Arduino Indoor Garden: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Fare giardinaggio nell'età moderna significa rendere le cose più complicate e ardue, con elettroni, bit e byte. La combinazione di microcontrollori e giardinaggio è un'idea molto popolare. Penso che sia perché i giardini hanno ingressi e uscite molto semplici che sono facili da avvolgere. Immagino che le persone (me compreso) vedano un hobby notoriamente semplice e rilassato e non possano fare a meno di sentirsi in dovere di complicarlo eccessivamente.

In questo progetto ti mostrerò come costruire una versione più semplice di Indoor garden utilizzando la scheda Arduino Dev.

Sto fornendo una guida completa passo passo per mostrarti come creare il tuo bellissimo giardino e sto spiegando in dettaglio sia le parti hardware che quelle software per trasformare questa guida nel modo più semplice che ti porti a provare il tuo proprie competenze nella fabbricazione elettronica. Questo progetto è così utile da realizzare specialmente dopo aver ottenuto il PCB personalizzato che abbiamo ordinato da JLCPCB per migliorare l'aspetto della nostra auto e inoltre ci sono abbastanza documenti e codici in questa guida per permetterti di creare il tuo sistema di giardinaggio automatico.

Abbiamo realizzato questo progetto in soli 7 giorni, solo tre giorni per completare la realizzazione dell'hardware e l'assemblaggio, quindi 4 giorni per preparare il codice e l'app Android. per controllare il giardino attraverso di esso. Prima di iniziare vediamo prima

Cosa imparerai da questo tutorial:

• Scegliere i componenti giusti in base alle funzionalità del progetto
• Realizzare il circuito per collegare tutti i componenti scelti
• Assemblare tutte le parti del progetto e iniziare a testare
• Utilizzando l'applicazione Android. per connettersi tramite Bluetooth e iniziare a manipolare il sistema

Passaggio 1: cos'è un giardino interno

La maggior parte delle piante ha esigenze semplici. Come ospiti, sono relativamente poco esigenti. Ci sono solo tre cose fondamentali che devi capire prima di decidere di invitare una pianta a casa: luce, acqua e aria. Se riesci a padroneggiare questi quattro elementi, dal punto di vista di una pianta, puoi creare un giardino interno praticamente ovunque nel mondo e in qualsiasi stagione dell'anno.

• Luce - La maggior parte delle piante da giardino ha bisogno di almeno sei ore di luce al giorno. Ma deve essere una buona luce. Se metti la mano davanti alla finestra e non fa ombra, è probabile che la luce non sia adeguata alla maggior parte delle piante per vivere una vita felice. Tuttavia, puoi sempre integrare le condizioni di scarsa illuminazione con luci di coltivazione. Se hai una luce naturale modesta nella tua casa e non vuoi preoccuparti di un'illuminazione speciale, attieniti alle piante che normalmente necessitano di condizioni di scarsa illuminazione o prova a spostare il tuo giardino un davanzale soleggiato.
• Acqua - Le piante hanno bisogno di condizioni vicine a quelle dei loro habitat nativi. Una pianta che chiama la casa del deserto avrà bisogno di annaffiature meno frequenti di una pianta che vive in una palude. Sapere quali condizioni dell'acqua preferisce una pianta è un buon primo passo per mantenere un giardino indoor di successo. È più facile di quanto pensi perché le piante stesse ti daranno spesso degli indizi. Le piante con foglie spesse e gommose accumulano acqua e in genere possono sopravvivere con meno acqua rispetto alle piante con foglie sottili e delicate. Se odi innaffiare le tue piante, scegli varietà che possono prosperare con meno, o scegli vasi per piante con serbatoi nascosti per ridurre le tue faccende di irrigazione.
• Aria - Come sottoprodotto della fotosintesi, le piante producono ossigeno e filtrano i gas nocivi, come la formaldeide, dall'ambiente domestico attraverso le foglie. Per mantenere le piante sane, è necessario mantenere pulite le foglie e mantenere l'aria intorno a loro in movimento e umida. Per fare ciò, puoi posizionarli in un punto con un buon flusso d'aria o fornire loro un piccolo ventilatore.

Realizzerò un sistema basato su Arduino per supervisionare lo stato di temperatura e umidità del mio impianto e fornire automaticamente le sue esigenze necessarie come l'intensità della luce, l'acqua e l'aria fresca pura e per farlo ho bisogno di alcuni sensori per controllare alcuni attuatori. Ad esempio controllerò l'intensità della luce in base ai segnali ricevuti dal sensore di luminosità della luce lo stesso per l'irrigazione Ho usato un sensore di umidità per accendere e spegnere una pompa dell'acqua e un sensore di temperatura/umidità per accendere e spegnere un ventilatore a 12V DC.

Passaggio 2: sensori e attuatori

Realizzare questo sistema è l'assemblaggio di alcuni sensori e attuatori per accedere ai dati fisici intorno all'impianto e per poter trovare quale cosa è richiesta dall'impianto e quando è necessario fornirla.

Questo è il motivo per cui dovresti usare alcuni sensori e attuatori tutti collegati a una scheda Arduino:

Sensori

1. Sensore di luce BH1750: BH1750FVI è un sensore di luce digitale, che è un sensore di luce ambientale IC digitale per l'interfaccia bus I2C. Questo circuito integrato è il più adatto per ottenere i dati della luce ambientale per regolare la potenza della retroilluminazione del display LCD e della tastiera del telefono cellulare. È possibile rilevare un'ampia gamma ad alta risoluzione. (1 - 65535 lx).
2. Sensore di umidità del suolo: i sensori di umidità che misurano la resistenza o la conduttività attraverso la matrice del suolo tra due contatti sono essenzialmente spazzatura. Innanzitutto, la resistenza non è un ottimo indicatore del contenuto di umidità, perché dipende fortemente da una serie di fattori che possono variare da giardino a giardino, tra cui il ph del terreno, i solidi disciolti nell'acqua e la temperatura. In secondo luogo, la maggior parte sono di scarsa qualità con contatti che si corrodono facilmente. Per la maggior parte saresti fortunato ad averne uno che duri per un'intera stagione.
3. Sensore di temperatura e umidità: il DHT11 è un sensore digitale di temperatura e umidità di base a bassissimo costo. Utilizza un sensore di umidità capacitivo e un termistore per misurare l'aria circostante ed emette un segnale digitale sul pin dati (non sono necessari pin di ingresso analogico). È abbastanza semplice da usare, ma richiede un'attenta tempistica per acquisire i dati. L'unico vero svantaggio di questo sensore è che puoi ottenere nuovi dati da esso solo una volta ogni 2 secondi, quindi quando usi la nostra libreria, le letture del sensore possono essere vecchie fino a 2 secondi.

attuatori

1. LED bianco chiaro: un diodo a emissione di luce (LED) è una sorgente luminosa a semiconduttore a due conduttori. È un diodo a giunzione p–n che emette luce quando attivato.[5] Quando viene applicata una tensione adeguata ai conduttori, gli elettroni sono in grado di ricombinarsi con le lacune di elettroni all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni.
2. Pompa dell'acqua: una pompa è un dispositivo che muove fluidi (liquidi o gas), o talvolta fanghi, per azione meccanica. Le pompe possono essere classificate in tre gruppi principali in base al metodo utilizzato per spostare il fluido: pompe a sollevamento diretto, volumetriche e a gravità. Le pompe funzionano tramite un meccanismo (tipicamente alternativo o rotativo) e consumano energia per eseguire lavori meccanici spostando il fluido. Le pompe funzionano tramite molte fonti di energia, tra cui il funzionamento manuale, l'elettricità, i motori o l'energia eolica, sono disponibili in molte dimensioni, da quelle microscopiche per l'uso in applicazioni mediche alle grandi pompe industriali.
3. Ventola di raffreddamento DC 12V: è importante comprendere le tecniche di raffreddamento che possono essere utilizzate per preservare la vita della tua pianta spostando aria fresca intorno alla pianta quando è necessario per mantenere la pianta in condizioni sane.

Passaggio 3: la realizzazione del PCB (prodotto da JLCPCB)

Informazioni su JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), è la più grande impresa di prototipi di PCB in Cina e un produttore high-tech specializzato in prototipi rapidi di PCB e produzione di PCB in piccoli lotti.

Con oltre 10 anni di esperienza nella produzione di PCB, JLCPCB ha più di 200.000 clienti in patria e all'estero, con oltre 8.000 ordini online di prototipazione PCB e produzione di PCB in piccole quantità al giorno. La capacità di produzione annuale è di 200, 000 sq.m. per vari PCB a 1 strato, 2 strati o multistrato. JLC è un produttore di PCB professionale caratterizzato da attrezzature su larga scala, ben, una gestione rigorosa e una qualità superiore.

Torna al nostro progetto

Per produrre il PCB, ho confrontato il prezzo di molti produttori di PCB e ho scelto JLCPCB i migliori fornitori di PCB e i fornitori di PCB più economici per ordinare questo circuito. Tutto quello che devo fare sono alcuni semplici clic per caricare il file gerber e impostare alcuni parametri come il colore e la quantità dello spessore del PCB, quindi ho pagato solo 2 dollari per ottenere il mio PCB dopo solo 3 giorni e ho notato che c'è sono alcune offerte di spedizione gratuita di volta in volta in questa piattaforma di ordinazione online.

Puoi ottenere il file Circuit (PDF) da qui.

Come puoi vedere nelle immagini sopra, il PCB è molto ben realizzato e ho la stessa forma a foglia del PCB che abbiamo progettato e tutte le etichette e i loghi sono lì per guidarmi durante le fasi di saldatura.

Passaggio 4: ingredienti

Ora esaminiamo i componenti necessari per questo progetto e puoi trovare tutti i collegamenti correlati per un ordine online, quindi avremo bisogno di:

• - Il PCB che abbiamo ordinato da JLCPCB
• - Arduino Nano:
• - Modulo ESP01:
• - Modulo Bluetooth HC-05 o HC-06:
• - Sensore di luce BH1750:
• - Sensore di temperatura e umidità:
• - Sensore di umidità:
• - Pompa dell'acqua:
• - Ventola 12V cc:
• - LED bianchi:
• - Alcuni connettori Header:

Passaggio 5: l'assemblaggio

Ora siamo pronti quindi iniziamo a saldare i componenti e non dimenticare di seguire le etichette per evitare errori di saldatura. Iniziamo saldando il connettore Arduino per testare l'alimentatore e puoi anche scrivere qualche codice di test di base per verificare la giusta connessione per ogni sensore come il sensore di Luce ed è lo stesso per i LED perché sono tutti collegati direttamente alla scheda (Arduino) in modo da avere un accesso completo ad essi.

Nota: è necessario mantenere il saldatore bello e pulito. Ciò significa pulirlo sulla spugna ogni volta che lo usi. La punta del saldatore deve essere pulita e lucida. Ogni volta che vedi che la punta si sporca con il flusso o si ossida, significa che perde la sua lucentezza, dovresti pulirla. Anche se sei nel bel mezzo della saldatura. Avere una punta di saldatura pulita rende MOLTO più facile trasferire il calore al bersaglio di saldatura.

Il PCB che abbiamo ordinato da JLCPCB ti guiderà a mantenere tutto nella giusta posizione, quindi non esitare a visitare questo link se desideri visualizzare il PCB che abbiamo realizzato ed effettuare un ordine online.

Come puoi vedere, l'utilizzo di questo PCB è molto pratico grazie alla sua qualità e sicuramente tutte le etichette lì forniscono la migliore guida per te, quindi sarai sicuro al 100% che non commetterai errori di saldatura.

Ho saldato ogni componente al suo posizionamento e puoi usare entrambi i lati del PCB per saldare le tue parti elettroniche.

Ora abbiamo il PCB pronto e tutti i componenti saldati molto bene, dopodiché ho preparato questo disegno per fare un taglio laser CNC in modo da inserire la parte elettronica e l'impianto in un unico supporto, quindi se vuoi fare lo stesso disegno di il mio trova i file (DXF) qui

Passaggio 6: l'app per Android

Questa app ti permetterà di connetterti al tuo Arduino tramite Bluetooth, e usando la modalità manuale potrai avere accesso alle ventole, alle luci e anche alla pompa dell'acqua per il controllo ON e OFF, senza dimenticare i sensori che puoi leggere loro dati da premendo il pulsante “ottieni dati” e tutti i dati appropriati verranno visualizzati sullo schermo del tuo smartphone.

Puoi ottenere questa app Android gratuitamente da questo link

Passaggio 7: il codice Arduino e la convalida dei test

il codice è disponibile e come di consueto potete scaricarlo da questo link. E come puoi vedere nelle foto il codice è così semplice e molto ben commentato in modo che tu possa capirlo tu stesso.

Come potete vedere ragazzi ogni pulsante ha una funzionalità con il sistema ma quello che apprezzo molto è la modalità automatica per il controllo della luminosità della luce Ho posizionato il sensore di luce alla base inferiore quindi quando selezioniamo questa modalità il sistema controllerà la luminosità del frontale LED accesi a seconda dei segnali del sensore. Inoltre possiamo leggere i valori di temperatura e umidità direttamente sullo schermo dello smartphone che è davvero impressionante.