Hệ thống tưới cây tự động Arduino: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Gặp gỡ Sprout - Máy trồng cây trong nhà hiện đại tự động tưới cây, thảo mộc, rau, v.v. của bạn và sẽ cách mạng hóa trò chơi làm vườn của bạn.

Nó bao gồm một bể chứa nước tích hợp mà từ đó nước được bơm và giữ nước cho đất của cây.

Cảm biến độ ẩm của đất được hiệu chuẩn để đo độ ẩm của đất theo định kỳ, từ đó điều chỉnh lưu lượng nước. Nếu đất quá khô, máy bơm nước sẽ tự động BẬT và TẮT khi độ ẩm của đất đạt đến mức mong muốn.

Nếu bạn là người bảo vệ cây trồng của họ, Sprout sẽ đảm bảo rằng bạn sẽ không bao giờ phải lo lắng về việc trở thành một người làm vườn tồi nữa. Và nếu bạn là loại người tưới cây của họ để bù đắp cho sự vắng mặt, điều đó có nghĩa là bạn không có nguy cơ chết đuối cây hoặc hạt giống của mình.

Dung tích bình chứa nước của Sprout là khoảng 500 ml / 17 fl oz, cho phép bạn bỏ bê cây của mình trong khoảng thời gian một tháng trước khi nó cần được đổ lại.

Tính năng Bluetooth tùy chọn có thể được sử dụng để bật tắt và điều khiển máy bơm nước không dây từ điện thoại thông minh của bạn theo cách thủ công.

Phát triển: Bạn là lập trình viên, kỹ sư hoặc nhà thiết kế có ý tưởng tuyệt vời cho một tính năng / thiết kế mới trong Sprout? Có thể bạn chỉ là người mới bắt đầu hoặc bạn đã phát hiện ra một lỗi? Hãy lấy mã, sơ đồ, tệp thiết kế 3D và tệp cắt laser của chúng tôi từ Github và mày mò với nó.

Mầm: GitHub

Bước 1: Thiết kế điện tử

Danh sách thành phần điện tử: -Arduino Nano: AliExpressDC Bơm nước: AliExpress Cảm biến độ ẩm của đất: AliExpressHC-05 Mô-đun Bluetooth: AliExpressLM7805 Bộ điều chỉnh điện áp: AliExpressIRF540 MOSFET: AliExpress220 Ohm Điện trở: AliExpressIN4001 Diode: AliExpressHeader Pin Strips: AliExpressDC Barrel Jack: AliExpressScExpress Bộ chuyển đổi AliExpressAC-12VDC: AliExpress

Công cụ: - Sắt hàn: AliExpress. Dây hàn: AliExpress

Bộ nguồn

7805 điều chỉnh điện áp cung cấp và giảm xuống mức 5V không đổi để phù hợp để chạy Arduino & Cảm biến độ ẩm đất.

Kiểm soát máy bơm

MOSFET hoạt động như một công tắc được điều khiển bởi Arduino. Chúng tôi sử dụng MOSFET vì Arduino không thể cấp nguồn trực tiếp cho Bơm DC. Điện trở kết nối với cổng của MOSFET ngăn MOSFET bị hỏng. Diode flyback được kết nối trên máy bơm cung cấp một đường dẫn để tiêu tán năng lượng tích trữ khi máy bơm tắt. Cực dương của Diode được kết nối với Cống của MOSFET. Cathode của Diode được kết nối với đường ray cung cấp 9V. Nguồn của Diode được kết nối với GND.

Cảm biến độ ẩm: Cảm biến cung cấp một giá trị tương tự cho Arduino. Mức độ ngưỡng của độ ẩm được người dùng hiệu chỉnh tùy thuộc vào loại cây được sử dụng.

Mô-đun Bluetooth

Sử dụng Giao tiếp nối tiếp để truyền dữ liệu giữa Arduino và điện thoại thông minh của bạn.

Bước 2: Lắp ráp điện tử

Một PCB có thể in được theo Quy mô 1x cũng như chế độ xem bảng và sơ đồ có sẵn trong kho lưu trữ GitHub.

Mầm: GitHub / Điện tử

Kho lưu trữ cũng chứa một tệp PDF kích thước A4 chứa nhiều PCB trên một trang. Điều này có thể được sử dụng để tạo ra nhiều PCB cùng một lúc để sản xuất hàng loạt

Hàn tất cả các thành phần theo Sơ đồ đã cho.

Các tệp Eagle có thể chỉnh sửa có sẵn bên dưới.

Bạn có thể đặt mua PCB tại đây: PCBWay

Bước 3: Phần mềm & Cấu hình Bluetooth

Phần mềm

Cảm biến độ ẩm được kết nối với chân Đầu vào tương tự của Arduino. Giá trị ngưỡng xác định xem Bơm có nên BẬT / TẮT hay không.

Bạn có thể tìm thấy mã tại Sprout: GitHub / Code

Vui lòng sửa đổi và đóng góp vào kho lưu trữ GitHub.

Ứng dụng điện thoại thông minh và cấu hình Bluetooth

Mô-đun Bluetooth HC-05 là khối trung gian giữa Điện thoại thông minh và Arduino. Nó sử dụng Giao tiếp nối tiếp để gửi dữ liệu từ Điện thoại thông minh đến Arduino và hoạt động như một Điều khiển từ xa.

Ứng dụng truyền giá trị '48' hoặc '49' tương ứng với 'BẬT' và 'TẮT'. Do đó, máy bơm có thể được điều khiển không dây.

Chỉ cần mở ứng dụng, quét các thiết bị có thể phát hiện và ghép nối với mô-đun HC-05. sau đó nhấp vào 'Chế độ chuyển đổi' và chuyển đổi nút trên màn hình.

Ứng dụng có sẵn tại Ứng dụng Bluetooth

Bước 4: Thiết kế cơ khí

Phần thân chính của Sprout là Hộp có kích thước 30cm X 15cm X 19cm được làm từ gỗ MDF.

Tất cả các bước Thiết kế Cơ khí đã được minh họa rõ ràng trong video đính kèm ở đầu Tài liệu hướng dẫn. Bạn cũng có thể kiểm tra nó tại Sprout: Video / Mechanical Design

Hộp được chia thành hai phần:

1. Phần lớn hơn chứa Đất & Thực vật
2. Phần nhỏ hơn được chia thành hai phần nữa sao cho một phần chứa Bảng mạch trong khi phần kia chứa Hồ chứa nước.

Bình chứa nước là một chai nhựa 500ml.

Hộp MDF có 8 mặt lồng vào nhau riêng biệt có thể được cắt bằng laser và xẻ rãnh vào nhau.

Bạn có thể tìm thấy tệp Cắt Laser, tệp Thiết kế Fusion 360 (tệp Thiết kế 3D), hình chiếu đẳng áp cũng như trực giao của mỗi mặt tại Sprout: GitHub / Mechanical Design

Bạn cũng có thể tìm thấy các tệp Illustrator có thể chỉnh sửa trong kho lưu trữ GitHub, tệp này có thể được sửa đổi theo yêu cầu / kích thước cụ thể của bạn và sau đó có thể được cắt bằng laser.

Bước 5: Lắp ráp cơ khí: Chuẩn bị chai

Bình chứa nước là một chai nhựa 500ml. Một chai Soda nhựa 500ml thông thường có thể được sử dụng cho việc này.

Đường kính tối đa của chai phải là 74mm. Đường kính tối đa của nắp chai phải là 50mm. Chiều cao tối đa từ đáy chai đến phần thấp nhất của nắp phải là 18,5 cm.

Chai phải được cắt cao hơn đế khoảng 50mm để có thể đặt máy bơm vào bên trong. Các lỗ phải được khoét trên chai để Ống thoát và dây nguồn có thể được đưa qua chai.

Khi Ống đầu ra và dây điện đã được đưa ra ngoài qua các lỗ tương ứng của chúng, chai có thể được niêm phong lại. Để niêm phong chai, chúng ta phải sử dụng Hợp chất Epoxy sẽ cứng lại trong vòng vài giờ. Điều này sẽ ngăn không cho nước rò rỉ ra ngoài.

Nước có thể được đổ đầy lại từ đầu chai bằng cách chỉ cần mở nắp của nó.

Bước 6: Lắp ráp cơ khí: Chuẩn bị hộp

Khi bạn đã cắt laser thành công 8 mặt khác nhau của hộp, hãy phủ một vài lớp sơn bóng gỗ chất lượng cao lên mỗi mặt của mỗi mặt. Điều này làm cho nó có khả năng chống thấm nước cao và giúp nó chống lại độ ẩm và độ ẩm.

Gắn cả giắc cắm nguồn trên tấm lưng và kết nối nó với bảng mạch.

Gắn Bảng mạch lên Tấm sau của Hộp sao cho vừa với phần tương ứng của chúng.

Kéo đường ống đầu ra máy bơm qua các lỗ đã cho để nó đến phần đất của cây. Làm tương tự đối với dây của Cảm biến độ ẩm.

Đừng quên kết nối Máy bơm nước với Bảng mạch như trong Sơ đồ

Bắt đầu lồng vào nhau các mặt khác nhau của Hộp và đảm bảo rằng chai đó vừa khít với khu vực được chỉ định.

Dùng keo dán gỗ hoặc keo dán để dán kín toàn bộ hộp

Tất cả các bước này đã được minh họa trong Video ở đầu Sách hướng dẫn này.

Bước 7: Lắp ráp cơ khí: Xi măng

Bước này sẽ xác định kết cấu bên ngoài và lớp hoàn thiện cuối cùng của hộp cũng như cung cấp cho người trồng một lớp phủ bảo vệ khác.

Bôi keo vào từng mặt của hộp. Sau đó rắc một ít xi măng lên trên lớp keo. Sử dụng miếng MDF hình tròn còn lại được cắt từ Tấm trên cùng để láng xi măng khắp bề mặt của mỗi mặt hộp. Lặp lại bước này cho từng mặt của hộp như minh họa trong video.

Sau khi xi măng khô, tưới nước cứ sau 6 giờ trong 1 ngày. Điều này sẽ cho phép xi măng đông lại, không có vết nứt và cũng sẽ ngăn nước rò rỉ.

Bước 8: Thêm đất & cây trồng

Sau khi xi măng đã đông cứng, lấp đầy hộp bằng đất.

Hãy nhớ làm nóng phần cuối của ống Outlet trước khi tạo một lỗ trên đó cho ống nhỏ giọt. Đầu nhỏ giọt được sử dụng để điều tiết nước ra khỏi đường ống để nước không bị chảy ra khỏi chậu trồng cây.

Đặt Cảm biến Độ ẩm của Đất bên trong đất.

Power Sprout thông qua Power Jack ở tấm lưng & đảm bảo đổ đầy bình chứa nước.

Kiểm tra xem mọi thứ hoạt động và bạn nên hoàn thành.

Về nhì trong Thử thách Epilog 9

Về nhì trong Cuộc thi Arduino 2017