Màn hình cây trồng trong nhà thông minh - Biết khi nào cây trồng của bạn cần tưới nước: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Cách đây vài tháng, tôi đã làm một thanh theo dõi độ ẩm của đất chạy bằng pin và có thể được gắn vào đất trong chậu cây trong nhà của bạn để cung cấp cho bạn một số thông tin hữu ích về độ ẩm của đất và đèn LED nhấp nháy để cho bạn biết khi nào cần tưới nước. cây.

Nó làm rất tốt, nhưng nó khá nổi bật và nó không phải là thiết bị đẹp nhất. Vì vậy, điều này khiến tôi nghĩ ra một cách để tạo ra một màn hình cây trồng trong nhà trông đẹp hơn có thể cung cấp cho bạn thông tin bạn cần trong nháy mắt.

Nếu bạn thích bài hát này, hãy bình chọn cho nó trong cuộc thi Hòa âm ánh sáng!

Quân nhu

• Seeeduino XIAO - Mua tại đây
• Hoặc Seeeduino XIAO từ Amazon - Mua tại đây
• Cảm biến độ ẩm đất điện dung - Mua tại đây
• LED RGB 5mm - Mua tại đây
• Điện trở 100Ω - Mua tại đây
• Điện trở 200Ω - Mua tại đây
• Cáp ruy-băng - Mua tại đây
• Ghim Header dành cho Nữ - Mua tại đây
• 3mm MDF - Mua tại đây
• 3mm Acrylic - Mua tại đây
• Keo Epoxy - Mua tại đây

Bước 1: Thiết kế đế

Sau khi thử nghiệm một vài ý tưởng, tôi nghĩ đến việc làm một chiếc đế tròn đơn giản để cây trong nhà có thể đứng vững, tương tự như một chiếc giá đỡ. Phần đế sẽ bao gồm ba lớp, một lớp MDF, sau đó là một lớp chỉ báo sẽ sáng lên để hiển thị trạng thái của nhà máy, và sau đó là một lớp MDF khác.

Lớp chỉ báo sẽ sáng lên bởi đèn LED RGB sẽ chuyển sang màu xanh lục khi cây có đủ nước và chuyển sang màu đỏ khi cây cần nước. Các mức độ ẩm ở giữa sẽ có các sắc thái khác nhau của màu vàng / cam khi đèn LED chuyển từ màu xanh lá cây sang màu đỏ. Vì vậy, màu vàng xanh có nghĩa là vẫn còn một lượng nước hợp lý và màu vàng đười ươi có nghĩa là bạn cần phải tưới cây khá sớm.

Tôi vẫn muốn sử dụng cùng một cảm biến theo dõi độ ẩm đất điện dung mà tôi đã sử dụng trong dự án đầu tiên, vì tôi có một vài phụ kiện. Tuy nhiên, lần này sẽ không có bất kỳ thiết bị điện tử nào được gắn trực tiếp vào nó, tất cả quá trình xử lý sẽ được thực hiện trong phần đế.

Bộ vi điều khiển mà tôi quyết định sử dụng là Seeeduino XIAO vì nó thực sự nhỏ, tương thích với Arduino và nó có giá chỉ 5 đô la.

Tôi bắt đầu bằng cách đo phần đế của cái chậu để tôi có thể làm cho phần đế mới lớn hơn một chút. Tôi đã thiết kế các thành phần trong Inkscape có thể cắt bằng laser cũng như ở định dạng PDF để in và cắt bằng tay. Bạn có thể tải về các mẫu tại đây.

Bước 2: Cắt Acrylic & MDF

Tôi cắt các thành phần từ MDF 3mm và acrylic trong suốt 3mm trên máy cắt laser của mình. Nếu không có máy cắt laser, bạn có thể in các mẫu PDF và cắt các thành phần bằng tay. Cả MDF và acrylic đều khá dễ gia công.

Để làm cho đèn LED RGB chiếu sáng các cạnh của lớp acrylic, bạn sẽ cần làm thô chúng bằng cách sử dụng một số giấy nhám. Tôi sử dụng một số giấy nhám 240 grit và chà nhám tất cả các cạnh của acrylic cho đến khi chúng có một đám mây mù trắng. Các cạnh thô sẽ khuếch tán ánh sáng của đèn LED và làm cho acrylic trông như thể nó đang sáng lên.

Bước 3: Lắp ráp đế

Tiếp theo, dán các lớp với nhau bằng cách sử dụng một số chất kết dính epoxy.

Chỉ sử dụng một lượng nhỏ epoxy, bạn không muốn nó thấm ra khỏi các cạnh và lên các mặt acrylic mà bạn vừa đánh nhám hoặc bạn sẽ phải chà nhám lại.

Sử dụng một số kẹp nhỏ để giữ các lớp lại với nhau hoặc đặt chúng dưới một vật nặng trong khi epoxy đóng rắn.

Bước 4: Hàn điện tử

Trong khi epoxy đang đóng rắn, bạn có thể hàn các thành phần của mình lại với nhau.

Mạch khá đơn giản, bạn chỉ cần có hai đầu ra PWM để điều khiển đèn LED RGB, một cho chân màu xanh lá cây và một cho chân màu đỏ, sau đó là một đầu vào tương tự duy nhất để đọc trong đầu ra cảm biến.

Bạn cũng sẽ cần một điện trở hạn chế dòng điện trên mỗi chân LED. Ánh sáng màu xanh lá cây từ các đèn LED này thường sáng hơn nhiều so với màu đỏ, vì vậy tôi đã sử dụng điện trở 220Ω trên chân màu xanh lá cây và điện trở 100Ω trên chân màu đỏ để cân bằng màu sắc tốt hơn một chút.

Các cảm biến độ ẩm đất điện dung này được cho là có thể chạy trên 3.3V hoặc 5V, tuy nhiên, tôi đã có một số cảm biến không xuất ra bất kỳ thứ gì khi được cấp nguồn bởi 3.3V. Nếu bạn thấy rằng bạn không nhận được đầu ra từ cảm biến của mình, bạn có thể cần cấp nguồn cho nó từ nguồn 5V trên Arduino - Vcc để thay thế. Cảm biến vẫn giảm điện áp xuống, vì vậy bạn sẽ vẫn chỉ nhận được đầu ra 3,3V. Hãy cẩn thận nếu bạn sử dụng cảm biến kiểu khác vì Arduino cụ thể này chỉ có thể chấp nhận tối đa 3,3V trên các đầu vào tương tự.

Bước 5: Cài đặt thiết bị điện tử

Tiếp theo, bạn sẽ cần lắp đặt các linh kiện điện tử vào vỏ của bạn ở phía sau đế.

Khi tôi cố gắng lắp ráp các thành phần của mình lần đầu tiên, tôi thấy rằng tôi hơi lạc quan khi nghĩ rằng tôi sẽ đưa tất cả chúng vào không gian hai lớp, vì vậy tôi phải cắt thêm một lớp đệm.

Đẩy đèn LED của bạn vào lỗ trên acrylic, đảm bảo rằng phần sáng nhất của đèn LED nằm trong lớp acrylic. Vì vậy, đừng đẩy nó vào tất cả các cách.

Sau đó, dán Arduino của bạn vào vỏ và ghim tiêu đề vào nắp trên. Bạn có thể sử dụng epoxy hoặc súng bắn keo cho bước này, tôi đã sử dụng súng bắn keo vì nó đông kết nhanh hơn. Bạn cũng nên phủ keo vào các khớp hàn trên các chân tiêu đề để chúng không bị ngắn trên chân của đèn LED khi bạn đóng nó lại.

Vậy là đã hoàn thành phần lắp ráp, bây giờ bạn chỉ cần lập trình nó.

Bước 6: Lập trình Arduino

Bản phác thảo khá đơn giản. Nó chỉ cần đọc các kết quả từ cảm biến độ ẩm của đất và sau đó lập bản đồ giữa các giới hạn ướt và khô. Sau đó, nó sử dụng các giá trị được ánh xạ này để điều khiển hai đèn LED theo tỷ lệ.

Vì vậy, đèn LED màu đỏ được bật hoàn toàn và màu xanh lá cây tắt hoàn toàn khi khô và ngược lại đối với đèn ướt. Các cấp độ trung gian đã chia tỷ lệ đầu ra PWM để cung cấp các sắc thái khác nhau của màu vàng / cam.

Trong phiên bản phác thảo đầu tiên của tôi, tôi chỉ cập nhật các đèn LED với mỗi giá trị được đọc từ cảm biến. Tôi nhận thấy rằng có một số thay đổi trong các phép đo và thường xuyên có một giá trị cao hơn hoặc thấp hơn đáng kể so với các giá trị khác, điều này gây ra hiện tượng nhấp nháy / trục trặc màu sắc. Vì vậy, tôi đã thay đổi mã một chút để mười lần đọc vừa qua được tính trung bình và mức trung bình này thúc đẩy màu LED hơn. Điều này làm cho các thay đổi dần dần hơn một chút và cho phép một số ngoại lệ mà không ảnh hưởng đáng kể đến màu sắc.

Dữ liệu này có thể được nhìn thấy trong đầu ra của màn hình Nối tiếp.

Bạn có thể tải xuống bản phác thảo tại đây cùng với mô tả đầy đủ về mã.

Bước 7: Hiệu chỉnh cảm biến

Điều cuối cùng cần làm trước khi bạn sử dụng màn hình là hiệu chỉnh cảm biến. Bạn sẽ cần làm điều này để Arduino biết cây của bạn có đủ nước ở mức độ ẩm nào và cây cần nước ở mức độ ẩm nào. Đây là một bước quan trọng vì đầu ra của mỗi cảm biến hơi khác nhau dựa trên vị trí và loại đất và mỗi loại cây có yêu cầu tưới nước khác nhau.

Cách tốt nhất để làm điều này là bắt đầu với cây "khô" của bạn, với đất ở độ ẩm mà bạn muốn tưới nước.

Đặt cây của bạn lên giá thể, đẩy cảm biến vào đất (không làm ngập các linh kiện điện tử), sau đó cắm cảm biến vào các chân cắm trên đế.

Kết nối Arduino của bạn với máy tính và mở màn hình nối tiếp của bạn. Bạn sẽ cần thêm Serial.print (""); dòng tới mã để in kết quả đầu ra của cảm biến tới màn hình Nối tiếp để bạn có thể xem các giá trị thô. Bạn muốn một giá trị mới được hiển thị sau mỗi 1-2 giây, bạn có thể thay đổi giá trị này bằng cách sử dụng độ trễ. Bạn cũng có thể xuất ra kết quả trung bình động nếu muốn, bạn chỉ cần đợi thêm một chút nữa để có được kết quả ổn định của mình.

Lưu ý trung bình khoảng 10-20 lần đọc khi chúng đã ổn định, đây sẽ là điểm đặt "khô" của bạn.

Khi bạn hài lòng với kết quả khô, hãy tưới cây như bình thường. Cung cấp đủ nước để nó hấp thụ hoàn toàn vào đất, nhưng không làm nó chết đuối. Bây giờ làm tương tự như trước và lấy điểm đặt trung bình "ướt".

Cập nhật hai điểm thiết lập trong mã và sau đó tải lên lại bản phác thảo và bạn đã sẵn sàng để bắt đầu sử dụng cơ sở đúng cách.

Bước 8: Sử dụng Màn hình cây trồng trong nhà thông minh

Vì bạn vừa tưới cây để hiệu chỉnh, nên màn hình sẽ có màu xanh lục. Nó sẽ từ từ bắt đầu chuyển sang màu vàng và sau đó đỏ trở lại trong vài ngày tới khi đất khô đi.

Do mảng trung bình động, có một chút thời gian trễ giữa khi bạn tưới cây và khi cảm biến chuyển sang màu xanh lục trở lại. Nó sẽ chuyển sang màu xanh lục sau khoảng 20-30 giây.

Nếu bạn định sử dụng lớp nền ở một nơi thực sự có nắng thì bạn có thể muốn thêm đèn LED thứ hai hoặc thứ ba và một lớp acrylic khác vào lớp nền để làm cho nó lớn hơn và sáng hơn một chút.

Hãy cho tôi biết bạn nghĩ gì về màn hình này trong phần bình luận bên dưới. Bạn thích gì và bạn sẽ thay đổi điều gì?

Như đã đề cập trước đó, hãy bình chọn cho dự án này trong cuộc thi The Remix nếu bạn thích nó!

Hãy vui vẻ xây dựng của riêng bạn!