SISTEMA DI IRRIGAZIONE IoT AVANZATO: 17 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

--di Maninder Bir Singh Gulshan, Bhawna Singh, Prerna Gupta

Passo 1:

Nelle operazioni quotidiane legate all'irrigazione le piante sono la pratica culturale più importante e il compito più laborioso. Non importa quale sia il tempo, troppo caldo e freddo o troppo secco e umido, è molto importante controllare la quantità di acqua che raggiunge le piante. Quindi, sarà efficace utilizzare un'idea di sistema di irrigazione automatico delle piante che innaffia le piante quando ne hanno bisogno. Un aspetto importante di questo progetto è quello: “quando e quanta acqua”. Questo metodo viene impiegato per monitorare continuamente il livello di umidità del suolo e per decidere se l'irrigazione è necessaria o meno e quanta acqua è necessaria nel terreno della pianta. Nella sua forma più elementare, il sistema è programmato in modo tale che il sensore di umidità del suolo che rileva il livello di umidità dalla pianta in un determinato momento, se il livello di umidità del sensore è inferiore al valore di soglia specificato che è predefinito secondo la particolare pianta rispetto alla quantità di acqua desiderata viene fornita alla pianta fino a quando il suo livello di umidità raggiunge il valore di soglia predefinito. Il sistema prevede un sensore di umidità e temperatura che tiene traccia dell'atmosfera attuale del sistema e ha un'influenza quando si verifica l'irrigazione. L'elettrovalvola controllerà il flusso d'acqua nel sistema, quando Arduino legge il valore dal sensore di umidità attiva l'elettrovalvola in base alla condizione desiderata.. Inoltre, il sistema segnala i suoi stati attuali e invia il messaggio di promemoria sull'irrigazione delle piante e riceve SMS dal destinatario. Tutta questa notifica può essere effettuata utilizzando la SIM 800L.

Passaggio 2: diagramma quadro

Questo sistema richiede un Arduino UNO che funge da controller e server dell'intero sistema. In questo sistema di irrigazione per piante, il sensore di umidità del suolo controlla il livello di umidità nel terreno e se il livello di umidità è basso, Arduino accende una pompa dell'acqua per fornire acqua alla pianta. La pompa dell'acqua si spegne automaticamente quando il sistema trova abbastanza umidità nel terreno. Ad ogni accensione o spegnimento della pompa del sistema viene inviato un messaggio all'utente tramite modulo GSM, aggiornando lo stato della pompa dell'acqua e l'umidità del suolo. Questo sistema è molto utile in Fattorie, giardini, casa ecc. Questo sistema è completamente automatizzato e non è necessario alcun intervento umano.

Passaggio 3: hardware utilizzato: Arduino UNO

Arduino UNO è una scheda microcontrollore open source basata sul microcontrollore Microchip ATmega328P e sviluppata da Arduino.cc. La scheda è dotata di set di pin di input/output (I/O) digitali e analogici che possono essere interfacciati a varie schede di espansione (shield) e altri circuiti. La scheda ha 14 pin digitali, 6 pin analogici e programmabile con Arduino IDE (Integrated Development Environment) tramite un cavo USB di tipo B. Può essere alimentato dal cavo USB o da una batteria esterna da 9 volt, sebbene accetti tensioni comprese tra 7 e 20 volt.

Passaggio 4: SIM 800L

SIM800L è un modulo cellulare in miniatura che consente la trasmissione GPRS, l'invio e la ricezione di SMS e l'esecuzione e la ricezione di chiamate vocali. Il basso costo e l'ingombro ridotto e il supporto di frequenza quad band rendono questo modulo la soluzione perfetta per qualsiasi progetto che richieda connettività a lungo raggio.

Passaggio 5: sensore di umidità del suolo

I sensori di umidità del suolo misurano il contenuto volumetrico di acqua nel suolo. Poiché la misurazione gravimetrica diretta dell'umidità del suolo libero richiede la rimozione, l'essiccazione e la pesatura di un campione, i sensori di umidità del suolo misurano indirettamente il contenuto volumetrico di acqua utilizzando altre proprietà del suolo, come la resistenza elettrica, la costante dielettrica o l'interazione con i neutroni, come proxy per il contenuto di umidità.

Passaggio 6: 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.

Passaggio 7: sensore di flusso d'acqua

Il sensore di flusso dell'acqua è costituito da un corpo valvola in plastica, un rotore dell'acqua e un sensore ad effetto hall. Quando l'acqua scorre attraverso il rotore, il rotore gira. La sua velocità cambia con una diversa velocità di flusso. Il sensore ad effetto Hall emette il corrispondente segnale a impulsi. Questo è adatto per rilevare il flusso nell'erogatore dell'acqua.

Passaggio 8: relè

Un relè è un interruttore azionato elettricamente. Molti relè utilizzano un elettromagnete per azionare meccanicamente un interruttore, ma vengono utilizzati anche altri principi di funzionamento, come i relè a stato solido. I relè vengono utilizzati dove è necessario controllare un circuito con un segnale separato a bassa potenza o dove più circuiti devono essere controllati da un segnale.

Passaggio 9: LCD (display a cristalli liquidi)

LCD è l'acronimo di Liquid Crystal Display e consente di controllare i display LCD compatibili con il driver Hitachi HD44780. Ce ne sono molti là fuori e di solito puoi riconoscerli dall'interfaccia a 16 pin.

Passaggio 10: 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, a spostamento ea gravità.

Le pompe funzionano tramite un meccanismo (tipicamente alternativo o rotativo) e consumano energia per eseguire lavori meccanici che spostano 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.

Passaggio 11: vantaggi

1. Possibilità di risparmiare acqua ed efficienza nell'erogazione dell'acqua.

2. Programmazione e connettività.

(Il loro programma può essere aggiornato da qualsiasi luogo con connessioni Internet.)

3. Risparmio di elettricità.

(Il pannello solare viene utilizzato anche per generare elettricità nelle aziende agricole.)

4. L'agricoltore può conoscere la natura del campo in qualsiasi momento e ovunque.

Passaggio 12: applicazioni

1. Può essere utilizzato in campi agricoli, prati e come sistema di irrigazione a goccia.

2. Può essere utilizzato per il processo di coltivazione.

3. Può essere utilizzato per fornire acqua nell'area di impianto dei vivai.

4. Può essere utilizzato per un'ampia gamma di colture in quanto è possibile personalizzare il riferimento richiesto per diversi tipi di colture.

5. Può essere utilizzato per la gestione dell'acqua dello stagno e il trasferimento dell'acqua.

Avevamo usato il dispositivo IoT, ad esempio NodeMCU nello schema del circuito e mostrato anche il circuito stampato (PCB) per lo stesso, puoi usare anche Arduino UNO.

Passaggio 13: Schema del circuito

Fase 14: Progettazione PCB per SISTEMA DI IRRIGAZIONE IoT AVANZATO

Passaggio 15: ordinare i PCB

Ora abbiamo il design del PCB ed è il momento di ordinare i PCB. Per questo, devi solo andare su JLCPCB.com e fare clic sul pulsante "QUOTA ORA".

JLCPCB è anche sponsor di questo progetto. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics 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. Puoi ordinare un minimo di 5 PCB per soli $2.

Passaggio 16:

Per ottenere il PCB prodotto, carica il file gerber che hai scaricato nell'ultimo passaggio. Carica il file.zip oppure puoi anche trascinare e rilasciare i file gerber.

Dopo aver caricato il file zip, vedrai un messaggio di successo in basso se il file è stato caricato correttamente.

Passaggio 17:

Puoi rivedere il PCB nel visualizzatore Gerber per assicurarti che tutto sia a posto. È possibile visualizzare sia la parte superiore che quella inferiore del PCB.

Dopo esserci assicurati che il nostro PCB abbia un bell'aspetto, ora possiamo effettuare l'ordine a un prezzo ragionevole. Puoi ordinare 5 PCB per soli $2, ma se è il tuo primo ordine puoi ottenere 10 PCB per $2. Per effettuare l'ordine, fare clic sul pulsante "SALVA NEL CARRELLO".

I miei PCB hanno impiegato 2 giorni per essere prodotti e sono arrivati entro una settimana utilizzando l'opzione di consegna DHL. I PCB erano ben confezionati e la qualità era davvero buona.