Monitor dell'umidità del suolo fai-da-te con Arduino e display Nokia 5110: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

In questo Instructable vedremo come costruire un utilissimo monitor dell'umidità del suolo con un grande display LCD Nokia 5110 usando Arduino. Misura facilmente i livelli di umidità del terreno della tua pianta dal tuo Arduino e costruisci dispositivi interessanti con questo progetto!

Costruire un monitor dell'umidità del suolo è una grande esperienza di apprendimento. Quando avrai finito di costruire questo progetto avrai una migliore comprensione di come funziona il sensore di umidità del suolo, saprai come cablare un display lcd Nokia 5110 e vedrai in azione quanto potente può essere la piattaforma Arduino. Con questo progetto come base e l'esperienza acquisita, sarai in grado di costruire facilmente progetti più complessi in futuro.

Possiamo usare questo progetto per misurare l'umidità del suolo di un vaso in tempo reale e avere l'Arduino per innaffiare automaticamente la pianta quando necessario! È un sensore molto utile che apre grandi possibilità di progetto.

Senza ulteriori indugi, iniziamo!

Passaggio 1: ottenere tutte le parti

Le parti necessarie per realizzare questo progetto sono queste:

1. Sensore di umidità del suolo ▶

2. LCD Nokia 5110 ▶

3. Arduino Uno ▶

4. Tagliere piccolo ▶

5. Fili ▶

Il costo del progetto è molto contenuto, si aggira sui 10$.

Passaggio 2: il sensore di umidità del suolo

Il sensore di umidità del suolo è un sensore molto interessante. Inoltre, il suo utilizzo è molto semplice.

I due grandi pad esposti funzionano come sonde per il sensore. Maggiore è l'acqua nel terreno, migliore è la conduttività tra i cuscinetti. Ciò si traduce in una resistenza inferiore.

Il sensore è analogico, quindi nell'uscita analogica otteniamo una tensione. Man mano che il terreno si asciuga, otteniamo più tensione all'uscita analogica poiché la resistenza tra le sonde aumenta. Quindi, per ottenere l'umidità del suolo, tutto ciò che dobbiamo fare è leggere quel valore analogico con un microcontrollore, in questo caso con un Arduino.

Possiamo impostare una soglia per abilitare l'uscita digitale ad un certo livello di umidità usando il potenziometro nel piccolo modulo PCB. Ma in questo Instructable stiamo usando solo l'uscita analogica del modulo sensore.

Passaggio 3: display LCD Nokia 5110

Il Nokia 5110 è il mio display preferito per i miei progetti Arduino.

Il Nokia 5110 è uno schermo LCD grafico di base originariamente concepito come schermo di un telefono cellulare. Utilizza il controller PCD8544 che è un controller/driver LCD CMOS a bassa potenza. Per questo motivo questo display ha un consumo energetico impressionante. Usa solo 0,4 mA quando è acceso ma la retroilluminazione è disabilitata. Usa meno di 0,06 mA in modalità di sospensione! Questo è uno dei motivi che rendono questo display il mio preferito. Il PCD8544 si interfaccia ai microcontrollori tramite un'interfaccia bus seriale. Ciò rende il display molto facile da usare con Arduino.

Hai solo bisogno di collegare 8 fili e utilizzare la seguente libreria:

www.rinkydinkelectronics.com/library.php?i….

Questa impressionante libreria è stata sviluppata da Henning Karlsen che ha fatto un enorme sforzo per aiutare la comunità Arduino ad andare avanti con le sue librerie.

Ho preparato un tutorial dettagliato su come utilizzare il display LCD del Nokia 5110 con Arduino. Ho allegato quel video in questo Instructable, fornirà molte informazioni utili sul display, quindi ti incoraggio a guardarlo attentamente.

Ora andiamo avanti!

Passaggio 4: costruzione del monitor dell'umidità del suolo

Ora colleghiamo tutte le parti insieme.

All'inizio colleghiamo il modulo sensore di umidità del suolo. Ha solo 4 pin e ne collegheremo tre.

Collegamento del sensore di umidità del suolo

Vcc Pin va a 5V. di Arduino

Il pin GND va a GND di Arduino

Il pin A0 va al pin A0 di Arduino

Il passaggio successivo consiste nel collegare il display LCD del Nokia 5110.

Collegamento del display LCD del Nokia 5110

RST va al Pin digitale 12 di Arduino

CE va al Digital Pin 11 di Arduino

DC va al Pin 10 digitale di Arduino

Il DIN va al Pin digitale 9 di Arduino

CLK va al Pin digitale 8 di Arduino

VCC va ad Arduino 3.3V

LIGHT va su Arduino GND (retroilluminazione accesa)

GND va a Arduino GND

Ora che abbiamo collegato tutte le parti insieme, tutto ciò che dobbiamo fare è caricare il codice. Ora possiamo iniziare a misurare l'umidità del terreno in tempo reale!

Step 5: Il Codice del Progetto

Il codice del progetto è composto da 2 file.

1. ui.c

2. Sensore di umiditàNokia.ino

Codice ui.c - L'interfaccia utente

Nel file ui.c, ci sono i valori binari dell'interfaccia utente che appare dopo l'avvio del progetto. Guarda il video allegato che ho preparato per vedere come caricare la tua grafica personalizzata nel tuo progetto Arduino.

MoistureSensorNokia.ino Code - Programma principale

Il codice principale del progetto è molto semplice. Dobbiamo includere la libreria Nokia 5110. Successivamente dichiariamo alcune variabili. Inizializziamo il display e stampiamo l'icona dell'interfaccia utente una volta. Quindi leggiamo il valore analogico dal sensore per secondo. Tutta la magia avviene nella funzione loop:

ciclo vuoto() {

lcd.clrScr();

lcd.drawBitmap(0, 0, ui, 84, 48);

sensorValue = analogRead(sensorPin); //Abbiamo letto il sensore qui

percent = convertToPercent(sensorValue);

percentString = Stringa (percent); stringLength = percentString.length(); displayPercent(stringLength); lcd.update(); ritardo(1000); }

Nella funzione loop puliamo prima il display e stampiamo l'icona dell'interfaccia utente. Quindi leggiamo il valore del sensore. Dopodiché, convertiamo il valore analogico letto in valore percentuale e questo valore lo convertiamo in una variabile String per visualizzarlo sullo schermo. Questa procedura viene ripetuta ogni secondo.

Ho allegato il codice a questo Instructable. Per scaricare l'ultima versione del codice è possibile visitare la pagina web del progetto:

Passaggio 6: test del progetto

Ora che il codice è stato caricato, possiamo testare il monitor dell'umidità del suolo e vedere i livelli di umidità del suolo in tempo reale sul display LCD del Nokia 5110.

Come puoi vedere nelle foto allegate, il monitor dell'umidità del suolo funziona bene!

Ho messo una tazza davanti a me con terra asciutta. Quando ho posizionato il sensore nella tazza abbiamo letto un basso valore di umidità del suolo sul display del Nokia 5110. Quando ho versato dell'acqua nella tazza, puoi vedere chiaramente che i livelli di umidità sono aumentati.

Il progetto sta funzionando bene e possiamo controllare visivamente i livelli di umidità del terreno. Ovviamente questa è solo una dimostrazione del sensore, costruirò progetti più utili in futuro con questo sensore.

Come puoi vedere, questo progetto è una grande dimostrazione di ciò di cui sono capaci hardware e software open source. In pochi minuti si può costruire un progetto così impressionante! Questo progetto è l'ideale per i principianti e, come ho detto all'inizio, questo progetto è una grande esperienza di apprendimento. Mi piacerebbe sentire la tua opinione su questo progetto. Lo trovi utile? Ci sono miglioramenti che possono essere implementati in questo progetto? Si prega di inviare i vostri commenti o idee nella sezione commenti qui sotto!