Come realizzare un sistema di irrigazione automatico utilizzando Arduino: 5 passaggi

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

In questo Instructables, ti mostrerò come costruire e implementare un sistema di irrigazione automatico in grado di rilevare il contenuto di acqua nel terreno e irrigare automaticamente il tuo giardino. Questo sistema può essere programmato per diverse esigenze colturali e variazioni stagionali. Questo sistema è più adatto per la tecnica di irrigazione a goccia. Ho anche testato il sistema per diverse condizioni del suolo e disponibilità di acqua.

Guarda il video collegato per una facile comprensione.

Questo sistema ti aiuterà ad irrigare automaticamente il tuo giardino sul retro o il tuo giardino interno e non dovrai preoccuparti di annaffiare le tue piante preferite nel tuo fitto programma.

Arduino UNO è il cervello di questo sistema e tutti i sensori e i dispositivi di visualizzazione sono controllati da esso. Un sensore di umidità viene utilizzato per leggere il contenuto di umidità del suolo. Viene fornito un display LCD per monitorare lo stato del suolo, la temperatura ambiente e lo stato dell'approvvigionamento idrico (pompa dell'acqua).

Passaggio 1: materiali necessari

1. Arduino UNO
2. Sensore di umidità del suolo (con driver LM393)
3. Sensore di temperatura LM 35
4. Display LCD 16x2
5. Interruttore del livello dell'acqua
6. Altoparlante
7. Relè 5V
8. BC547 o transistor NPN simili
9. Resistori (fare riferimento allo schema elettrico)
10. Potenziometro (10Kohm)
11. LED da 5 mm
12. Diodo 1N4007
13. Morsettiere e morsetti a vite
14. PCB / tagliere
15. Strumenti di base e kit di saldatura

Passaggio 2: costruisci il circuito

Questo circuito può essere costruito sia su Breadboard che su PCB. Per una prova temporanea, puoi costruirlo sulla breadboard. Fare riferimento allo schema del circuito per i dettagli. Effettuare la connessione come indicato di seguito.

PERNI ARDUINO

0_N/C

1_N/C

2_LCD-14

3_LCD-13

4_LCD-12

5_LCD-11

6_N/C

7_ LED_STATO_LIVELLO_ACQUA

8_N/C

9_ DIFFUSORE

10_N/C

11_LCD-6

12_LCD-4

13_LED_STATO_POMPA)_AND_TO_RELÈ

A0_SENSORE_UMIDITÀ_SUOLO

A4_LM35_(SENSORE_TEMPERATURA)

LCD-1_GND

LCD-5_GND

LCD-2_+Vcc

LCD-3_LCD_LUMINOSITÀ

*Un bug segnalato per letture di temperatura instabili. Si prega di evitare il sensore di temperatura. Aggiornerò il codice una volta risolto.

Passaggio 3: principio di funzionamento del circuito

I valori del sensore di umidità del suolo dipendono dalla resistenza del suolo. Il driver LM393 è un comparatore differenziale doppio che confronta la tensione del sensore con la tensione di alimentazione fissa a 5V.

Il valore di questo sensore varia da 0 a 1023. 0 è la condizione più bagnata e 1023 è la condizione molto asciutta.

L'LM35 è un sensore di temperatura a circuito integrato di precisione, la cui tensione di uscita è linearmente proporzionale alla temperatura Celsius. L'LM35 funziona da -55˚ a +120˚C.

L'interruttore del livello dell'acqua contiene un interruttore magnetico a lamella circondato da un magnete galleggiante. Quando l'acqua è disponibile conduce.

L'Arduino legge lo stato del suolo utilizzando il sensore di umidità del suolo. Se il Terreno è ASCIUTTO esegue le seguenti Operazioni….

1) Verifica la disponibilità di acqua tramite un sensore di livello dell'acqua.

2) Se l'acqua è disponibile, la Pompa si accende e si spegne automaticamente quando viene fornita una quantità d'acqua sufficiente. La pompa è pilotata da un circuito di pilotaggio a relè.

3) Se l'acqua non è disponibile, verrai avvisato con un suono.

Per qualsiasi altra condizione, la pompa rimane spenta e sullo schermo LCD vengono visualizzati lo stato del suolo (secco, umido, fradicio), la temperatura e lo stato della pompa.

Passaggio 4: codice Arduino

Procedura

• Collega Arduino al tuo computer.
• Scarica il codice allegato e aprilo.
• Seleziona la tua porta COM e la tua scheda Arduino dall'opzione Strumenti.
• Fare clic sul pulsante Carica.

Dopo aver caricato il codice, aprire il monitor seriale che visualizza i valori del sensore di umidità del suolo che vanno da 0-1023. Testare il sensore per diverse condizioni del suolo e annotare il valore del sensore per le condizioni del suolo più appropriate e modificare i valori nel codice per la propria applicazione. Se si desidera modificare la sensibilità del sensore per diverse condizioni del terreno, modificare i valori delle 3 condizioni commentate nel Codice.

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La temperatura viene calcolata utilizzando la seguente formula X = ((Valore sensore) * 1023.0)/ 5000

Temperatura in gradi Celsius =(X/10)

Passaggio 5: implementazione e test

È possibile seguire i seguenti passaggi per testare il progetto.

1) Collegare l'Arduino all'alimentazione (5V) tramite USB o fonte di alimentazione esterna.

2) Seppellire il sensore di umidità nel terreno. Posizionare meglio il sensore vicino alle radici delle piante per misurazioni accurate. Nota: i terminali di cablaggio non sono impermeabili.

3) Collegare la Pompa Acqua al Relè (morsetti N/O e Comune) e accendere la rete. Fare riferimento al circuito per i dettagli di connessione e la piedinatura.

ATTENZIONE: ALTE TENSIONI. COMPRENDERE IL CABLAGGIO PRIMA DI PROCEDERE

4) Il sensore di temperatura può essere posizionato sulla scheda stessa o sul terreno. Non immergere il sensore in acqua.

5) Il potenziometro può essere variato per regolare la luminosità dell'LCD.

6) Posizionare il sensore di livello dell'acqua nel contenitore/serbatoio dell'acqua.

L'ho implementato nel mio giardino di casa e ho posizionato il sensore vicino a una delle piante. Inoltre, ho posizionato la pompa e il sensore del livello dell'acqua in un secchio d'acqua. Nel video, puoi vedere che quando faccio cadere il sensore del livello dell'acqua nell'acqua, la pompa si accende finché il terreno non diventa umido.

Sebbene funzioni perfettamente, ci sono bug minori e miglioramenti che possono essere apportati in questo progetto. È stato segnalato un bug per letture di temperatura instabili quando entrambi i sensori lavorano insieme. Aggiornerò se il bug viene risolto.

Ulteriori miglioramenti che gli utenti possono implementare:

• Aggiungi la funzionalità IOT per l'analisi dei dati e il controllo remoto.
• Integrazione con l'irrigazione a goccia e più sensori in diversi punti del campo.
• Improvvisare sulle prestazioni del sensore in modo che possa essere implementato in terreni profondi.
• Utilizzare sensori di temperatura più affidabili.
• Controllo umidità e temperatura per serre.
• Analisi del contenuto minerale dell'acqua e della concentrazione dei fertilizzanti.

Se riscontri dubbi o suggerimenti non esitare a farmelo sapere nella sezione commenti. Se l'hai costruito, per favore fammelo sapere nella sezione commenti.

Grazie

HS Sandesh

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