Chậu trồng cây thông minh tự động - (Tự làm, In 3D, Arduino, Tự tưới, Dự án): 23 bước (có Hình ảnh)

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

Xin chào, Đôi khi chúng ta đi công tác xa nhà vài ngày hoặc bận rộn thật sự thì cây cối trong nhà (bị oan) lại đau khổ vì không được tưới khi cần. Đây là giải pháp của tôi.

Đó là một Chậu trồng cây thông minh bao gồm:

• Hồ chứa nước tích hợp sẵn.
• Một cảm biến để theo dõi độ ẩm của đất.
• Một máy bơm để bơm nước cho cây trồng khi có nhu cầu.
• Máy đo mực nước trong hồ chứa nước.
• Đèn LED để cho bạn biết khi nào mọi thứ đều ổn, hoặc nếu bình chứa nước sắp cạn.

Tất cả các thiết bị điện tử, máy bơm và bình chứa nước được chứa bên trong nồi để giữ cho nó trông thông minh. Mỗi chậu (nếu bạn làm nhiều hơn một cái) cũng có thể được đặt theo nhu cầu của các loại cây khác nhau. Nó có Arduino Nano kiểm soát mọi thứ và chi phí của các thành phần được giữ ở mức thấp nhất có thể.

Bước 1: Hướng dẫn bằng video

Nếu bạn thích đọc video thì hãy xem video ở trên. Nếu không, hãy tiếp tục đọc và tôi sẽ hướng dẫn bạn cách tạo Chậu trồng cây thông minh của riêng bạn từng bước một.

Bước 2: Những thứ bạn cần

Bạn sẽ cần một vài thứ để xây dựng một cái của riêng mình. Đây là danh sách các mặt hàng cùng với các liên kết đến nơi bạn có thể tìm thấy chúng trên Amazon.

• Arduino Nano: https://geni.us/ArduinoNanoV3 x1
• Máy bơm chìm mini: https://geni.us/MiniPump x1
• Ống 5mm: https://geni.us/5mm Ống 5mm trị giá
• Bóng bán dẫn: https://geni.us/2npn2222 1x 2N2222
• Điện trở (1k và 4,7k): https://geni.us/Ufa2s Một trong mỗi cái
• Dây: https://geni.us/22AWGWire để kết nối các thành phần với nhau
• LED 3mm: https://geni.us/LEDs x1
• Cảm biến mực nước: https://geni.us/WaterLevelSensor x1
• Bu lông: https://geni.us/NutsAndBolts M3 x 10mm x2
• Cảm biến độ ẩm của đất: https://geni.us/MoistureSensor x1
• Bảng Half Perma-proto: https://geni.us/HalfPermaProto x1
• PLA Filament:

Bước 3: In các bộ phận có thể in 3D

Các bộ phận được in 3D sẽ mất một khoảng thời gian để in nên đây là một nơi tốt để bắt đầu chúng trong khi bạn đang chờ đợi bất cứ thứ gì bạn đã đặt hàng đến.

Bạn sẽ tìm thấy các tệp CAD có sẵn để tải xuống tại đây:

Tôi đã in tất cả của mình trong PLA ở độ cao lớp 0,15mm. Tôi đã in 'cái chậu bên ngoài' với ba chu vi và điều này đảm bảo rằng nó luôn kín nước đối với tôi. Kiểm tra bản in của bạn có kín nước trước khi sử dụng để đảm bảo bạn không có nguy cơ làm hỏng bất kỳ linh kiện điện tử nào của mình. Nếu không thành công, bạn có thể thử bất kỳ cách nào sau đây:

• In nó với nhiều chu vi / tường hơn
• Tăng tốc độ dòng chảy của máy đùn
• Xử lý bên trong bản in bằng một số loại niêm phong

Bước 4: Chuẩn bị Sơ đồ Điện tử & Mạch

Chúng ta có thể chuyển sự chú ý của mình sang các thiết bị điện tử. Bạn sẽ cần một số công cụ để giúp bạn lắp ráp và hàn các thành phần điện tử khác nhau cho dự án này:

• Dây hàn
• Bàn ủi hàn (Tôi đang sử dụng cái được chạy bằng pin tuyệt vời này mà tôi mới nhận được: https://geni.us/SealeySol OrderIron)
• Kéo cắt dây
• Giúp đỡ

Kèm theo là sơ đồ hàn. Nếu bạn thích, bạn có thể bỏ qua các phần sau và tự làm theo sơ đồ, mặc dù nếu bạn thích, tôi sẽ hướng dẫn bạn từng thành phần ngay bây giờ.

Bước 5: Hàn Arduino vào Proto Board

Đầu tiên, chúng tôi sẽ hàn Arduino Nano vào bảng Perma-Prota của chúng tôi. Khi chúng ta tiếp tục, tôi sẽ đề cập đến các lỗ trên bảng Perma-Prota bằng các tọa độ của chúng, chẳng hạn như lỗ B7. Các chữ cái và số cho các lỗ được viết dọc theo các cạnh của bảng Perma-Proto.

Để đặt Arduino Nano vào đúng vị trí, hãy đặt chân D12 trên Arduino thông qua lỗ H7 trên bảng nguyên mẫu. Sau đó lật bảng và hàn các chốt vào vị trí.

Bước 6: Thêm bóng bán dẫn và điện trở

Ba chân của bóng bán dẫn muốn đi qua các lỗ C24, 25 và 26 trên bảng. Mặt phẳng của bóng bán dẫn muốn hướng về phía trung tâm của bảng. Khi bạn đã hàn chỗ này tại chỗ, hãy cắt bớt phần dài thừa của chân từ phía bên kia bằng máy cắt dây.

Điện trở 4,7 k ohm (các dải màu chuyển sang vàng, tím rồi đỏ) đi qua các lỗ A25 và A28.

Điện trở 1k ohm (các dải màu nâu, đen, đỏ) đi qua các lỗ J18 và J22.

Bước 7: Chuẩn bị đèn LED và kết nối với bo mạch

Hàn một dây dài 7cm riêng biệt vào mỗi chân đèn LED. Khi bạn đã hoàn thành việc này, hãy sử dụng một số băng keo cách điện hoặc co nhiệt để ngăn hai chân và dây tiếp xúc và làm chập mạch của chúng ta sau này.

Bây giờ chân dương từ đèn LED, đó là chân dài hơn của hai chân, cần được hàn vào lỗ J17 trên bảng. Âm bản sau đó được hàn vào lỗ I22.

Bước 8: Chuẩn bị máy bơm

Trước khi lắp đặt và kết nối máy bơm, chúng ta cần kéo dài dây của nó. Thêm thêm 13cm vào cả hai dây đến từ máy bơm nước. Một lần nữa, thêm một số băng cách điện vào các kết nối sau khi bạn đã hàn chúng lại với nhau.

Bước 9: Chuẩn bị cảm biến mực nước

Lần này hàn ba dây dài 20cm vào ba chân của cảm biến mực nước.

Bước 10: Kết nối các thành phần cảm biến độ ẩm với nhau

Gắn 10cm vào các chân sau trên mô-đun cảm biến độ ẩm:

• D0
• GND
• VCC

Sau đó hàn dây từ D0 đến J12 trên bảng Proto, dây nối đất đến bất kỳ nơi nào dọc theo ray nối đất và cuối cùng là dây từ VCC đến lỗ C8.

Tiếp theo hàn hai dây dài 25cm vào các chân âm và dương ở phía bên kia của mô-đun cảm biến.

Bước 11: Thêm kết nối bổ sung vào Proto Board

Sử dụng một đoạn dây có độ dài ngắn (màu xanh lá cây trong ảnh) để kết nối các lỗ B26 với thanh nối đất và sau đó là một dây khác để kết nối thanh nối đất của chúng tôi với chân nối đất của Arduino qua lỗ A20.

Chúng ta cần thêm một dây nữa để nối lỗ C28 và J7.

Bước 12: Hãy bắt đầu lắp ráp các bộ phận của chúng tôi

Sử dụng một ít keo nóng chảy hoặc chất tương tự để cố định cảm biến mực nước vào tấm cố định của nó ở bên trong Nồi ngoài. Đảm bảo rằng đỉnh của cảm biến thẳng hàng với mặt trên của tấm lắp.

Bây giờ, luồn ba dây từ cảm biến này xuống qua lỗ mà bạn sẽ tìm thấy ở mặt bên của cột nhô lên từ đáy của Outer Pot. Khi chúng xuất hiện dưới đáy, bạn có thể kéo chúng qua. Bây giờ cũng là thời điểm tuyệt vời để gắn nhãn chúng trong khi chúng tôi chắc chắn về những gì chúng được kết nối với.

Trong khi chúng ta có keo để sử dụng, chúng ta nên cố định đèn LED vào vị trí bằng cách đẩy nó qua lỗ của nó trên chân đế và dán nó vào đó.

Bước 13: Lắp ráp máy bơm nước

Chúng tôi cũng có thể luồn dây từ máy bơm nước của mình qua cùng một lỗ trên Nồi ngoài như chúng tôi đã làm đối với cảm biến mực nước và sau đó dán nhãn cho các dây khi chúng đi ra phía bên kia.

Bây giờ lấy đoạn ống cao su dài 5cm, gắn nó vào máy bơm nước và sau đó gắn đầu còn lại vào mặt dưới của Nồi trong.

Sau đó, chúng ta có thể cẩn thận trượt Nồi bên trong xuống Nồi ngoài. Có một khe mỏng để dây điện đi qua, chú ý không bị vướng dây khi ráp hai bộ phận này.

Bước 14: Thêm chân đế

Bây giờ chúng ta có thể luồn tất cả các dây có nhãn của mình qua lỗ trên giá đỡ và sau đó đặt tất cả lên mặt bàn làm việc của chúng ta lộn ngược. Dùng một ít keo nóng chảy để cố định chiếc nồi lên giá đỡ và giữ nó ở vị trí trung tâm.

Tiếp theo, lấy hai dây đến từ cảm biến độ ẩm của chúng tôi và luồn chúng xuống qua toàn bộ dây dẫn chạy qua Chậu cây thông minh của chúng tôi theo hướng khác. Chúng sẽ bật ra qua đầu cột ngay bây giờ thay vì lỗ nhỏ bên cạnh mà chúng tôi đã sử dụng trước đó.

Bước 15: Một số hàn thêm

Bây giờ hàn dây từ máy bơm nước vào lỗ B18 và B24.

Dây nối đất từ cảm biến nước có thể được kết nối với bất kỳ nơi nào dọc theo đường ray nối đất. Dây dương được hàn vào lỗ A8 và dây cảm biến được nối với A13.

Bước 16: Quản lý cáp

Bây giờ dán mô-đun cho cảm biến độ ẩm của đất vào một trong các bức tường bên trong của giá đỡ như trong hình.

Sử dụng hai bu lông, chúng ta có thể luồn các dây còn lại vào một cách sắp xếp gọn gàng hơn bên dưới bảng và sau đó bắt vít vào vị trí. Đảm bảo rằng phần cuối của Arduino có kết nối USB hướng vào lỗ trên chân đế để cáp USB có thể đi qua.

Bước 17: Trồng cây

Bây giờ chúng tôi có thể thêm nhà máy của chúng tôi.:)

Bạn có thể sáng tạo tùy thích với sự lựa chọn của bạn về loại cây và chất trồng. Chỉ cần đảm bảo giữ cho đầu ra nước, đầu vào và lỗ đi dây không bị dính chất trồng nào.

Bạn cũng có thể trang trí trên cùng bằng một thứ gì đó như sỏi nhỏ nhiều màu sắc nếu bạn muốn.

Bước 18: Kết nối cảm biến độ ẩm

Bây giờ chúng ta có thể kết nối cảm biến độ ẩm với hai dây dẫn ra phía trên của chậu cây sau đó cắm ngạnh của nó vào đất.

Phần dây thừa có thể được đẩy ngược xuống chậu cây.

Bước 19: Tải lên mã

Bạn sẽ tìm thấy mã cho dự án tại đây:

Sau khi bạn đã tải xuống, hãy mở tệp 'SmartPlant-V1-1.ino' trong Arduino IDE và tải nó lên bản tạo của bạn. Với mọi thứ diễn ra tốt đẹp, bạn sẽ thấy và nghe những điều sau đây xảy ra:

• Khi quá trình tải lên hoàn tất và Arduino khởi động lại, đèn LED sẽ nhấp nháy nhanh năm lần để xác nhận mã đang chạy.
• Màn hình nối tiếp IDE sẽ in số đọc mực nước hiện tại.
• Sau một vài giây nữa, bạn sẽ nghe thấy máy bơm khởi động vì chúng tôi vẫn chưa hiệu chỉnh các giá trị cho cảm biến độ ẩm của đất.
• Sau đó, đèn LED sẽ bắt đầu nhấp nháy chậm để cảnh báo chúng ta rằng không có bất kỳ nước nào trong bể chứa bên trong.

Bước 20: Hiệu chỉnh độ ẩm của đất

Ở mặt dưới của chậu là nơi chúng tôi gắn mô-đun cảm biến cho cảm biến độ ẩm của đất. Mô-đun này có một chiết áp trên đó mà chúng tôi sẽ sử dụng để đặt mức mà nó sẽ gắn cờ cho Arduino khi đất đủ ẩm. Để làm điều này, hãy kiểm tra độ ẩm của đất cho cây ở mức tối thiểu mà bạn hài lòng. Chờ một giờ hoặc lâu hơn để hơi ẩm tự thoát ra ngoài qua chất trồng và xung quanh cảm biến.

Sau đó, chúng ta có thể sử dụng một tuốc nơ vít nhỏ để vặn chiết áp cho đến khi đèn thứ hai trên nó bật sáng, lúc này dừng lại và sau đó vặn ngược chiều cho đến khi đèn tắt. Điều này sau đó được thiết lập chính xác.

Nếu bạn cần điều chỉnh độ ẩm của đất, đây là nơi bạn làm điều đó.

Bước 21: Hiệu chỉnh mực nước trong hồ chứa

Lần này, hãy mở mã 'Water_Tank_Threshold_Test.ino' trong IDE và tải nó lên. Chúng tôi sẽ sử dụng điều này trong một thời gian ngắn để giúp đặt mức ngưỡng chính xác cho cảm biến mực nước.

Sau khi tải lên, hãy mở màn hình nối tiếp và từ từ bắt đầu thêm nước vào bể chứa cho đến khi bạn bắt đầu thấy số đọc từ cảm biến. Hãy dừng lại tại thời điểm này và đợi cho đến khi các kết quả đọc trở nên khá nhất quán. Ghi lại giá trị trung bình mà nó đang hiển thị.

Bây giờ chúng ta có thể tải lên lại mã chính và chuyển đến các biến ở trên cùng để cập nhật một vài giá trị. Đầu tiên, chúng tôi sẽ nhập giá trị mà chúng tôi vừa ghi nhận vào biến 'WaterLevelThreshold'.

Trong khi chúng tôi ở đây, chúng tôi cũng có thể đặt giá trị khoảng thời gian kiểm tra là 180, 000. điều này có nghĩa là độ ẩm của đất sẽ được kiểm tra mỗi giờ. Giá trị 'blankReservoirTimer' muốn được đặt thành 900. Điều này có nghĩa là đèn LED sẽ nhấp nháy chậm trong 30 phút để cho chúng tôi biết rằng chúng tôi cần thêm một ít nước trong bể trước khi mã tiếp tục kiểm tra cây, tưới nước nếu chúng tôi có nước. rời đi và sau đó quay lại để cố gắng thu hút sự chú ý của chúng tôi.

Biến cho 'amountToPump' kiểm soát lượng nước được bơm vào cây khi chúng ta tưới cây. Tôi đã đặt của tôi thành 300 nhưng bạn có thể điều chỉnh điều này nếu bạn cần nhiều nước hơn hoặc ít hơn.

Bước 22: Chỉ cần thêm nước.

Bây giờ chúng ta có thể làm đầy hồ chứa nước. Hãy để ý đến lỗ tràn được hiển thị trong hình. Khi bạn thấy nước ở đây ngừng đổ đầy nồi. Điều này ở đây để đảm bảo bạn không làm ngập các thiết bị điện tử bên trong.

Bước 23: Đã hoàn thành

Và thế là xong - Chậu trồng cây thông minh đã hoàn thành.:)

Tôi hy vọng bạn đã thích xây dựng của bạn. Vui lòng xem xét chia sẻ sản phẩm của bạn trên Thingiverse, tôi thực sự thích nhìn thấy chúng:

Hỗ trợ tôi trên Patreon:

SUBSCRIBE:

Nếu bạn muốn nói lời cảm ơn, hãy cân nhắc mua cho tôi một ly cà phê: