Pollice verde: 6 passaggi

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

Pollice Verde è un progetto di Internet of Things nel settore agricolo realizzato per la mia classe. Volevo costruire qualcosa di specifico per le nazioni in via di sviluppo, e sulla mia ricerca ho scoperto che i paesi africani hanno solo il 6% dei terreni agricoli del continente irrigato, c'è una tecnologia scadente, meno affidabilità nella gestione dell'acqua o irrigazione che porta a una minore produttività. In Zambia è stato riscontrato che i piccoli proprietari che erano in grado di coltivare ortaggi nella stagione secca guadagnavano il 35% in più di quelli che non lo facevano.

La maggior parte dei sistemi esistenti costa più di $ 200, che è costoso e certamente non alla portata dei piccoli agricoltori. Gli agricoltori di queste nazioni in via di sviluppo stanno già facendo sforzi per un sistema di gestione dell'acqua su piccola scala.

L'obiettivo di Green Thumb è fornire un sistema di irrigazione su piccola scala, individuale e conveniente per gli agricoltori in Africa che li aiuti con tecniche di irrigazione intelligente e gestione dell'acqua per aumentare la quantità dei loro prodotti

Passaggio 1: Passaggio 1: implementazione di sensori di umidità su un impianto

Scelta di una pianta: avevo bisogno di una pianta da monitorare nel corso del mio progetto, poiché molti paesi africani coltivano melanzane, ho finito per prendere una piccola melanzana dal deposito di casa per sperimentare.

Sensori di umidità: per monitorare il contenuto di umidità della pianta è necessario realizzare un sensore economico che possa farlo.

Componenti necessari:

1. Chiodi zincati - 2

2. Fili a filo singolo: molti di loro

3. Particelle di boro - 1

4. Resistenza (220 ohm o qualsiasi altro valore) - 1

5. Tagliere

Prendi 2 chiodi zincati e saldali a fili a filo singolo.

Effettua la seguente connessione sulla breadboard.

Collega uno dei chiodi a un pin analogico e l'altro a un pin digitale. Tenere i chiodi a 3 cm di distanza, può essere qualsiasi distanza purché costante, poiché la distanza tra 2 chiodi può modificare le letture.

Scrivi il seguente codice nel tuo Particle Boron IDE e flasha il codice

Inserisci i chiodi nella tua pianta, dovrebbe visualizzare le letture sul tuo monitor seriale o sulla tua console.

Ecco una guida rapida per configurare il tuo Boron.

Passaggio 2: Passaggio 2: Raccolta delle letture del sensore di umidità

Il passo successivo è stato quello di raccogliere tutte le letture in un documento Excel a scopo di monitoraggio tramite IFTTT.

1. Visita IFTTT e crea un account (se non lo hai già) o accedi. IFTTT (se questo allora quello) è un servizio basato sul web gratuito per creare catene di semplici istruzioni condizionali chiamate applet.

2. Vai su -> Le mie applet, fai clic su -> Nuove applet

3. per +questo - scegli Particella -> scegli "Nuovo evento pubblicato" -> Scrivi "PlantData" come nome dell'evento per il quale IFTTT deve essere attivato

4. per +che scegli Fogli Google -> seleziona "Aggiungi riga a un foglio di calcolo" -> Scrivi il nome del foglio di calcolo da creare -> fai clic su "Crea azione"

5. Quindi, quando la particella pubblica l'evento "PlantData", una nuova riga di dati verrà aggiunta a un foglio di calcolo nel tuo google drive.

Passaggio 3: Passaggio 3: analisi dei dati

Puoi scaricare il file excel e campionare i dati. Ho creato grafici a linee dei dati raccolti ogni mezz'ora, scoprendo che le letture non cambiavano molto nel corso del tempo. I sensori delle unghie hanno fornito letture abbastanza affidabili.

La lettura di solito oscillava tra 1500-1000 ogni volta che era necessario annaffiare.

Quindi, considerando la soglia di 1500, possiamo dire che quando la lettura è inferiore a 1500, la pianta è nella fase di appassimento e il sistema può rispondere in circa 5-10 minuti innaffiando le piante.

Inoltre, poiché i dati in precedenza venivano raccolti ogni millisecondo, corrode le unghie.

Una volta che i dati vengono monitorati e vediamo che non c'è molta fluttuazione nelle letture, il sensore può essere alimentato ogni ora, raccogliere la lettura e verificare se è al di sotto della soglia.

Ciò consentirà ai sensori delle unghie di durare più a lungo.

Passaggio 4: Passaggio 4: creazione di più sensori e comunicazione tramite mesh

L'intera area dell'azienda agricola può essere suddivisa in più regioni e queste regioni possono essere monitorate da singoli sensori. Tutti questi sensori possono comunicare con il 'Sistema Principale' che controlla la pompa dell'acqua.

Il "Sistema principale" ha il boro particellare: è cellulare, quindi può comunicare in luoghi senza WiFi.

I singoli sensori hanno Particle Xenon, comunicano con Boron creando una rete Mesh locale.

Ecco una guida rapida per aggiungere il tuo Xenon a una rete mesh esistente.

Qui ho realizzato 2 sensori. Trasferisci l'intero circuito su una scheda prototipi.

Prova il codice seguente per vedere se la comunicazione Mesh funziona.

Passaggio 5: Passaggio 5: Completare la forma fisica dei sensori

L'elettronica per i sensori necessita di una scatola che può essere distribuita nei campi. Dal momento che il sistema doveva essere conveniente, ho immaginato di spendere per l'elettronica risparmiando sui costi sulla sua forma fisica. La scatola fisica in cui deve essere posizionato il sensore, può essere realizzata da un agricoltore o può essere prodotta localmente in Africa utilizzando le sue materie prime. L'agricoltore può anche utilizzare qualsiasi materiale a sua disposizione e inserire l'elettronica all'interno.

Prototipo utilizzando cartone, che può essere reso resistente all'acqua mediante verniciatura.

Crea una scatola di 8,5 cm di larghezza, 6,5 cm di larghezza e 5,5 cm di altezza. Ritaglia queste dimensioni da un cartone. Praticare 2 fori in basso distanti 3 cm l'uno dall'altro per l'inserimento dei sensori. Attaccare le scatole di cartone con una pistola per colla.

Crea 2 strati di cartone con una dimensione di 8,5 cm x 6,5 cm, che andrebbero all'interno della scatola. Ritagliare un foro in questi strati per il passaggio dei fili.

I chiodi sarebbero passati attraverso i fori. Uno strato di cartone è posto sopra di esso che ha il Protoboard. Le clip a coccodrillo vengono utilizzate per collegare i chiodi al circuito, in modo che questi chiodi possano essere facilmente scollegati dal circuito.

Il secondo strato di cartone sopra ha una batteria LIPO che alimenta gli xeno.

Questi strati possono essere rimossi sollevandoli con l'aiuto dei fori che vengono ritagliati e i chiodi possono essere sostituiti facilmente, questo rende il sistema facile da mantenere e montare.

Passaggio 6: Passaggio 6: implementazione finale

Ho diviso una scatola piena di terra, in 3 parti, una con il massimo dell'acqua, la seconda con un contenuto medio di acqua e la terza era un terreno asciutto.

Ogni sensore, quando posizionato in una delle 3 parti della scatola, comunica la lettura al boro, che decide se quell'area deve essere irrigata. Ciò è indicato da un LED, corrispondente a ciascun sensore.

Il sensore si accenderebbe ogni ora.