Giardino intelligente - Fai clic e cresci: 9 passaggi

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

E se potessi coltivare le tue piante, fiori, frutta o verdura con l'aiuto di un'app per smartphone che si assicura che le tue piante ottengano la configurazione ottimale di acqua, umidità, luce e temperatura e ti permetta di monitorare come far crescere le tue piante SEMPRE E OVUNQUE.

Smart Garden - Click and Grow si prenderà cura delle tue piante anche quando sei in vacanza, a chilometri di distanza da casa, assicurandoti che abbiano sempre abbastanza acqua, luce e la giusta temperatura.

Utilizzando sensori avanzati che monitorano l'umidità, la luce e la temperatura, la nostra applicazione intelligente sa esattamente quando irrigare il tuo giardino e qual è la quantità ottimale di acqua necessaria. Tutte le informazioni rilevanti sul tuo giardino sono costantemente monitorate e appaiono sullo schermo del tuo smartphone in ogni momento.

Sarai in grado di scegliere di lasciare che l'applicazione intelligente irrighi automaticamente il giardino a seconda delle condizioni prevalenti nel giardino, o in alternativa, puoi scegliere di irrigare manualmente il giardino ogni volta che decidi e nella quantità di acqua che preferisci, premendo un pulsante sul tuo smartphone.

Il nostro giardino intelligente si adatta alle condizioni locali e riduce il consumo di acqua e le bollette dell'acqua fino al 60% irrigando le tue piante nei tempi e nelle condizioni perfette.

Avanza nel futuro con il nostro giardino intelligente e inizia a coltivare il tuo giardino in modo facile, veloce e non meno importante senza spendere una fortuna.

Passaggio 1: parti

Per questo progetto avrai bisogno di:

Dispositivi e schede elettroniche:

1) NodoMCU;

2) multiplexer analogico a 2 (o più) canali;

3) Transistor;

4) Pompa dell'acqua (abbiamo usato una pompa Blige da 12 V 350 GPH);

5) Fonte di alimentazione

Sensori:

6) Sensore di luce (resistenza dipendente dalla luce);

7) Sensore MPU-6050 (o qualsiasi sensore di temperatura);

8) Sensore di umidità del suolo capacitivo;

Fisico

9) Tubo dell'acqua da 3/4 ;

10) Resistenze;

11) Fili e Prolunghe;

12) Smartphone

13) App Blynk

Passaggio 2: cablaggio - scheda e sensori

Vedere di seguito le istruzioni dettagliate su come collegare i diversi componenti e consultare lo schema elettrico pubblicato sopra.

Board e MultiPlexer

Posizionare il NodeMCU e il multiplexer sulla breadboard come mostrato nel diagramma.

Utilizzare due jumper per collegare il 5V e il GND del NodeMCU rispettivamente alla colonna '+' e '-' della breadBoard e collegare il multiplexer al NodeMCU come mostrato sopra.

Collegamento dei sensori

1) Sensore di luce (resistore dipendente dalla luce) - Avrai bisogno di tre ponticelli e un resistore da 100K.

Utilizzare i 3 ponticelli per collegare il sensore a 5V, GND e Y2 del multiPlexer come mostrato sopra.

2) Sensore MPU-6050 - Avrai bisogno di quattro ponticelli per collegare il sensore a 5V, GND e D3, D4 del NodeMCU come mostrato sopra.

3) Sensore capacitivo di umidità del suolo (CSMS) - Collegare il CSMS con 3 ponticelli, a 5V, GND e Y0 del multiplexer come mostrato sopra.

Ora collega il cavo USB al NodeMCU e vai al passaggio successivo.

Passaggio 3: cablaggio - transistor e pompa

Vedere di seguito le istruzioni dettagliate su come collegare Rely e la pompa dell'acqua e consultare le immagini del cablaggio pubblicate sopra.

Transistor

Utilizzare 3 ponticelli per collegare il transistor come segue:

1. Gamba centrale al '-' della pompa dell'acqua;

2. Gamba sinistra al '-' dell'alimentatore 12V;

3. Gamba destra a D0 dell'MCU;

Pompa dell'acqua

Collegare il '+' dell'alimentatore 12V al '+' della pompa dell'acqua.

Passaggio 4: collegamento del sistema

Consigliamo di riporre il breadBoard insieme a tutti gli altri componenti tranne la pompa in una bella scatola.

Il dovrebbe essere dentro il secchio d'acqua.

Prendi una pipa lunga da 3/4'; Bloccare un'estremità del tubo e montare l'altra estremità sulla pompa dell'acqua; fa dei fori lungo il tubo e lo dispiega vicino alle piante;

mettere il sensore del suolo nel terreno. Notare che la linea di avvertenza del sensore deve trovarsi all'esterno del terreno.

Puoi dare un'occhiata all'immagine sopra per vedere come abbiamo posizionato il sistema.

Passaggio 5: il codice

Apri il file.ino allegato con l'editor di arduino.

Prima di caricarlo sul NodeMCU, presta attenzione ai seguenti parametri che potresti voler modificare:

1) const int AirValue = 900; È necessario testare questo valore con il sensore di umidità del suolo.

Togli il sensore dal terreno e controlla il valore che ottieni. È possibile modificare il valore nel codice in conformità.

2) const int WaterValue = 380; Devi testare questo valore con il tuo sensore.

Estrarre il sensore dal terreno e metterlo in un bicchiere d'acqua. Controlla il valore che ottieni - Puoi modificare il valore nel codice in conformità.

Dopo aver fatto quanto sopra, basta caricare il codice nel NodeMCU.

Passaggio 6: applet IFTTT

Se il sistema decide di irrigare automaticamente il giardino ti invierà un'e-mail, così saprai che il tuo giardino è stato irrigato, poiché il terreno era molto secco.

Si consiglia di configurare il sistema in modo che irrighi solo di notte o quando il livello del sole è basso.

in questo modo risparmierai una notevole quantità di acqua ogni mese!!

Nell'app Blynk abbiamo utilizzato un widget webhook. Il widget webhook è stato utilizzato per attivare un evento sulle applet IFTTT. IFTTT Data/ora -> webhook, un pin virtuale su Blynk cambia il suo valore. Che attiva una funzione che ti invia una mail quando il terreno è molto secco ed è stata attivata l'irrigazione automatica.

Passaggio 7: Smart Garden - Applicazione BLYNK

La nostra applicazione BLYNK contiene le seguenti funzionalità:

1) LCD: l'LCD fornirà informazioni rilevanti sul sistema. Ti farà sapere quando il sistema aziona la pompa dell'acqua e irriga le piante.

2) Scala dell'umidità del suolo - Fornisce informazioni sull'umidità del suolo.

La scala mostra l'umidità in percentuale tale che lo zero percento rappresenta il livello di umidità medio dell'aria e il 100 percento rappresenta l'umidità dell'acqua.

Abbiamo anche aggiunto una descrizione verbale del livello di umidità rappresentato da cinque opzioni:

A. Molto bagnato - quando il terreno viene fatto galleggiare con acqua.

B. Bagnato - tra il normale e l'allagato. Questa situazione dovrebbe verificarsi per qualche tempo dopo che avremo irrigato la terra.

C. Ideale - quando il terreno contiene una quantità d'acqua ideale per le piante.

D. Dry - Quando il terreno inizia ad asciugarsi. Tuttavia, nella maggior parte delle piante non è ancora necessario irrigare.

E. Molto secco - in questa situazione innaffiare il terreno il prima possibile (notare che se la modalità di irrigazione automatica è attiva, il sistema irrigherà automaticamente il giardino quando il terreno è molto secco).

* Ovviamente il livello ideale di umidità del suolo dipende dalle piante specifiche che hai nel tuo giardino.

* È possibile modificare il livello di umidità dell'acqua e il livello di umidità dell'aria come spiegato sopra.

3) Scala del sole - Fornisce informazioni sul livello di luce a cui sono esposte le piante. Il livello di luce ideale necessario dipende dal tipo di piante che hai nel tuo giardino.

4) Temp - fornisce la temperatura nell'area circostante le tue piante.

5) Irrigazione automatica: quando questo pulsante è attivo, il sistema irrigherà automaticamente le piante quando l'umidità del suolo raggiungerà "Molto secco".

6) Quantità - premendo '+' o '-' è possibile scegliere la quantità d'acqua (in litri) per l'irrigazione delle piante.

Passaggio 8: simulazione del sistema in azione

Guarda il sistema in funzione dal vivo nel video allegato!!:)

Nota che se attivi l'irrigazione automatica, il sistema irrigherà automaticamente il tuo giardino non appena il terreno diventa "molto secco". il Sistema può essere configurato per irrigare solo quando il sole non è troppo forte (per esempio solo a tarda notte) così l'acqua non andrà sprecata!!!

Se il sistema decide di irrigare automaticamente il giardino te lo farà sapere sul lcd dell'applicazione (se è aperta aprilo sul tuo smartphone), e ti invierà anche una Email!

Passaggio 9: miglioramenti e piani futuri

La sfida principale

La nostra sfida principale era capire quali sensori avremmo dovuto usare, dove posizionarli e quali valori finali avremmo dovuto usare per ottenere i migliori risultati.

Dato che avevamo molte informazioni da visualizzare (umidità del suolo, temperatura, livello di luce, condizioni del suolo, ecc.), abbiamo impiegato molto tempo per rendere la nostra app il più chiara e confortevole possibile.

All'inizio, abbiamo lavorato con un Rely, che ci ha reso la vita molto dura, abbiamo provato diversi Rely e abbiamo capito che il NodeMCU e il Rely a volte non sono molto stabili, in quanto il valore HIGH dei pin Digital del NodeMCU emette solo 3 volt, quando l'affidamento funziona con 5 V, quindi quando volevamo accendere la pompa e impostare l'uscita D1 su ALTA, l'interruttore non funzionava poiché l'affidamento prevedeva che 5 V cambiassero il suo stato.

Non appena abbiamo sostituito il relè con il transistor, abbiamo potuto controllare facilmente la pompa.

I limiti del sistema

Il nostro giardino è piccolo, non è stato possibile contenere un gran numero di sensori per ricevere informazioni da diverse aree del nostro giardino. Con più sensori e un giardino più grande, potremmo saperne di più sulle condizioni prevalenti in ogni area del giardino e utilizzare proprietà specifiche per ogni area del giardino, in modo che ottenga le migliori condizioni e il trattamento per le sue esigenze specifiche, e anche regolarlo per l'irrigazione automatica.

Visione futura

I nostri pensieri futuri derivano principalmente dai limiti del sistema. L'obiettivo è implementare lo stesso sistema di giardinaggio intelligente, solo uno grande su scala più ampia.

Riteniamo che un tale sistema possa essere adattato a qualsiasi tipo di piattaforma a partire dai giardini privati, così come i giardini pubblici fino al settore agricolo, come grandi serre e campi agricoli.

Per ogni sistema (a seconda delle sue dimensioni), utilizzeremo più sensori. Per esempio:

1. Un gran numero di sensori di umidità del suolo: Con un gran numero di sensori possiamo conoscere il livello di umidità in ogni parte specifica del terreno/terreno.

2. Grande numero di sensori di luce: analogamente al motivo sopra anche qui possiamo ottenere più che specifici su diverse aree del giardino.

Aggiungendo questi sensori, possiamo riunire un trattamento specifico per qualsiasi tipo di pianta nel nostro giardino.

Poiché diversi tipi di piante richiedono un trattamento diverso, possiamo adattare ogni area del nostro giardino a un altro tipo di piante e con un gran numero di sensori abbiniamo la pianta specifica alle condizioni esatte di cui ha bisogno. In questo modo possiamo coltivare varietà di piante su terreni più piccoli.

Un altro vantaggio significativo di un gran numero di sensori è la capacità di identificare il livello di umidità nel suolo e la temperatura, bloccando per sapere quando è necessario irrigare qualsiasi parte della Terra e possiamo controllare l'irrigazione in modo che risulti in massimo risparmio idrico. Dobbiamo innaffiare tutto il giardino solo se una piccola parte è asciutta, possiamo solo cambiare questa zona.

3. Collegamento del sistema al rubinetto dell'acqua principale: in questo modo non è necessario riempire d'acqua il contenitore. Il grande vantaggio di una tale connessione è il massimo controllo sull'irrigazione e sulla quantità di acqua che ogni regione del terreno riceve, senza preoccupazioni per l'esaurimento dell'acqua nel serbatoio.

4. Applicazione dedicata per il sistema - Scrittura di una nuova applicazione compatibile con il sistema. Con tutto il nostro amore אם Applicazione Blynk, non possiamo usarla come applicazione di sistema principale. Vorremmo scrivere un'applicazione unica per il sistema che corrisponda al controller e ai sensori con cui vogliamo lavorare per offrire un'esperienza perfetta all'utente.

Scrivere un'applicazione come questa ci darà la possibilità di aggiungere più funzionalità, quindi quelle che possiamo trovare in Blynk. Ad esempio costruendo un profilo utente per il cliente, raccogliendo le informazioni su ogni cliente e consigliandolo sulle proprietà migliori e più efficienti che si adattano alle sue esigenze.

Vorremmo costruire un algoritmo che apprende tutte le informazioni che otteniamo dalla varietà di sensori e le utilizza per portare le migliori condizioni alle piante.

Inoltre, possiamo creare una cerchia di clienti online che viene aggiornata con raccomandazioni e riceve assistenza online in caso di problemi nel sistema.

Crediamo davvero che un progetto come questo abbia un grande potenziale per servire una vasta gamma di clienti: dai privati che hanno piccoli giardini ai giardini decorativi, alle aziende che vorrebbero coltivare facilmente i propri giardini, risparmiando acqua e risorse, e fino a agricoltori e grandi aziende che detengono grandi campi e serre e cercano una soluzione efficace e relativamente poco costosa che dia loro le informazioni più rilevanti sui loro prodotti, quindi darà loro vantaggi rispetto ai loro rivali in termini di qualità dei loro prodotti e risparmio di spese, sia di acqua che di merce difettosa che non è stata gestita correttamente (ad esempio troppa acqua).