Fioriera intelligente: 14 passaggi

2025 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2025-01-23 14:49

L'idea di questo progetto era quella di costruire una fioriera intelligente per il progetto finale di robotica Comp 3012, l'ho scelto per un progetto in quanto mi piacciono le piante e il giardinaggio in estate e volevo un punto di partenza per un progetto più ampio che potrei completare in estate. L'idea di questo progetto era quella di creare un modo per monitorare e piantare un circuito di feedback robotico, l'idea era di monitorare il contenuto idrico del suolo e pompare acqua nel terreno quando la pianta aveva bisogno di acqua. Aggiungo anche uno schermo LCD per leggere il progetto insieme a molti sensori diversi, alla fine la mia fioriera intelligente ha letto e visualizzato: la temperatura, il livello dell'acqua del bacino di raccolta, il livello di umidità di due aree di piante/terreno e il livello di luce.

Passaggio 1: componenti richiesti:

• 1x scheda arduino
• 1x modulo LCD
• 1x potenziometro da 10k
• 1x tagliere
• 3x sensori di umidità
• 1x sensore di temperatura LM35
• 1x sensore di luce Adafruit
• 1x pompa dell'acqua 12v
• 1x fonte di alimentazione 12v (pacco batteria mostrato)
• 1x relè di attivazione 5v
• 1x connettore BNC maschio positivo e negativo
• 1x connettore BNC femmina positivo e negativo
• 3x contenitori (autoprodotto mostrato)
• 2x sezioni di tubi dell'acqua
• 1x acqua
• 1x suolo
• 1x pianta

Passaggio 2: schema elettrico

In questo schema elettrico ho usato 9v invece di 12v e un motore invece di una pompa poiché queste opzioni non erano disponibili, ho anche usato un sensore di temperatura al posto del sensore di luce adafruit e sensori IR per rappresentare il sensore di umidità. Questi sostituti dovrebbero andare bene e rappresentativi dei sensori reali in quanto sono entrambi 3 fili grd, vcc e segnale in uscita, oltre ad essere analogici.

Passaggio 3: controllare i sensori di umidità

Quelli che ho comprato hanno un intervallo da 1023 a 0 quando sono collegati a 5v e da 677 a 0 quando sono collegati a 3.3v. I sensori leggono anche da alto a basso, cioè alto (1023) non è umidità e basso (200) è in acqua.

Passaggio 4: lettura e stampa di base

Programmare l'arduino per leggere il valore analogico dal sensore di umidità agli intervalli di tempo desiderati, in questo momento ho anche programmato una stampa sul monitor/plotter seriale.

Passaggio 5: costruisci o acquisisci i tuoi contenitori

Ho costruito i miei contenitori in acciaio calibro 20 perché volevo mantenere e utilizzare il mio progetto dopo questa lezione. L'idea per i contenitori era di avere tre contenitori separati interconnessi tramite tubazioni e sensori, prima una bacinella per l'acqua, poi un contenitore per la scheda e tutti i sensori più lo schermo lcd per la lettura, e terzo il contenitore della fioriera.

Passaggio 6: Impostazione e test dello schermo LCD e stampa del sensore di umidità

Passaggio 7: configurazione del contenitore e dei componenti

Inizia ad aggiungere l'arduino e la breadboard al contenitore centrale in questo momento ho aggiunto il sensore del bacino dell'acqua, lo schermo lcd e il potenziometro da 10k per lo schermo lcd.

Passaggio 8: collegare le cose

collegare tutte le cose che hai appena aggiunto al contenitore, dato che ho realizzato il contenitore in metallo volevo assicurarmi di non mettere a terra e cortocircuitare nulla sul contenitore di metallo, per evitare ciò ho aggiunto rondelle ai quadri elettrici per aggiungere un'intercapedine d'aria tra l'elettronica e il contenitore metallico.

Passaggio 9: test della pompa dell'acqua

Prova la pompa dell'acqua per vedere quale beccuccio è l'ingresso e l'uscita, per questo avrai bisogno di una fonte di alimentazione da 12 V poiché questa è la tensione della pompa anche se sono stanco di far funzionare la mia con 9 V e sembrava funzionare anche tu, avrai anche bisogno una connessione e disconnessione rapida è qui che i connettori BNC maschio e femmina tornano utili. È anche importante adescare la pompa prima di testarla, non si dovrebbe mai testare una pompa dell'acqua senza acqua, poiché ciò può causare danni alla pompa.

Passaggio 10: aggiunta di elementi

Aggiungi gli altri sensori (temperatura, luce ed entrambi i sensori di umidità del suolo) ai contenitori e all'arduino, prova la stampa attraverso lo schermo lcd e la stampa seriale, a questo punto ho anche impostato alcuni sensori su un 1-8 scala per il livello dell'acqua nel bacino e il livello di umidità del suolo per la leggibilità questo può essere fatto sottraendo 1024 dal 1023 letto e dividendo per 100

Passaggio 11: cablaggio della pompa dell'acqua

Filo e piombo nella pompa dell'acqua, nella fonte di alimentazione a 12 V e nel relè di attivazione da 5 V. Ho mantenuto il cablaggio negativo per la pompa dell'acqua e la fonte di alimentazione 12v collegati ai connettori BNC rapidi per i test, come se qualcosa fosse andato storto durante il test del grilletto della pompa, sarebbe stato facile staccare la spina e spegnere la pompa.

Passaggio 12: trigger della pompa dell'acqua

Programmare l'innesco della fonte di alimentazione da 12 V tramite l'innesco del relè da 5 V in base ai livelli di umidità del suolo, poiché la pompa è abbastanza potente, è necessario impostarla per un periodo di tempo molto ridotto e testare per ottenere il giusto livello di irrigazione. Non sono riuscito a completare questo passaggio, ma ho intenzione di farlo durante l'estate quando avrò un po' di tempo in più. Aggiungi terreno al contenitore della tua fioriera, imposta e collega tutti i sensori e la linea dell'acqua.

Passaggio 13: se avessi più tempo

Perfeziona, quando ho un po' di tempo in più, vorrei perfezionare la mia programmazione per utilizzare chiamate e impostazioni di funzioni appropriate invece di avere tutto in un grande ciclo, programmare anche in un controllo dell'acqua autocorrettivo e modificare leggermente il design di le scatole.

Passaggio 14: spiegazione del codice e sorgente del codice

Il codice è in realtà piuttosto semplice, è una configurazione di base dei pin per tutti i sensori e lo schermo lcd, la lettura dei valori analogici da quei pin e una stampa sul monitor/plotter seriale con lo schermo lcd a lato del ciclo continuo. Se avessi avuto più tempo avrei anche programmato il grilletto per la pompa dell'acqua e avrei programmato di farlo in estate.