Cách tạo hệ thống tưới tự động bằng Arduino: 5 bước

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

Trong Tài liệu hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách xây dựng và triển khai hệ thống tưới tự động có thể cảm nhận hàm lượng nước trong đất và tự động tưới cho khu vườn của bạn. Hệ thống này có thể được lập trình cho các yêu cầu cây trồng khác nhau và các biến thể theo mùa. Hệ thống này phù hợp nhất với kỹ thuật tưới nhỏ giọt. Tôi cũng đã thử nghiệm hệ thống đối với các điều kiện đất khác nhau và khả năng cung cấp nước.

Xem video được liên kết để dễ hiểu.

Hệ thống này sẽ giúp bạn tự động tưới Vườn sau nhà hoặc Vườn trong nhà và bạn không cần phải lo lắng về việc tưới cây yêu thích của mình trong lịch trình bận rộn của mình.

Arduino UNO là bộ não của hệ thống này và tất cả các cảm biến và thiết bị hiển thị đều được điều khiển bởi nó. Cảm biến độ ẩm được sử dụng để đọc độ ẩm của đất. Một màn hình LCD được cung cấp để theo dõi Tình trạng đất, Nhiệt độ môi trường xung quanh và Trạng thái nguồn nước (Máy bơm nước).

Bước 1: Vật liệu cần thiết

1. Arduino UNO
2. Cảm biến độ ẩm của đất (với trình điều khiển LM393)
3. Cảm biến nhiệt độ LM 35
4. Màn hình LCD 16x2
5. Công tắc mực nước
6. Loa
7. Rơ le 5V
8. BC547 hoặc các bóng bán dẫn NPN tương tự
9. Điện trở (Tham khảo Sơ đồ mạch)
10. Chiết áp (10Kohm)
11. LED 5mm
12. 1N4007 Diode
13. Đầu cuối dải và thiết bị đầu cuối vít
14. PCB / Breadboard
15. Các công cụ cơ bản và Bộ hàn

Bước 2: Xây dựng mạch

Mạch này có thể được xây dựng trên Breadboard hoặc trên PCB. Để thử tạm thời, bạn có thể tạo điều này trên breadboard. Tham khảo sơ đồ mạch để biết thêm chi tiết. Thực hiện kết nối như được đề cập bên dưới.

ARDUINO PINS

0 _ N / C

1 _ N / C

2 _ LCD-14

3 _ LCD-13

4 _ LCD-12

5 _ LCD-11

6 _ N / C

7_WATER_LEVEL_STATUS_LED

8 _ N / C

9_SPEAKER

10 _ N / C

11 _ LCD-6

12 _ LCD-4

13 _ PUMP_STATUS_LED) _AND_TO_RELAY

A0_SOIL_MOISTURE_SENSOR

A4 _ LM35_ (TEMPERATURE_SENSOR)

LCD-1 _ GND

LCD-5 _ GND

LCD-2 _ + Vcc

LCD-3 _ LCD_BRIGHTNESS

* Đã báo cáo lỗi cho các kết quả nhiệt độ không ổn định. Vui lòng tránh cảm biến nhiệt độ. Tôi sẽ cập nhật mã sau khi nó được giải quyết.

Bước 3: Nguyên lý làm việc của mạch

Giá trị của Cảm biến độ ẩm của đất phụ thuộc vào sức đề kháng của đất. Trình điều khiển LM393 là một bộ so sánh vi sai kép so sánh điện áp cảm biến với điện áp cung cấp 5V cố định.

Giá trị của cảm biến này thay đổi từ 0- 1023. 0 là điều kiện ẩm ướt nhất và 1023 là điều kiện rất khô.

LM35 là một cảm biến nhiệt độ mạch tích hợp chính xác, có điện áp đầu ra tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ C. LM35 hoạt động ở -55˚ đến + 120˚C.

Công tắc mực nước Chứa một công tắc từ tính bằng cây sậy được bao quanh bởi một nam châm nổi. Khi có nước, nó sẽ dẫn.

Arduino đọc trạng thái của đất bằng cách sử dụng Cảm biến độ ẩm của đất. Nếu đất KHÔ nó sẽ thực hiện các Hoạt động sau….

1) Kiểm tra sự sẵn có của nước bằng cảm biến mực nước.

2) Nếu có nước, Máy bơm được BẬT và tự động TẮT khi cung cấp đủ lượng nước. Máy bơm được điều khiển bằng mạch điều khiển rơ le.

3) Nếu Nước không khả dụng, bạn sẽ được thông báo bằng âm thanh.

Đối với bất kỳ điều kiện nào khác, Máy bơm vẫn ở trạng thái Tắt và Trạng thái của đất (Khô, Ẩm, Sũng nước), nhiệt độ và trạng thái của Máy bơm được hiển thị trên Màn hình LCD.

Bước 4: Mã Arduino

Thủ tục

• Kết nối Arduino với máy tính của bạn.
• Tải xuống mã đính kèm và mở nó.
• Chọn Cổng COM và Bảng Arduino của bạn từ Tùy chọn Công cụ.
• Nhấp vào nút Tải lên.

Sau khi mã được tải lên, hãy mở màn hình nối tiếp hiển thị các giá trị cảm biến độ ẩm của đất nằm trong khoảng từ 0-1023. Kiểm tra cảm biến cho các điều kiện đất khác nhau và ghi lại giá trị cảm biến cho điều kiện đất phù hợp nhất và chỉnh sửa các giá trị trong mã cho ứng dụng của bạn. Nếu bạn muốn thay đổi độ nhạy của cảm biến đối với các điều kiện đất khác nhau, hãy thay đổi các giá trị của 3 điều kiện được nêu trong Mã.

_

Nhiệt độ được tính theo công thức sau X = ((Giá trị cảm biến) * 1023.0) / 5000

Nhiệt độ tính bằng độ C = (X / 10)

Bước 5: Thực hiện và Kiểm tra

Có thể làm theo các bước sau để kiểm tra dự án.

1) Kết nối Arduino với nguồn điện (5V) qua USB hoặc Nguồn điện bên ngoài.

2) Vùi cảm biến độ ẩm vào đất. Tốt hơn hãy đặt cảm biến gần rễ cây để có các phép đo chính xác. Lưu ý: Các đầu nối dây không chống thấm nước.

3) Kết nối máy bơm nước với Rơ le (N / O và các đầu nối Chung) và BẬT nguồn điện. Tham khảo mạch để biết chi tiết kết nối và sơ đồ chân.

CẢNH BÁO: ĐIỆN ÁP CAO. HIỂU DÂY TRƯỚC KHI BẠN TIẾN HÀNH

4) Cảm biến nhiệt độ có thể được đặt trên PCB hoặc trên đất. Không nhúng cảm biến vào nước.

5) Chiết áp có thể thay đổi để điều chỉnh độ sáng màn hình LCD.

6) Đặt cảm biến mực nước vào thùng / bể chứa nước.

Tôi đã thực hiện điều này trong vườn nhà của mình và đã đặt cảm biến gần một trong những cái cây. Ngoài ra, tôi đã đặt Máy bơm và cảm biến mực nước trong một xô nước. Trong video, bạn có thể thấy rằng khi tôi thả cảm biến mực nước vào nước, Máy bơm sẽ được bật cho đến khi đất ẩm.

Mặc dù điều này hoạt động hoàn hảo, có những lỗi và cải tiến nhỏ có thể được thực hiện trong dự án này. Một lỗi đã được báo cáo về việc đọc nhiệt độ không ổn định khi cả hai cảm biến hoạt động cùng nhau. Tôi sẽ cập nhật nếu lỗi được giải quyết.

Những cải tiến khác mà người dùng có thể thực hiện:

• Thêm tính năng IOT để phân tích dữ liệu và điều khiển từ xa.
• Tích hợp với Hệ thống tưới nhỏ giọt và nhiều cảm biến tại các vị trí khác nhau trên sân.
• Cải thiện hiệu suất của cảm biến để nó có thể được thực hiện trong đất sâu.
• Sử dụng các cảm biến nhiệt độ đáng tin cậy hơn.
• Kiểm soát độ ẩm và kiểm soát nhiệt độ cho nhà kính.
• Phân tích hàm lượng khoáng trong nước và nồng độ phân bón.

Nếu bạn gặp bất kỳ nghi ngờ hoặc đề xuất nào, vui lòng cho tôi biết trong phần nhận xét. Nếu bạn đã xây dựng cái này, vui lòng cho tôi biết trong phần nhận xét.

Cảm ơn bạn

HS Sandesh

(Kênh Youtube Technocrat)