloudmqtt.com/)

CloudMQTT הם שרתי Mosquitto מנוהלים בענן. Mosquitto מיישמת את פרוטוקול MQ Telemetry MQTT, המספק שיטות קלות לביצוע העברת הודעות באמצעות מודל תור הודעה לפרסם/להירשם כמנוי.

יש לבצע את השלבים הבאים להקמת חשבון cloudmqtt כמתווך

• צור חשבון והתחבר ללוח הבקרה
• הקש על Create+ כדי ליצור מופע חדש
• כדי להתחיל, עלינו להירשם לתוכנית לקוחות, נוכל לנסות CloudMQTT בחינם עם התוכנית CuteCat.
• לאחר יצירת "מופע", השלב הבא הוא יצירת משתמש והקצאת הרשאה נוספת למשתמש לגישה להודעות (באמצעות כללי ACL)

ניתן לגשת למדריך המלא להקמת חשבון מתווך MQTT ב- cloudmqtt באמצעות הקישור: -

כל השלבים לעיל מוצבים אחד אחד בשקופיות הבאות

שלב 5: MQTT: יצירת מופע

יצרתי מופע בשם "myIOT"

תכנית: תוכנית חמודה

שלב 6: MQTT: מידע על המופע

המופע מסופק מיד לאחר ההרשמה ותוכל להציג את פרטי המופע, כגון פרטי חיבור, בדף הפרטים. תוכל גם להגיע לממשק הניהול משם. לפעמים עליך להשתמש בכתובת URL של חיבור

שלב 7: MQTT: הוספת משתמש

צור משתמש בשם "nodemcu_12" ותן סיסמה

שלב 8: MQTT: הקצאת חוק ACL

לאחר יצירת משתמש חדש (nodemcu_12) שמור את המשתמש החדש, כעת יש לספק ACL נוסף למשתמש החדש. בתמונה המצורפת ניתן לראות כי סיפקתי למשתמש גישה לקריאה ולכתיבה.

שימו לב: יש להוסיף נושא כפי שמוצג בפורמט (זה נדרש עוד לקריאה וכתיבה מהצומת ללקוח MQTT)

שלב 9: Nodemcu: הגדרת תצורה

בפרויקט מסוים זה השתמשתי ב- nodemcu מ- Knewron Technologies, מידע נוסף ניתן לקבל על ידי הקישור: -(https://www.dropbox.com/s/73qbh1jfdgkauii/smartWiFi%20Development%20Module%20-%20User% 20Guide.pdf? Dl = 0)

ניתן לראות כי NodeMCU היא קושחה מבוססת eLua עבור ESP8266 WiFi SOC מ- Espressif. Nodemcu מ knowron נטען מראש עם קושחה, אז עלינו פשוט לטעון את תוכנת האפליקציה כלומר: -

• init.lua
• setup.lua
• config.lua
• app.lua

ניתן להוריד את כל סקריפטים של lua לעיל מ- Github באמצעות הקישור: הורדה מ- Github

מתוך סקריפטים של lua לעיל, שנה את סקריפטים config.lua עם שם מארח MQTT, סיסמה, wifi ssid וכו '.

על מנת להוריד את הסקריפטים לעיל ל- nodemcu, עלינו להשתמש בכלים כגון "ESPlorer", עיין במסמכים למידע נוסף:

העבודה עם ESPlorer מתוארת בשלב הבא

שלב 10: Nodemcu: העלאת סקריפטים של Lua ל- Nodemcu באמצעות ESPlorer_1

• לחץ על הלחצן רענן
• בחר את יציאת COM (תקשורת) וקצב השידור (נפוץ 9600)
• לחץ על פתח

שלב 11: Nodemcu: העלאת סקריפטים של Lua ל- Nodemcu באמצעות ESPlorer_II

שלב 12: Nodemcu: העלאת סקריפטים של Lua ל- Nodemcu באמצעות ESPlorer_III

כפתור שמור וקומפייל ישלח את כל ארבעת הסקריפטים של lua ל- nodemcu, לאחר שה nodemcu הזה מוכן לדבר עם הארדואינו שלנו.

איסוף פרטי מזהה השבב:

לכל nodemcu יש מזהה שבב (כנראה מספר מס '), מזהה שבב זה נדרש עוד לפרסם הודעה לברוקר MQTT, על מנת לדעת אודות מזהה השבב לחץ על הלחצן מזהה שבב ב- "ESPlorer"

שלב 13: Nodemcu: הגדרת ה- Arduino לשיחה עם Nodemcu

הקוד המוזכר להלן קובע את לחות הקרקע, הטמפ 'והלחות ומציג עוד את הנתונים ב- nokia LCD 5110, ובסדרה.

קוד ארדואינו

מאשר לחבר Arduino RX --- Nodemcu TX

Arduino TX --- Nodemcu RX

הקוד לעיל כולל גם דרכים לשימוש בספריית softserial, שבאמצעותן ניתן להשתמש בסיכות DO גם כסיכות סדרתיות, השתמשתי בסיכות RX/TX כדי להתחבר ליציאה טורית nodemcu.

זהירות: מכיוון ש nodemcu פועל עם 3.3V מומלץ להשתמש במעברים ברמה, אולם התחברתי ישירות ללא כל רמות שינוי והביצועים נראים בדיוק מתאימים ליישום למעלה.

שלב 14: Nodemcu: הגדרת לקוח MQTT באנדרואיד

השלב האחרון לצפייה במידע בנייד עם לקוח אנדרואיד:-

ישנם מגוון יישומי אנדרואיד MQTT, השתמשתי באחד מ- Google play עם הקישור הבא:

.https://play.google.com/store/apps/details?

התצורה לאפליקציית אנדרואיד פשוטה למדי ויש להגדיר את הדברים הבאים

• כתובת מארח MQTT יחד עם מספר יציאה
• שם משתמש וכתובת MQTT
• כתובת צומת מתווך MQTT

לאחר הוספת הפרטים לעיל, חבר את האפליקציה, אם היישום מחובר לברוקר MQTT, מכל נתוני סטטוס הכניסה / תקשורת טורית מ- arduino מופיעים כלוג.

שלב 15: שלבים נוספים: עבודה עם Nokia LCD 5110

להלן תצורת הסיכה עבור LCD 5110

1) RST - איפוס

2) CE - אפשר שבב

3) D/C - בחירת נתונים/פקודות

4) DIN - קלט סידורי

5) CLK - קלט שעון

6) VCC - 3.3V

7) LIGHT - בקרת תאורה אחורית

8) GND - קרקע

כפי שמוצג לעיל חבר את arduino ל- LCD 5110 בסדר למעלה עם הנגד 1-10 K בין לבין.

להלן חיבורי סיכה לפין עבור LCD 5110 ל- Arduino uno

• CLK - סיכה דיגיטלית של Arduino 3
• DIN - Arduino סיכה דיגיטלית 4
• D/C - סיכה דיגיטלית של Arduino 5
• RST - סיכה דיגיטלית של Arduino 6
• CE - סיכה דיגיטלית של Arduino 7

ניתן להשתמש בסיכת "BL" נוספת של LCD 5110 יחד עם פוטנטימטר (0-100K) לשליטה על בהירות ה- LCD

הספרייה המשמשת את הקוד לעיל היא: - הורד את PCD8544 מהקישור הנ ל

ניתן לבחון את שילוב חיישן DHT11, טמפרטורה ולחות עם ארדואינו מהקישור הבא DHT11.

שלב 16: ההרכבה הסופית

השלב האחרון הוא להרכיב את כל האמור לעיל בקופסה רצוי, לאספקה השתמשתי ב- 10000mah powerbank כדי להפעיל את הארדואינו וגם את Nodemcu.

אנו יכולים גם להשתמש במטען שקע קיר לטווח ארוך, אם תרצה בכך.