ระบบรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติด้วย Micro:bit: 8 ขั้นตอน (มีรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

โครงการทิงเกอร์แคด »

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงวิธีสร้างระบบรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติโดยใช้ Micro:bit และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กอื่นๆ

Micro:bit ใช้เซ็นเซอร์ความชื้นเพื่อตรวจสอบระดับความชื้นในดินของพืช จากนั้นจึงเปิดปั๊มขนาดเล็กเพื่อรดน้ำต้นไม้หากดินแห้งเกินไป ด้วยวิธีนี้ ต้นไม้ของคุณจะได้รับการดูแลอยู่เสมอ แม้ว่าคุณจะลืมไปแล้วหรือไม่ได้อยู่ก็ตาม

หากคุณชอบคำแนะนำนี้ โปรดลงคะแนนในการประกวด Block Code!

เสบียง:

• MicroBit – ซื้อที่นี่
• Capacitive Moisture Sensor – ซื้อที่นี่
• ปั๊ม DC – ซื้อที่นี่
• โมดูลรีเลย์ – ซื้อที่นี่
• สายริบบิ้น – ซื้อที่นี่
• ตู้คอนเทนเนอร์ (ไม่เหมือนกัน แต่ควรใช้งานได้) – ซื้อที่นี่
• พาวเวอร์ซัพพลาย – ซื้อที่นี่
• สกรู M3 – ซื้อที่นี่

ฉันเคยใช้ MicroBit เวอร์ชัน 2 แต่โปรเจ็กต์นี้สามารถทำได้โดยใช้เวอร์ชันแรกเช่นกัน

ขั้นตอนที่ 1: เตรียมส่วนประกอบของคุณ

MicroBit เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้ขนาดเล็กที่มีเซ็นเซอร์และปุ่มในตัวจำนวนมาก ทำให้การเริ่มต้นเขียนโปรแกรมทำได้ง่ายมาก

คุณสามารถใช้บล็อกโค้ดสำหรับเด็กและโปรแกรมเมอร์ที่มีประสบการณ์น้อย และ JavaScript หรือ Python สำหรับผู้ที่มีประสบการณ์ในการเขียนโปรแกรมมากกว่าและต้องการใช้ฟังก์ชันการทำงานมากขึ้น นอกจากนี้ยังมีพิน IO ที่หลากหลายสำหรับเซ็นเซอร์และอุปกรณ์ที่ขอบด้านล่าง

เซ็นเซอร์วัดความชื้นแบบ capacitive ที่ฉันใช้ทำงานบน 3.3V ซึ่งเหมาะที่จะใช้กับ MicroBit โดยตรง

หมายเหตุ: โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟจะระบุว่าทำงานระหว่าง 3.3V ถึง 5V และเอาต์พุตสูงสุด 3.3V เนื่องจากมีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าในตัว ฉันพบว่าเซ็นเซอร์เหล่านี้รุ่นที่ถูกกว่าจำนวนมากใช้งานไม่ได้กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า 3.3V แต่ต้องใช้ 3.5-4V ก่อนที่จะ "เปิดสวิตช์" จริงๆ คุณจะต้องระมัดระวังในเรื่องนี้ เนื่องจาก Micro:bit ได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุด 3.3V เท่านั้น

ปั๊มจะต้องเปิดและปิดโดยใช้โมดูลรีเลย์ โมดูลรีเลย์จะสลับพลังงานไปที่ปั๊มเพื่อไม่ให้กระแสไหลผ่าน MicroBit

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบวงจรและโค้ดใน TinkerCAD

ฉันออกแบบวงจรและเขียนโค้ดบล็อกใน TinkerCAD เนื่องจากเพิ่งเพิ่ม MicroBit ลงในแพลตฟอร์ม การเขียนโค้ดแบบบล็อคเป็นวิธีง่ายๆ ในการสร้างโปรแกรมพื้นฐานโดยเพียงแค่ลากและวางบล็อคฟังก์ชัน

ฉันใช้มอเตอร์กระแสตรงเพื่อเป็นตัวแทนของปั๊มและโพเทนชิออมิเตอร์เพื่อจำลองอินพุตของเซ็นเซอร์ความชื้น เนื่องจากต้องใช้การเชื่อมต่อทั้งสามแบบเดียวกัน

ในโค้ดบล็อกเวอร์ชันสุดท้ายของฉัน Micro:bit จะแสดงหน้ายิ้มเมื่อเปิดเครื่อง จากนั้นจึงเริ่มอ่านค่าความชื้นทุกๆ 5 วินาทีและนำมาพล็อตบนกราฟบนจอแสดงผล นอกจากนี้ยังตรวจสอบว่าระดับความชื้นต่ำกว่าขีดจำกัดที่ตั้งไว้หรือไม่ และหากอยู่ ปั๊มจะเปิดปั๊มเป็นเวลา 3 วินาที ปั๊มยังคงหมุนเวียนต่อไป โดยหยุดพักระหว่างรอบ 5 วินาที จนกว่าระดับความชื้นจะเกินขีดจำกัดอีกครั้ง

ฉันยังเพิ่มฟังก์ชันให้กับปุ่มสองปุ่มที่ปุ่ม A เปิดปั๊มเป็นเวลา 3 วินาทีเพื่อรดน้ำต้นไม้ด้วยตนเอง และปุ่ม B จะแสดงการอ่านระดับความชื้นบนจอแสดงผล

ขั้นตอนที่ 3: ทดสอบวงจรและรหัส

เมื่อฉันพอใจกับการจำลองที่ทำงานใน TinkerCAD ฉันก็เชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ เข้าด้วยกันบนโต๊ะทำงานเพื่อตรวจสอบว่าทำงานในลักษณะเดียวกันหรือไม่ ฉันทำการเชื่อมต่อชั่วคราวโดยใช้จัมเปอร์และคลิปจระเข้เพื่อต่อเข้ากับหมุด Micro:bit

ส่วนใหญ่เป็นการทดสอบว่า Micro:bit อ่านค่าที่ถูกต้องจากเซ็นเซอร์และสามารถเปิดและปิดรีเลย์ได้

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างถังเก็บน้ำ

เมื่อฉันพอใจกับการตั้งค่าการทดสอบแล้ว ฉันต้องทำงานเพื่อสร้างถังเก็บน้ำ สร้างส่วนประกอบในตัวเรือน และทำการเชื่อมต่อไฟฟ้าแบบถาวร

ฉันพบตู้คอนเทนเนอร์สองตู้นี้ในร้านค้าลดราคาในพื้นที่ พวกมันซ้อนกันเพื่อที่ฉันจะได้ใช้อันล่างเป็นแทงค์ และอันบนสุดเพื่อเก็บอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ในการสร้างถัง ฉันต้องติดตั้งปั๊มลงในถังโดยให้น้ำเข้าใกล้กับด้านล่างมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ยังคงเหลือที่ว่างเพียงพอสำหรับให้น้ำไหล ฉันติดปั๊มเข้าที่โดยใช้ปืนกาว

จากนั้นฉันก็เจาะรูสำหรับสายไฟเข้ากับมอเตอร์และท่อสำหรับระบายน้ำออก

ขั้นตอนที่ 5: ประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ฉันต้องการให้ติดตั้ง MicroBit ที่ด้านหน้าของตัวเครื่องเพื่อให้มองเห็นได้ง่าย เนื่องจากฉันใช้จอแสดงผล LED ที่ด้านหน้าเป็นกราฟแสดงระดับน้ำ

ฉันเจาะรูผ่านด้านหน้าเพื่อจับ MicroBit และทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมต่อกับหมุด IO ที่ด้านล่าง ฉันใช้สกรูหัวปุ่ม M3 x 20 มม. แบบยาวเพื่อขันเข้ากับขั้วต่อบนพิน IO และเชื่อมต่อกับสายไฟที่ด้านในของเคส ฉันต่อสายไฟเข้ากับสกรูโดยพันสายไฟที่เปิดอยู่รอบๆ สกรู จากนั้นใช้ท่อหดด้วยความร้อนเพื่อยึดเข้าที่

ฉันยังเจาะรูสำหรับสายไฟไปยัง Micro:bit สำหรับปลั๊กไฟที่ด้านหลัง และสำหรับสายปั๊มและเซ็นเซอร์ความชื้น

จากนั้นฉันก็ต่อสายไฟทั้งหมด บัดกรีข้อต่อ และเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ เข้าด้วยกันภายในตัวเรือน

ขั้นตอนที่ 6: ทดสอบระบบรดน้ำ

เมื่อประกอบส่วนประกอบทั้งหมดแล้ว ก็ถึงเวลาทดสอบม้านั่ง

ฉันเติมน้ำลงในถังแล้วเปิดแหล่งจ่ายไฟ

Micro:bit เพิ่มพลังและเริ่มอ่านค่า เนื่องจากเซ็นเซอร์ความชื้นไม่อยู่ในดิน Micro:bit จึงลงทะเบียน "ดิน" ทันทีว่าแห้งและเปิดปั๊ม

ดูเหมือนว่าทุกอย่างทำงานถูกต้องแล้ว และเราสามารถทดลองใช้กับโรงงานได้

ขั้นตอนที่ 7: การตั้งค่าระบบรดน้ำต้นไม้

ในการตั้งค่า Micro:bit บนต้นไม้ ฉันผลักเซ็นเซอร์ความชื้นเข้าไปในดิน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อยู่เหนือระดับดิน จากนั้นฉันก็วางช่องระบายน้ำไว้ตรงกลางดิน เพื่อให้น้ำกระจายทั่วรากพืชอย่างทั่วถึง

ขั้นตอนที่ 8: การใช้ระบบรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติ

กราฟด้านหน้าแสดงระดับความชื้นที่เซ็นเซอร์วัดเมื่อดินแห้ง เมื่อต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดไว้ในโค้ด ปั๊มจะทำงานโดยอัตโนมัติในช่วงเวลา 3 วินาที จนกว่าระดับความชื้นจะสูงกว่าเกณฑ์อีกครั้ง คุณควรสังเกตอย่างรวดเร็วว่าระดับความชื้นในดินเพิ่มขึ้นอีกครั้งทันทีที่ปั๊มทำงาน

คุณยังสามารถกดปุ่ม A ที่ด้านหน้าของ MicroBit เพื่อเปิดปั๊มเป็นเวลา 3 วินาทีและรดน้ำต้นไม้ด้วยตนเอง

คุณยังสามารถเชื่อมโยง MicroBits หลายตัวเข้าด้วยกันโดยใช้ลิงก์วิทยุเพื่อดูระดับความชื้นในโรงงานของคุณจากห้องอื่นหรือรดน้ำจากระยะไกล แนวคิดที่ดีคือการใช้ Micro:bit แยกต่างหากเป็นแดชบอร์ดและฮับควบคุมสำหรับ Micro:bit อื่นๆ ที่ทำงานเป็นระบบรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติ

คุณได้สร้างอะไรโดยใช้ Micro:bit หรือไม่? แจ้งให้เราทราบในส่วนความคิดเห็น

โปรดจำไว้ว่าให้ลงคะแนนสำหรับคำแนะนำนี้ในการประกวด Block Code หากคุณสนุกกับมัน!

รางวัลที่สองในการประกวด Block Code