Sistema di irrigazione automatico delle piante Arduino: 8 passaggi (con immagini)

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

Incontra Sprout - la moderna fioriera da interno che innaffia automaticamente le tue piante, erbe, verdure, ecc. e rivoluzionerà il tuo gioco di giardinaggio.

Consiste in un serbatoio d'acqua integrato da cui viene pompata l'acqua e mantiene idratato il terreno della pianta.

Un sensore di umidità del suolo è calibrato in modo tale da misurare periodicamente l'umidità del suolo regolando così il flusso d'acqua. Se il terreno è troppo secco, la pompa dell'acqua si accende automaticamente e si spegne quando l'umidità del suolo ha raggiunto il livello desiderato.

Se sei la persona che innaffia le sue piante, Sprout ti assicurerà che non dovrai mai più preoccuparti di essere un cattivo giardiniere. E se sei il tipo di persona che inonda le proprie piante per compensare l'assenteismo, significa che non corri il rischio di annegare le tue piante o i tuoi semi.

La capacità del serbatoio dell'acqua di Sprout è di circa 500 ml / 17 fl oz, il che ti consente di trascurare le tue piante fino a un mese prima che necessiti di una ricarica.

La funzione Bluetooth opzionale può essere utilizzata per attivare e controllare manualmente la pompa dell'acqua in modalità wireless dal tuo smartphone.

Sviluppo: sei un programmatore, un ingegnere o un designer che ha una grande idea per una nuova funzionalità/design in Sprout? Forse sei solo un principiante o hai individuato un bug? Sentiti libero di prendere il nostro codice, schemi, file di progettazione 3D e file di taglio laser da Github e armeggiare con esso.

Sprout: GitHub

Passaggio 1: progettazione elettronica

Elenco dei componenti elettronici:-Arduino Nano: AliExpressDC Pompa dell'acqua: AliExpressSoil Sensore di umidità: AliExpressHC-05 Modulo Bluetooth: AliExpressLM7805 Regolatore di tensione: AliExpressIRF540 MOSFET: AliExpress220 Resistenza Ohm: AliExpressIN4001 Diodo: AliExpressHeader Pin Strip: AliExpressDC Barrel Jack: AliExpressScrew Morsettiera: AliExpressPCB: Adattatore AC-12VDC AliExpress: AliExpress

Strumenti:- Saldatore: AliExpressSolder Wire: AliExpress

Blocco di alimentazione

Il 7805 regola la tensione di alimentazione e la riduce a 5V costanti, rendendolo adatto per l'esecuzione di Arduino & Soil Moisture Sensor.

Controllo della pompa

Il MOSFET funge da interruttore controllato da Arduino. Usiamo il MOSFET poiché Arduino non può alimentare direttamente la pompa CC. La resistenza collegata al gate del MOSFET impedisce che il MOSFET si danneggi. Il diodo flyback collegato attraverso la pompa fornisce un percorso per la dissipazione dell'energia immagazzinata quando la pompa è spenta. L'Anodo del Diodo è collegato al Drain del MOSFET. Il catodo del diodo è collegato al binario di alimentazione 9V. La Sorgente del Diodo è collegata a GND.

Sensore di umidità Il sensore fornisce un valore analogico ad Arduino. Il livello di soglia di umidità è calibrato dall'utente in base al tipo di impianto utilizzato.

Modulo Bluetooth

Utilizza la comunicazione seriale per trasferire i dati tra Arduino e il tuo smartphone.

Passaggio 2: assemblaggio elettronico

Un PCB stampabile in scala 1x, nonché la vista della scheda e lo schema sono disponibili nel repository GitHub.

Sprout: GitHub/Elettronica

Il repository contiene anche un PDF in formato A4 che contiene più PCB su una singola pagina. Questo può essere utilizzato per realizzare più PCB alla volta per la produzione di massa

Saldare tutti i componenti secondo gli schemi forniti.

I file Eagle modificabili sono disponibili di seguito.

Puoi ordinare il PCB qui: PCBWay

Passaggio 3: configurazione software e Bluetooth

Software

Il sensore di umidità è collegato a un pin di ingresso analogico dell'Arduino. Un valore di soglia determina se la pompa deve essere ON/OFF.

Puoi trovare il codice su Sprout: GitHub/Code

Sentiti libero di modificare e contribuire al repository GitHub.

App per smartphone e configurazione Bluetooth

Il modulo Bluetooth HC-05 è il blocco intermedio tra lo Smartphone e Arduino. Utilizza la comunicazione seriale per inviare dati dallo smartphone ad Arduino e funge da telecomando.

L'app trasmette il valore "48" o "49" che rappresentano rispettivamente "ON" e "OFF". La pompa può quindi essere controllata in modalità wireless.

Basta aprire l'app, cercare i dispositivi rilevabili e associare il modulo HC-05. quindi fai clic su "Cambia modalità" e attiva il pulsante sullo schermo.

L'app è disponibile su App Bluetooth

Passaggio 4: progettazione meccanica

Il corpo principale di Sprout è una scatola di 30 cm X 15 cm X 19 cm realizzata in MDF.

Tutti i passaggi della progettazione meccanica sono stati chiaramente dimostrati nel video allegato all'inizio dell'Instructable. Puoi anche verificarlo su Sprout: Video/Mechanical Design

La scatola è divisa in due sezioni:

1. La sezione più grande contiene il suolo e le piante
2. La sezione più piccola è ulteriormente divisa in altre due sezioni in modo tale che una sezione contenga il circuito stampato mentre l'altra contenga il serbatoio dell'acqua.

Il serbatoio dell'acqua è una bottiglia di plastica da 500 ml.

La scatola in MDF ha 8 facce separate ad incastro che possono essere tagliate al laser e incastrate l'una nell'altra.

I file di taglio laser, il file di progettazione Fusion 360 (file di progettazione 3D), le viste isometriche e ortogonali di ciascuna faccia sono disponibili su Sprout: GitHub/Mechanical Design

Puoi anche trovare file di Illustrator modificabili nel repository GitHub che possono essere modificati in base ai tuoi requisiti/dimensioni specifici e quindi possono essere tagliati al laser.

Passaggio 5: assemblaggio meccanico: preparazione della bottiglia

Il serbatoio dell'acqua è una bottiglia di plastica da 500 ml. A tale scopo può essere utilizzata una tipica bottiglia di plastica di soda da 500 ml.

Il diametro massimo della bottiglia deve essere di 74 mm. Il diametro massimo del tappo della bottiglia deve essere di 50 mm. L'altezza massima dalla base del flacone alla parte più bassa del tappo deve essere di 18,5 cm.

La bottiglia deve essere tagliata a circa 50 mm sopra la sua base in modo che la pompa possa essere posizionata al suo interno. I fori devono essere praticati nella bottiglia in modo tale che il tubo di uscita e i cavi di alimentazione possano essere fatti passare attraverso la bottiglia.

Una volta che il tubo di uscita ei fili sono stati estratti attraverso i rispettivi fori, la bottiglia può essere nuovamente sigillata. Per sigillare la bottiglia dobbiamo usare un composto epossidico che indurirà entro poche ore. Questo eviterà che l'acqua fuoriesca.

L'acqua può essere ricaricata dalla parte superiore della bottiglia semplicemente aprendo il tappo.

Passaggio 6: assemblaggio meccanico: preparazione della scatola

Dopo aver tagliato al laser con successo le 8 diverse facce della scatola, applicare diversi strati di vernice per legno di alta qualità su ciascun lato di ciascuna faccia. Ciò lo rende altamente idrorepellente e lo rende resistente all'umidità e all'umidità.

Montare anche il jack di alimentazione sulla piastra posteriore e collegarlo alla scheda del circuito.

Montare il circuito sulla piastra posteriore della scatola in modo che si adatti alla rispettiva sezione.

Tirare il tubo di uscita della pompa attraverso i fori indicati in modo che raggiunga la sezione del terreno della pianta. Fai lo stesso per i fili del sensore di umidità.

Non dimenticare di collegare la pompa dell'acqua al circuito come mostrato nello schema

Inizia a collegare le diverse facce della scatola e assicurati che la bottiglia si adatti perfettamente all'area designata.

Applicare la colla per legno o un adesivo per sigillare l'intera scatola

Tutti questi passaggi sono stati dimostrati nel video che si trova all'inizio di questo Instructable.

Passaggio 7: assemblaggio meccanico: cemento

Questo passaggio determinerà la trama e la finitura finale della scatola e darà alla fioriera un altro rivestimento protettivo.

Applicare la colla su ciascuna faccia della scatola. Quindi cospargere un po' di cemento sulla colla. Utilizzare il restante pezzo circolare in MDF che è stato tagliato dalla piastra superiore per levigare il cemento sulla superficie di ciascuna faccia della scatola. Ripeti questo passaggio per ogni faccia della scatola come mostrato nel video.

Una volta che il cemento si asciuga, spruzzare con acqua ogni 6 ore per 1 giorno. Ciò consentirà al cemento di polimerizzare, senza crepe e impedirà anche la fuoriuscita di acqua.

Passaggio 8: aggiungi il terreno e le piante

Una volta che il cemento si è indurito, riempi la scatola di terra.

Ricordarsi di sigillare a caldo l'estremità del tubo di uscita prima di praticare un foro per il gocciolatore. Il gocciolatore viene utilizzato per regolare l'acqua che fuoriesce dal tubo in modo che l'acqua non fuoriesca dalla fioriera.

Posizionare il sensore di umidità del suolo all'interno del terreno.

Spunta l'energia attraverso il jack di alimentazione sulla piastra posteriore e assicurati di riempire il serbatoio dell'acqua fino al livello completo.

Verifica se tutto funziona e dovresti aver finito.

Secondo classificato nella sfida Epilog 9

Secondo classificato all'Arduino Contest 2017