Vaso per piante intelligente automatico - (fai da te, stampa 3D, Arduino, autoirrigazione, progetto): 23 passaggi (con immagini)

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

Ciao, A volte quando ci allontaniamo da casa per qualche giorno o siamo molto occupati le piante di casa soffrono (ingiustamente) perché non vengono annaffiate quando ne hanno bisogno. Questa è la mia soluzione.

È un vaso intelligente che include:

• Serbatoio d'acqua integrato.
• Un sensore per monitorare il livello di umidità del terreno.
• Una pompa per pompare acqua all'impianto quando richiesto.
• Un monitor del livello dell'acqua nel serbatoio dell'acqua.
• Un LED per sapere quando tutto è a posto, o se il serbatoio dell'acqua è quasi vuoto.

Tutta l'elettronica, le pompe e il serbatoio dell'acqua sono contenuti all'interno del vaso per mantenerlo elegante. Ogni vaso (se ne fai più di uno) può anche essere impostato in base alle esigenze di diversi tipi di piante. Ha un Arduino Nano che controlla tutto e il costo dei componenti è stato mantenuto il più basso possibile.

Passaggio 1: tutorial video

Se preferisci i video alla lettura, guarda il video qui sopra. Altrimenti continua a leggere e ti guiderò attraverso la creazione del tuo Smart Plant Pot un passo alla volta.

Passaggio 2: cose di cui avrai bisogno

Avrai bisogno di alcune cose per costruirne una tua. Ecco un elenco degli articoli insieme ai link a dove puoi trovarli su Amazon.

• Arduino Nano: https://geni.us/ArduinoNanoV3 x1
• Mini pompa sommersa: https://geni.us/MiniPump x1
• Tubo da 5 mm: https://geni.us/5mmTubing da 5 cm
• Transistor: https://geni.us/2npn2222 1x 2N2222
• Resistori (1k e 4.7k): https://geni.us/Ufa2s Uno di ciascuno
• Cavo: https://geni.us/22AWGWire per collegare i componenti insieme
• LED da 3 mm: https://geni.us/LEDs x1
• Sensore di livello dell'acqua: https://geni.us/WaterLevelSensor x1
• Bulloni: https://geni.us/NutsAndBolts M3 x 10 mm x2
• Sensore di umidità del suolo: https://geni.us/MoistureSensor x1
• Mezza pensione Perma-proto: https://geni.us/HalfPermaProto x1
• Filamento PLA:

Passaggio 3: stampa le parti stampabili in 3D

Le parti stampate in 3D impiegheranno del tempo per la stampa, quindi è un buon punto di partenza mentre aspetti che arrivi tutto ciò che hai ordinato.

Troverai i file CAD disponibili per il download qui:

Ho stampato tutto il mio in PLA con un'altezza dello strato di 0,15 mm. Ho stampato il "vaso esterno" con tre perimetri e questo ha assicurato che fosse a tenuta d'acqua per me. Verifica che la tua stampa sia a tenuta stagna prima di utilizzarla per assicurarti di non rischiare di danneggiare nessuno dei tuoi componenti elettronici. Se fallisce, puoi provare uno dei seguenti:

• Stampalo con più perimetri/pareti
• Aumentare la portata dell'estrusore
• Tratta l'interno della stampa con una sorta di sigillante

Passaggio 4: preparare l'elettronica e lo schema elettrico

Possiamo rivolgere la nostra attenzione all'elettronica. Avrai bisogno di alcuni strumenti per aiutarti ad assemblare e saldare i vari componenti elettronici per questo progetto:

• Filo di saldatura
• Saldatore (sto usando questo fantastico alimentato a batteria che ho ricevuto di recente:
• Tagliafili
• Aiutare le mani

In allegato è uno schema di saldatura. Se preferisci puoi saltare le sezioni seguenti e seguire tu stesso il diagramma, anche se se preferisci ti guiderò attraverso il componente ora.

Passaggio 5: saldare Arduino alla scheda Proto

Per prima cosa salderemo l'Arduino Nano alla nostra scheda Perma-Prota. Mentre andiamo, però, farò riferimento ai fori sulla scheda Perma-Prota con le loro coordinate come il foro B7. Le lettere ei numeri per i fori sono scritti lungo i bordi della lavagna Perma-Proto.

Per posizionare l'Arduino Nano nella posizione corretta metti il pin D12 sull'Arduino attraverso il foro H7 sulla scheda del prototipo. Quindi capovolgere la scheda e saldare i pin in posizione.

Passaggio 6: aggiungere il transistor e i resistori

Le tre gambe del transistor vogliono passare attraverso i fori C24, 25 e 26 sulla scheda. La faccia piatta del transistor vuole essere rivolta verso il centro della scheda. Una volta saldato questo in posizione, tagliare le lunghezze in eccesso della gamba dall'altro lato con le tronchesi.

La resistenza da 4,7 k ohm (le bande colorate diventano gialle, viola e poi rosse) passa attraverso i fori A25 e A28.

Il resistore da 1k ohm (bande marrone, nero e rosso) passa attraverso i fori J18 e J22.

Passaggio 7: preparare il LED e connettersi alla scheda

Saldare un filo lungo 7 cm separato a ciascuna delle gambe del LED. Una volta fatto questo, usa del nastro isolante o termoretraibile per evitare che le due gambe e i fili entrino in contatto e mettano in cortocircuito il nostro circuito in seguito.

Ora la gamba positiva del LED, che è la più lunga delle due gambe, deve essere saldata al foro J17 sulla scheda. Il negativo viene quindi saldato al foro I22.

Passaggio 8: preparare la pompa

Prima di installare e collegare la pompa, è necessario estenderne i fili. Aggiungi altri 13 cm su entrambi i cavi provenienti dalla pompa dell'acqua. Ancora una volta, aggiungi del nastro isolante alle connessioni dopo averle saldate insieme.

Passaggio 9: preparare il sensore del livello dell'acqua

Questa volta saldare tre fili da 20 cm ai tre pin del sensore del livello dell'acqua.

Passaggio 10: collegare insieme i componenti di rilevamento dell'umidità

Collegare un 10 cm ai seguenti perni sul modulo dei sensori di umidità:

• D0
• GND
• VCC

Quindi saldare il filo da D0 a J12 sulla scheda Proto, il filo di terra in qualsiasi punto lungo il binario di terra e infine il filo da VCC al foro C8.

Quindi saldare due fili da 25 cm ai pin negativo e positivo sull'altro lato del modulo dei sensori.

Passaggio 11: aggiungere ulteriori connessioni alla scheda Proto

Usa un filo corto (verde nelle foto) per collegare i fori B26 al binario di terra e poi un altro filo per collegare il nostro binario di terra al pin di terra dell'Arduino tramite il foro A20.

Abbiamo bisogno di un altro filo per collegare i fori C28 e J7.

Passaggio 12: iniziamo ad assemblare le nostre parti

Usa della colla a caldo o simili per fissare il sensore del livello dell'acqua sulla sua piastra di fissaggio all'interno del vaso esterno. Assicurarsi che la parte superiore del sensore sia in linea con la parte superiore della piastra di montaggio.

Ora fai passare i tre fili da questo sensore verso il basso attraverso il foro che troverai sul lato della colonna che sale dal fondo del vaso esterno. Quando appaiono dal fondo puoi tirarli attraverso. Ora è anche un ottimo momento per etichettarli mentre siamo certi di cosa siano collegati.

Mentre abbiamo la nostra colla a portata di mano, dovremmo fissare il LED in posizione spingendolo attraverso il suo foro nel supporto e incollandolo lì.

Passaggio 13: assemblare la pompa dell'acqua

Possiamo anche infilare i fili della nostra pompa dell'acqua attraverso lo stesso foro nel vaso esterno come abbiamo fatto per il sensore del livello dell'acqua e quindi etichettare i fili quando escono dall'altra parte.

Ora prendi i 5 cm di tubo di gomma, attaccalo alla pompa dell'acqua e poi l'altra estremità alla parte inferiore del vaso interno.

Possiamo quindi far scorrere con cautela il vaso interno nel vaso esterno. C'è una fessura sottile per il passaggio dei fili, fare attenzione a non impigliarsi nei fili durante l'assemblaggio di queste due parti.

Passaggio 14: aggiungere il supporto

Ora possiamo infilare tutti i nostri fili etichettati attraverso il foro nel supporto e quindi posizionare tutto sul nostro piano di lavoro capovolto. Usa della colla a caldo per fissare la pentola sul supporto e tenerla in posizione centrale.

Quindi prendi i due fili provenienti dal nostro sensore di umidità e infilali attraverso l'intero che attraversa il nostro Smart Plant Pot nella direzione opposta. Questi dovrebbero uscire attraverso la parte superiore della colonna ora invece del piccolo foro laterale che stavamo utilizzando in precedenza.

Passaggio 15: ancora un po' di saldatura

Ora saldare i fili dalla pompa dell'acqua ai fori B18 e B24.

Il filo di terra dal sensore dell'acqua può essere collegato ovunque lungo la rotaia di terra. Il cavo positivo è saldato al foro A8 e il cavo del sensore è collegato ad A13.

Passaggio 16: gestione dei cavi

Ora incolla il modulo per il sensore di umidità del suolo su una delle pareti interne del supporto come mostrato nella foto.

Usando i due bulloni possiamo infilare i fili rimanenti in una disposizione più ordinata sotto il pannello e poi fissarli in posizione. Assicurati che l'estremità dell'Arduino con la connessione USB sia rivolta verso il foro nel supporto per consentire il passaggio del cavo USB.

Passaggio 17: invasare una pianta

Ora possiamo aggiungere la nostra pianta.:)

Puoi essere creativo quanto vuoi con la tua scelta di pianta e terreno di coltura. Assicurati solo di mantenere l'uscita dell'acqua, l'ingresso e il foro del cablaggio liberi da qualsiasi mezzo di coltura.

Puoi anche decorare la parte superiore con qualcosa come una piccola ghiaia colorata, se lo desideri.

Passaggio 18: collegare il sensore di umidità

Ora possiamo collegare il sensore di umidità ai due fili che escono dalla parte superiore del vaso, quindi inserire i suoi rebbi nel terreno.

Qualsiasi filo in eccesso può essere reinserito nel vaso.

Passaggio 19: caricare il codice

Troverai il codice per il progetto qui:

Una volta scaricato, apri il file "SmartPlant-V1-1.ino" nell'IDE di Arduino e caricalo nella tua creazione. Con tutto che sta andando bene dovresti vedere e sentire quanto segue:

• Quando il caricamento è completo e Arduino si riavvia, il LED dovrebbe lampeggiare velocemente cinque volte per confermare che il codice è in esecuzione.
• Il monitor seriale IDE stamperà la lettura del livello dell'acqua corrente.
• Dopo qualche secondo in più dovresti sentire la pompa avviarsi poiché non abbiamo ancora calibrato i valori per il sensore di umidità del suolo.
• Il LED dovrebbe quindi iniziare a lampeggiare lentamente per avvisarci che non c'è acqua nel serbatoio interno.

Passaggio 20: calibrare il livello di umidità del suolo

Sul lato inferiore del vaso è dove abbiamo collegato il modulo sensore per il sensore di umidità del suolo. Questo modulo ha un potenziometro su di esso che useremo per impostare il livello che segnalerà all'Arduino poiché il terreno è abbastanza umido. Per fare questo, controlla che l'umidità del terreno per la pianta sia al minimo indispensabile. Attendi circa un'ora affinché l'umidità si uniformi attraverso il terreno di coltura e intorno al sensore.

Possiamo quindi usare un piccolo cacciavite per girare il potenziometro finché non si accende la seconda luce su di esso, a questo punto fermarci e poi ruotarlo indietro nella direzione sopra fino a quando la luce non si spegne. Questo è quindi impostato correttamente.

Se hai bisogno di regolare il livello di umidità del terreno, è qui che lo fai.

Passaggio 21: calibrare il livello dell'acqua nel serbatoio

Questa volta apri il codice 'Water_Tank_Threshold_Test.ino' nell'IDE e caricalo. Lo useremo per un breve periodo per aiutare a impostare il livello di soglia corretto per il sensore del livello dell'acqua.

Una volta caricato, apri il monitor seriale e inizia lentamente ad aggiungere acqua al serbatoio fino a quando non inizi a vedere una lettura dal sensore. Fermati a questo punto e attendi che le letture diventino abbastanza consistenti. Annotare il valore medio che ora sta visualizzando.

Ora possiamo ricaricare il codice principale e andare alle variabili in alto per aggiornare alcuni valori. Per prima cosa inseriremo il valore appena annotato nella variabile 'WaterLevelThreshold'.

Mentre siamo qui, possiamo anche impostare il valore dell'intervallo di controllo su 180.000. Ciò significa che il livello di umidità del terreno verrà controllato ogni ora. Il valore 'emptyReservoirTimer' vuole essere impostato su 900. Ciò significa che il LED lampeggerà lentamente per 30 minuti per farci sapere che abbiamo bisogno di altra acqua nel serbatoio prima che il codice continui a controllare l'impianto, annaffialo se abbiamo dell'acqua sinistra e poi tornare a cercare di attirare la nostra attenzione.

La variabile per 'amountToPump' controlla quanta acqua viene pompata all'impianto quando lo innaffiamo. Ho impostato il mio a 300 ma puoi regolarlo se hai bisogno di più o meno acqua.

Passaggio 22: basta aggiungere acqua

Ora possiamo riempire il serbatoio dell'acqua. Tieni d'occhio il foro di troppo pieno mostrato nell'immagine. Quando vedi l'acqua qui smetti di riempire la pentola. Questo è qui per assicurarti di non inondare l'elettronica interna.

Passaggio 23: finito

E questo è tutto: Smart Plant Pot completo.:)

Spero che ti sia piaciuto costruire il tuo. Considera di condividere la tua creazione su Thingiverse, mi piace molto vederli:

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