Máy trồng cây thông minh: 14 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Ý tưởng của dự án này là chế tạo một chiếc chậu trồng cây thông minh cho dự án cuối cùng về chế tạo người máy Comp 3012, tôi đã chọn cái này cho một dự án vì tôi thích trồng cây và làm vườn vào mùa hè và muốn có một điểm khởi đầu cho một dự án lớn hơn mà tôi có thể hoàn thành vào mùa hè. Ý tưởng của dự án này là tạo ra một cách theo dõi và trồng cây ngoài vòng phản hồi bằng robot, ý tưởng là theo dõi hàm lượng nước trong đất và bơm nước vào đất khi cây cần nước. Tôi cũng thêm một màn hình LCD đọc vào dự án cùng với nhiều cảm biến khác nhau, cuối cùng thì chiếc chậu trồng cây thông minh của tôi đã đọc và hiển thị: nhiệt độ, mực nước của lưu vực, độ ẩm của hai khu vực cây trồng / đất và mức độ ánh sáng.

Bước 1: Các thành phần bắt buộc:

• 1x bảng arduino
• 1x mô-đun Lcd
• Chiết áp 1x 10k
• 1x breadboard
• 3x cảm biến độ ẩm
• 1x cảm biến nhiệt độ LM35
• 1x cảm biến ánh sáng Adafruit
• Máy bơm nước 1x 12v
• Nguồn điện 1x 12v (hiển thị gói pin)
• Rơ le kích hoạt 1x 5v
• 1 đầu nối BNC dương và âm nam
• 1x đầu nối BNC âm và dương cái
• Hộp chứa 3x (hiển thị tự làm)
• 2x phần ống nước
• 1x nước
• 1x đất
• 1x cây

Bước 2: Sơ đồ đấu dây

Trong sơ đồ đấu dây này, tôi đã sử dụng 9v thay vì 12v và một động cơ thay vì một máy bơm vì các tùy chọn này không khả dụng, tôi cũng đã sử dụng cảm biến nhiệt độ thay cho cảm biến ánh sáng adafruit và cảm biến IR để đại diện cho cảm biến độ ẩm. Những sản phẩm thay thế này phải tốt và đại diện cho các cảm biến thực vì chúng đều là 3 dây grd, vcc và tín hiệu ra, cũng như là tín hiệu tương tự.

Bước 3: Kiểm tra cảm biến độ ẩm

Những cái tôi đã mua có phạm vi từ 1023 đến 0 khi kết nối với 5v và 677 đến 0 khi kết nối với 3,3v. Các cảm biến cũng đọc từ cao xuống thấp, tức là cao (1023) là không có hơi ẩm và thấp (200) là trong nước.

Bước 4: Đọc trong và in ra cơ bản

Lập trình cho arduino đọc giá trị tương tự từ cảm biến độ ẩm trong khoảng thời gian mong muốn, tại thời điểm này, tôi cũng đã lập trình in ra màn hình / máy vẽ nối tiếp.

Bước 5: Xây dựng hoặc mua các thùng chứa của bạn

Tôi đã chế tạo các thùng chứa của mình từ thép 20 gage vì tôi muốn giữ lại và sử dụng dự án của mình sau lớp học này. Ý tưởng cho các thùng chứa là có ba thùng chứa riêng biệt được kết nối với nhau thông qua đường ống và cảm biến, đầu tiên là một chậu nước, sau đó là một thùng chứa bảng và tất cả các cảm biến cộng với màn hình LCD để đọc và thứ ba là thùng chứa trồng cây.

Bước 6: Thiết lập và kiểm tra màn hình LCD và in ra khỏi cảm biến độ ẩm

Bước 7: Thiết lập vùng chứa và thành phần

Bắt đầu thêm arduino và breadboard vào thùng chứa ở giữa tại thời điểm này, tôi đã thêm cảm biến lưu vực nước, màn hình LCD và chiết áp 10k cho màn hình LCD.

Bước 8: Sắp xếp nội dung

móc tất cả những thứ bạn vừa thêm vào thùng chứa, vì tôi đã làm thùng chứa bằng kim loại, tôi muốn đảm bảo rằng tôi không nối đất và làm chập bất cứ thứ gì trên thùng kim loại, để tránh điều này, tôi đã thêm vòng đệm vào bảng điện để thêm một khoảng cách không khí giữa bình chứa điện tử và kim loại.

Bước 9: Kiểm tra máy bơm nước

Kiểm tra máy bơm nước để xem vòi đầu vào và đầu ra là gì, đối với điều này bạn sẽ cần nguồn điện 12v vì đó là điện áp của máy bơm mặc dù tôi chạy mệt với tôi với 9v và nó dường như cũng hoạt động, bạn cũng sẽ cần kết nối và ngắt kết nối nhanh chóng, đây là nơi có ích cho các đầu nối BNC nam và nữ. Điều quan trọng nữa là bạn phải kiểm tra máy bơm trước khi chạy thử, bạn không bao giờ nên chạy thử máy bơm nước mà không có nước trong đó có thể gây hỏng máy bơm.

Bước 10: Thêm nội dung

Thêm các cảm biến khác (nhiệt độ, ánh sáng và cả cảm biến độ ẩm của đất) vào thùng chứa và arduino, kiểm tra bản in qua màn hình LCD và bản in nối tiếp, tại thời điểm này, tôi cũng đặt một số cảm biến trên 1-8 thang đo mực nước trong lưu vực và độ ẩm của đất để có thể đọc được, điều này có thể được thực hiện bằng cách lấy số đọc ra trừ đi 1024 và chia cho 100

Bước 11: Đấu dây máy bơm nước

Dây điện và ống nước trong máy bơm nước, nguồn điện 12v và rơ le kích hoạt 5v. Tôi giữ dây âm cho máy bơm nước và nguồn điện 12v kết nối với các đầu nối BNC nhanh chóng để kiểm tra như thể xảy ra sự cố khi kiểm tra kích hoạt của máy bơm, tôi có thể dễ dàng rút phích cắm và tắt máy bơm.

Bước 12: Kích hoạt máy bơm nước

Lập trình kích hoạt nguồn điện 12v thông qua kích hoạt rơ le 5v dựa trên mức độ ẩm của đất, vì máy bơm hoạt động khá mạnh, bạn sẽ muốn đặt điều này trong một khoảng thời gian rất nhỏ và kiểm tra để có được mức tưới phù hợp. Tôi không thể hoàn thành bước này nhưng dự định vào mùa hè khi tôi có thêm một chút thời gian. Thêm đất vào thùng chứa trồng cây của bạn, thiết lập và cắm tất cả các cảm biến và đường nước của bạn.

Bước 13: Nếu tôi có nhiều thời gian hơn

Tinh chỉnh, khi tôi có thêm thời gian, tôi muốn tinh chỉnh chương trình của mình để sử dụng các lệnh gọi và thiết lập chức năng thích hợp thay vì để mọi thứ trong một vòng lặp lớn, tôi cũng sẽ lập trình trong một kiểm tra nước tự sửa chữa và chỉnh sửa một chút thiết kế của những cái hộp.

Bước 14: Giải thích mã và nguồn mã

Mã thực sự khá đơn giản, đó là thiết lập cơ bản của các chân cho tất cả các cảm biến và màn hình LCD, đọc các giá trị tương tự từ các chân đó và in ra màn hình / máy vẽ nối tiếp với màn hình LCD ở bên vòng. Nếu tôi có nhiều thời gian hơn, tôi cũng đã lập trình kích hoạt cho máy bơm nước và dự định vào mùa hè.