Sistema di irrigazione autonomo delle piante: 4 passaggi

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

Questo progetto presenta un sistema di irrigazione autonomo intelligente delle piante. Il sistema è autonomo nell'energia utilizzando una batteria da 12v e un pannello solare, e innaffia l'impianto quando ci sono le giuste condizioni, con un sistema ben congegnato (spero) a prova di guasto. È intelligente perché ha comunicato con gli utenti tramite l'app Telegram.

I passaggi seguiti dal sistema sono i seguenti:

• il contenuto idrico del suolo è sempre monitorato;

• se il contenuto idrico del suolo è inferiore a un certo valore (max_soil_moisture), il sistema:

  • (?) verifica che il serbatoio dell'acqua non sia vuoto (e durante) l'evento di irrigazione per evitare danni alla pompa che funziona a secco;
  • (?) verifica il superamento del periodo minimo di irrigazione tra due irrigazioni. Questo viene fatto per evitare di annaffiare le piante troppe volte durante il giorno (meglio avere un po' di secchezza ad un certo punto), e per aggiungere un po' di sicurezza nel caso in cui il sensore di umidità del terreno si rompa;
  • (?) avviare l'irrigazione;

  • interrompe l'irrigazione ogni volta che:

    • (?) il contenuto idrico del suolo raggiunge un certo valore (max_soil_moisture) o;
    • (?) il serbatoio dell'acqua è vuoto, nel qual caso l'irrigazione riprenderà non appena sarà nuovamente riempito, oppure;
    • (?) la durata dell'irrigazione supera la durata massima consentita per ogni evento di irrigazione (watering_max_time). Lo scopo qui è evitare di far funzionare la pompa fino a quando il serbatoio dell'acqua non è vuoto se c'è una perdita nell'impianto che impedirebbe l'aumento dell'umidità del terreno;
• (?) controlla che le piante vengano annaffiate almeno ogni dato periodo di tempo (max_wo_water), per evitare che muoiano se ad es. il sensore di umidità del suolo è rotto e restituisce valori sempre alti;

L'utente viene avvisato dai messaggi di Telegram ad ogni passaggio importante (indicato?). L'utente può anche attivare manualmente un evento di irrigazione da Telegram, anche se il contenuto di acqua del suolo è superiore al valore dato (max_soil_moisture). È anche possibile accendere e spegnere l'intero sistema, chiedere se il sistema è attivo e funzionante o chiedere il valore corrente del contenuto di acqua del suolo (vedi l'istantanea di Telegram).

Forniture

Materiale

Ecco un elenco dei prodotti utilizzati per costruire il sistema. Devo dire che non ricevo incentivi da Amazon, da cui sono stati acquistati tutti i prodotti.

Per controllare il sistema:

• Scheda NodeMCU (ESP8266) per il cervello, 17,99€
• Modulo relè, 11,99€
• 120 ponticelli per prototipazione, 6,99€ -> prototipazione
• 3 breadboard, 8,99€ -> prototipazione
• Scatola impermeabile, 10,99€
• Kit resistenze 525 pezzi, 10,99€
• PCB stampato con connessioni simili a una breadboard, 9,27€
• Cavi elettrici a trefoli 20, 22 o 24 AWG a seconda delle preferenze (20 è più solido ma deve essere ridotto per alcune connessioni, 22 va bene, 24 è più economico), 18,99€

Per l'autonomia energetica:

• Batteria 12V, 21,90€
• Pannello solare monocristallino 10W wp 12V, 23,90€
• Regolatore di carica 12/24V, 13,99€

Per il serbatoio dell'acqua:

• Pompa acqua 12V, 16,99€
• Connettore DC maschio/femmina (per collegare la pompa), 6,99€

I sensori:

• Galleggiante livello acqua, 7,99€
• Sensore capacitivo di umidità del suolo, 9,49€
• dello smalto per impermeabilizzare il sensore di umidità del suolo, 7,99€;

E il sistema di irrigazione:

Sistema di irrigazione, 22,97€

Per un totale di 237,40€. Non è economico! Ma tieni presente che è ancora più economico di un sistema precostruito e con molte più capacità! Inoltre, alcune parti sono solo per la prototipazione (15,98€), e ho acquistato molti componenti in gruppi di più pezzi per altri progetti, ad es. 525 resistori sono una quantità pazzesca, non hai bisogno di 3 schede NodeMCU, né di 6 relè per questo progetto.

Passaggio 1: codice

Per riprodurre questo progetto, avrai bisogno di alcuni strumenti, del materiale e del codice di questo progetto.

Codice

Per ottenere il codice da questo progetto, clonalo (o meglio, effettua il fork) dal repository Github usando GIT e, se non sai cosa significano GIT, clone e fork, scaricalo semplicemente sul tuo computer usando questo link?.

Quindi, configuralo secondo le tue esigenze!

Per utilizzare Telegram, il NodeMCU deve essere connesso a Internet. L'ho fatto usando il suo modulo WIFI e il mio WIFI di casa. Per configurare la tua connessione, apri lo script plant_watering.ino in Arduino IDE e inserisci i valori mancanti per le tue credenziali wifi (presumo che tu abbia il WiFi):

String ssid = "xxxxx"; // Nome della tua stringa Wifi pass = "xxxxx"; // Password Wi-Fi

Quindi, configureremo un bot di Telegram, che è un account utente un po' come te, ma in realtà gestito da un robot (il tuo NodeMCU). Per fare ciò, segui i passaggi descritti qui. In poche parole:

• Apri Telegram (e connettiti con il tuo account);

• Crea un nuovo bot:

  • Cerca BotFather nei tuoi contatti (digitalo nella barra di ricerca) e apri una conversazione con esso (come faresti con qualsiasi nuovo contatto);
  • Digita /newbot nella conversazione (controlla il caso e includi il /!)
  • Assegna un nome al tuo bot come desideri, ma terminalo con "bot" (es. "watering_balcony_bot");
  • Botfather ti dà un token bot, tienilo molto segreto (non condividerlo usando GIT!!), lo useremo in pochi passaggi;
  • Cercalo nei tuoi contatti e inviagli questo messaggio: /start

  • Copia il token restituito da Botfather e incollalo sul tuo script plant_watering.ino qui:

    Token stringa = "xxxxxx:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"; // Token del bot di Telegram

Il tuo bot ora è vivo!

Per dargli la possibilità di comunicare con te, deve conoscere il tuo ID conversazione. Poiché vogliamo essere in grado di condividere ciò che sta dicendo il bot con altre persone nel caso in cui usciamo in vacanza, preferisco invece creare una chat di gruppo. Quindi creane uno (Nuovo gruppo), aggiungi il tuo bot cercandone il nome e aggiungi temporaneamente un terzo bot chiamato IDBot. Quindi dai un nome alla chat di gruppo come desideri. Apri la chat di gruppo e digita /getgroupid. IDBot restituirà un numero come -xxxxxxxxx (non dimenticare il segno meno quando lo copi!), questo è l'ID della chat di gruppo!

Puoi anche chiedere a /getid di ottenere il tuo ID personale, in modo che il tuo bot invierà messaggi direttamente a te (non al gruppo)

Copia l'ID e incollalo sul tuo script plant_watering.ino qui:

int ID chat = -00000000; // Questo è l'ID della tua chat di gruppo Incolla il /getid qui invece se vuoi che il bot invii messaggi direttamente a te

Quindi, rimuovi IDBot dal tuo gruppo per ogni evenienza (non vogliamo che i dati trapelano).

Per l'ultimo passaggio, dovrai installare le librerie CTBot e ArduinoJson. Per farlo, digita ctrl+maj+I, cerca CTBot e cerca CTBot di Stefano Ledda e fai clic su installa. Quindi ripeti per ArduinoJson e cerca ArduinoJson di Benoit Blanchon, ma installa la versione 5.13.5 per ora perché CTBot non è ancora compatibile con la sesta versione (puoi controllare qui se ci sono modifiche).

E questo è tutto, il tuo codice è pronto! Ora puoi caricarlo su NodeMCU! In caso di errori, verifica di aver selezionato NodeMCU 1.0 come tipo di scheda e di utilizzare la versione corretta per le tue librerie.

Passaggio 2: strumenti

Utensili

Gli strumenti sono molto semplici, ho usato per questo progetto:

• Un saldatore + stagno (es. 220V 60W);
• Un multimetro (il mio è un TackLife DM01M);
• Un cacciavite piatto (piccolo è meglio);
• pinze da taglio;

Se li avete potete aggiungere anche delle spellafili, ma non sono indispensabili.

Passaggio 3: assemblaggio

Puoi trovare l'assemblaggio delle parti usando Fritzing per aprire il progetto Fritzing nel repository Github.

NB: il NodeMCU è collegato al regolatore di carica solare tramite un cavo USB (quello nello schema ne è sprovvisto). Vedere la sezione Materiale per un esempio di regolatore di carica solare con USB.

Ho reso disponibili tutte le parti personalizzate nella cartella fritzing dal progetto Github (tutto può essere trovato su Internet tranne il galleggiante dell'acqua perché l'ho realizzato io).

Fase 4: Ringraziamenti

Vorrei ringraziare il mio meraviglioso partner che mi ha permesso di farlo durante i fine settimana! E ovviamente tutti i creatori che hanno reso possibile il progetto, come @shurillu per la libreria super CTBot, EstebanP27 per il suo tutorial da cui ho imparato molto per questo progetto! Vorrei anche ringraziare svgrepo da cui ho usato SVG come base per il logo.