Smart Garden - คลิกแล้วเติบโต: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณสามารถปลูกพืช ดอกไม้ ผลไม้หรือผักของคุณเองด้วยความช่วยเหลือจากแอปสมาร์ทโฟน ซึ่งจะทำให้พืชของคุณได้รับการกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับน้ำ ความชื้น แสง และอุณหภูมิ และช่วยให้คุณติดตามวิธีปลูกพืชของคุณได้ทุกที่ทุกเวลา

Smart Garden - Click and Grow จะดูแลต้นไม้ของคุณแม้ในขณะที่คุณไปเที่ยวพักผ่อน ห่างจากบ้านหลายไมล์ โดยทำให้แน่ใจว่ามีน้ำ แสง และอุณหภูมิที่เหมาะสมตลอดเวลา

ด้วยการใช้เซ็นเซอร์ขั้นสูงที่ตรวจสอบความชื้น แสง และอุณหภูมิ แอปพลิเคชันอัจฉริยะของเราจะทราบได้อย่างแน่ชัดว่าเมื่อใดควรรดน้ำสวนของคุณ และต้องใช้น้ำในปริมาณที่เหมาะสมที่สุด ข้อมูลที่เกี่ยวข้องทั้งหมดเกี่ยวกับสวนของคุณจะถูกตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและปรากฏบนหน้าจอสมาร์ทโฟนของคุณตลอดเวลา

คุณสามารถเลือกให้แอปพลิเคชันอัจฉริยะทำการชลประทานสวนโดยอัตโนมัติขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่มีผลเหนือกว่าในสวน หรืออีกวิธีหนึ่ง คุณสามารถเลือกที่จะรดน้ำสวนด้วยตนเองได้ทุกเมื่อที่คุณต้องการและตามปริมาณน้ำที่คุณเลือก โดยการกดปุ่มในสมาร์ทโฟนของคุณ

สวนอัจฉริยะของเราเหมาะกับสภาพในพื้นที่ของคุณ และลดการใช้น้ำและค่าน้ำได้ถึง 60% โดยการชลประทานต้นไม้ของคุณในเวลาและเงื่อนไขที่เหมาะสม

ก้าวไปสู่อนาคตด้วยสวนอัจฉริยะของเรา และเริ่มปลูกสวนของคุณได้อย่างง่ายดาย รวดเร็ว และไม่สำคัญน้อยลงโดยไม่ต้องใช้โชค

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่

สำหรับโครงการนี้ คุณจะต้อง:

อุปกรณ์และบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์:

1) NodeMCU;

2) 2 (หรือมากกว่า) ช่องสัญญาณอนาล็อกมัลติเพล็กเซอร์;

3) ทรานซิสเตอร์;

4) ปั๊มน้ำ (เราใช้ 12V Blige Pump 350GPH);

5) แหล่งพลังงาน

เซนเซอร์:

6) เซ็นเซอร์วัดแสง (ตัวต้านทานแสงขึ้นอยู่กับ);

7) เซ็นเซอร์ MPU-6050 (หรือเซ็นเซอร์อุณหภูมิใด ๆ);

8) เซ็นเซอร์ความชื้นในดินแบบ Capacitive;

ทางกายภาพ

9) ท่อน้ำ 3/4 ;

10) ตัวต้านทาน;

11) สายไฟและส่วนต่อ;

12) สมาร์ทโฟน

13) แอพ Blynk

ขั้นตอนที่ 2: การเดินสายไฟ - บอร์ดและเซ็นเซอร์

ดูคำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ ด้านล่าง และดูแผนภาพการเดินสายไฟที่โพสต์ด้านบน

บอร์ดและ MultiPlexer

วาง NodeMCU และมัลติเพล็กเซอร์บนเขียงหั่นขนมตามที่แสดงในแผนภาพ

ใช้จัมเปอร์สองตัวเพื่อเชื่อมต่อ 5V และ GND ของ NodeMCU กับคอลัมน์ '+' และ '-' ของ breadBoard ตามลำดับ และเชื่อมต่อมัลติเพล็กเซอร์กับ NodeMCU ดังที่แสดงด้านบน

การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์

1) เซ็นเซอร์วัดแสง (ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง) - คุณจะต้องมีจัมเปอร์สามตัวและตัวต้านทาน 100K

ใช้จัมเปอร์ 3 ตัวเพื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์กับ 5V, GND และ Y2 ของ multiPlexer ดังที่แสดงด้านบน

2) เซ็นเซอร์ MPU-6050 - คุณจะต้องใช้จัมเปอร์สี่ตัวเพื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์กับ 5V, GND และ D3, D4 ของ NodeMCU ดังที่แสดงด้านบน

3) Capacitive Soil Moisture Sensor (CSMS) - เชื่อมต่อ CSMS กับจัมเปอร์ 3 ตัวกับ 5V, GND และ Y0 ของมัลติเพล็กเซอร์ดังที่แสดงด้านบน

ตอนนี้ เชื่อมต่อสาย USB กับ NodeMCU และทำตามขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายไฟ - ทรานซิสเตอร์และปั๊ม

ดูคำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีเชื่อมต่อ Rely และ Water Pump ด้านล่าง และดูรูปภาพการเดินสายไฟที่โพสต์ด้านบน

ทรานซิสเตอร์

ใช้จัมเปอร์ 3 ตัวต่อทรานซิสเตอร์ดังนี้:

1. ขากลางถึง '-' ของปั๊มน้ำ

2. ขาซ้ายไปที่ '-' ของแหล่งจ่ายไฟ 12V;

3. ขาขวาไปที่ D0 ของ MCU;

ปั๊มน้ำ

เชื่อมต่อ '+' ของแหล่งจ่ายไฟ 12V กับ '+' ของปั๊มน้ำ

ขั้นตอนที่ 4: การเชื่อมต่อระบบ

เราแนะนำให้ใส่ breadboard ร่วมกับส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมด ยกเว้นปั๊มในกล่องที่สวยงาม

ควรจะอยู่ในถังน้ำ

ใช้ท่อยาว 3/4 '; ปิดกั้นปลายท่อด้านหนึ่ง และติดตั้งปลายอีกด้านหนึ่งเข้ากับปั๊มน้ำ ทำรูตามท่อและนำไปใช้กับพืช

ใส่เซ็นเซอร์ดินในดิน โปรดทราบว่าเส้นเตือนของเซ็นเซอร์ควรอยู่นอกดิน

คุณอาจดูภาพด้านบนเพื่อดูว่าเราวางระบบอย่างไร

ขั้นตอนที่ 5: รหัส

เปิดไฟล์.ino ที่แนบมาด้วยโปรแกรมแก้ไข arduino

ก่อนที่คุณจะอัปโหลดไปยัง NodeMCU โปรดใส่ใจกับพารามิเตอร์ต่อไปนี้ที่คุณอาจต้องการเปลี่ยน:

1) ค่าคงที่ AirValue = 900; คุณต้องทดสอบค่านี้ด้วยเซ็นเซอร์ความชื้นในดินของคุณ

นำเซ็นเซอร์ออกจากดินแล้วตรวจสอบค่าที่คุณได้รับ คุณสามารถเปลี่ยนค่าในรหัสได้ตาม

2) ค่าคงที่ WaterValue = 380; คุณต้องทดสอบค่านี้กับเซ็นเซอร์ของคุณ

นำเซ็นเซอร์ออกจากดินแล้วใส่ลงในแก้วน้ำ ตรวจสอบค่าที่คุณได้รับ - คุณสามารถเปลี่ยนค่าในโค้ดได้ตามต้องการ

หลังจากทำข้างต้นแล้ว เพียงอัปโหลดโค้ด NodeMCU

ขั้นตอนที่ 6: แอปเพล็ต IFTTT

หากระบบตัดสินใจที่จะทดน้ำในสวนโดยอัตโนมัติ ระบบจะส่งอีเมลถึงคุณ ดังนั้นคุณจะรู้ว่าสวนของคุณได้รับการชลประทาน เนื่องจากดินแห้งมาก

เราขอแนะนำให้คุณกำหนดค่าระบบเพื่อให้ระบบชลประทานในตอนกลางคืนเท่านั้น หรือเมื่อระดับดวงอาทิตย์ต่ำ

ด้วยวิธีนี้คุณจะประหยัดน้ำได้มากในแต่ละเดือน!!

ในแอพ Blynk เราใช้วิดเจ็ตเว็บฮุคหนึ่งอัน วิดเจ็ตเว็บฮุคใช้เพื่อทริกเกอร์เหตุการณ์บนแอปเพล็ต IFTTT. IFTTT วันที่/เวลา -> เว็บฮุค พินเสมือนบน Blynk เปลี่ยนค่า ซึ่งจะเรียกใช้ฟังก์ชันที่ส่งจดหมายถึงคุณเมื่อดินแห้งมากและมีการชลประทานอัตโนมัติ

ขั้นตอนที่ 7: Smart Garden - แอปพลิเคชัน BLYNK

แอปพลิเคชั่น BLYNK ของเรามีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

1) LCD - จอ LCD จะให้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับระบบแก่คุณ มันจะแจ้งให้คุณทราบเมื่อระบบทำงานปั๊มน้ำและรดน้ำต้นไม้

2) มาตราส่วนความชื้นในดิน - ให้ข้อมูลเกี่ยวกับความชื้นของดิน

มาตราส่วนแสดงความชื้นเป็นเปอร์เซ็นต์ โดยที่ศูนย์เปอร์เซ็นต์แสดงถึงระดับความชื้นเฉลี่ยของอากาศ และ 100 เปอร์เซ็นต์แสดงถึงความชื้นของน้ำ

นอกจากนี้เรายังเพิ่มคำอธิบายด้วยวาจาของระดับความชื้นที่แสดงโดยห้าตัวเลือก:

ก. เปียกมาก - เมื่อดินลอยน้ำ

B. เปียก - ระหว่างปกติและน้ำท่วม. สถานการณ์นี้คาดว่าจะเกิดขึ้นอีกระยะหนึ่งหลังจากที่เราได้ทดน้ำที่ดินแล้ว

ค. อุดมคติ - เมื่อดินมีน้ำเพียงพอสำหรับพืช

ง. แห้ง - เมื่อดินเริ่มแห้ง อย่างไรก็ตาม ในพืชส่วนใหญ่ยังไม่มีความจำเป็นในการทดน้ำ

E. แห้งมาก - ในสถานการณ์เช่นนี้ การรดน้ำดินโดยเร็วที่สุด (โปรดทราบว่าหากเปิดโหมดชลประทานอัตโนมัติ ระบบจะชลประทานสวนโดยอัตโนมัติเมื่อดินแห้งมาก)

* แน่นอนระดับความชื้นในดินในอุดมคตินั้นขึ้นอยู่กับพืชเฉพาะที่คุณมีในสวนของคุณ

* คุณสามารถเปลี่ยนระดับความชื้นในน้ำและระดับความชื้นในอากาศได้ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น

3) ระดับแสงแดด - ให้ข้อมูลเกี่ยวกับระดับแสงที่พืชสัมผัส ระดับแสงในอุดมคติที่ต้องการนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของพืชที่คุณมีในสวนของคุณ

4) อุณหภูมิ - ให้อุณหภูมิในบริเวณรอบ ๆ โรงงานของคุณ

5) ทดน้ำอัตโนมัติ - เมื่อปุ่มนี้เปิดอยู่ ระบบจะทำการชลประทานต้นไม้โดยอัตโนมัติเมื่อความชื้นในดินถึง 'แห้งมาก'

6) ปริมาณ - โดยกด '+' หรือ '-' คุณสามารถเลือกปริมาณน้ำ (เป็นลิตร) สำหรับการรดน้ำต้นไม้

ขั้นตอนที่ 8: การจำลองระบบในการดำเนินการ

ดูระบบการทำงานสดในวิดีโอที่แนบมา !!:)

โปรดทราบว่าเมื่อคุณเปิดการชลประทานอัตโนมัติ ระบบจะทำการชลประทานสวนของคุณโดยอัตโนมัติทันทีที่ดิน 'แห้งมาก' สามารถกำหนดค่าระบบให้ทดน้ำได้เฉพาะเมื่อแดดไม่แรงเกินไป (เช่น เฉพาะช่วงดึก) จะได้ไม่เสียน้ำ!!!

หากระบบตัดสินใจที่จะทดน้ำในสวนอัตโนมัติ ระบบจะแจ้งให้คุณทราบบนหน้าจอ LCD ของแอปพลิเคชัน (หากเปิดอยู่ในสมาร์ทโฟนของคุณ) และจะส่งอีเมลถึงคุณด้วย!

ขั้นตอนที่ 9: การปรับปรุงและแผนในอนาคต

ความท้าทายหลัก

ความท้าทายหลักของเราคือการหาว่าเราควรใช้เซ็นเซอร์ตัวใด ตำแหน่งใด และค่าจุดสิ้นสุดที่เราควรใช้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

เนื่องจากเรามีข้อมูลมากมายที่จะแสดง (ความชื้นในดิน อุณหภูมิ ระดับแสง สภาพของดิน ฯลฯ) เราจึงใช้เวลามากมายเพื่อทำให้แอปของเรามีความชัดเจนและสะดวกสบายที่สุด

ในช่วงเริ่มต้น เราทำงานกับ Rely ที่ทำให้ชีวิตเราลำบากมาก เราลองพึ่งพาหลาย ๆ อย่างแล้วพบว่า NodeMCU และการพึ่งพาบางครั้งไม่เสถียรมาก เนื่องจากค่าที่สูงของพินดิจิทัลของ NodeMCU ให้เอาต์พุตเพียง 3 โวลต์ เมื่อการพึ่งพาใช้งานได้กับ 5V ดังนั้นเมื่อเราต้องการเปิดปั๊ม และตั้งค่าเอาต์พุต D1 เป็น HIGH สวิตช์ไม่ทำงานตามที่คาดไว้ 5V เพื่อเปลี่ยนสถานะ

ทันทีที่เราเปลี่ยนการพึ่งพาด้วยทรานซิสเตอร์ เราก็สามารถควบคุมปั๊มได้อย่างง่ายดาย

ข้อจำกัดของระบบ

สวนของเรามีขนาดเล็ก ไม่สามารถบรรจุเซ็นเซอร์จำนวนมากเพื่อรับข้อมูลจากพื้นที่ต่างๆ ในสวนของเราได้ ด้วยเซ็นเซอร์ที่มากขึ้นและสวนที่ใหญ่ขึ้น เราสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสภาพที่เกิดขึ้นในแต่ละพื้นที่ของสวน และใช้คุณสมบัติเฉพาะสำหรับแต่ละพื้นที่ของสวน ดังนั้นจึงได้เงื่อนไขที่ดีที่สุดและการรักษาสำหรับความต้องการเฉพาะ และยังปรับเปลี่ยนได้อีกด้วย เพื่อการชลประทานอัตโนมัติ

วิสัยทัศน์ในอนาคต

ความคิดในอนาคตของเราส่วนใหญ่เกิดจากข้อจำกัดของระบบ เป้าหมายคือการใช้ระบบสวนอัจฉริยะแบบเดียวกัน - เพียงแค่ระบบขนาดใหญ่ในขนาดที่ใหญ่กว่า

เราเชื่อว่าระบบดังกล่าวสามารถปรับให้เข้ากับแพลตฟอร์มประเภทใดก็ได้ตั้งแต่สวนส่วนตัว สวนสาธารณะไปจนถึงอุตสาหกรรมการเกษตร เช่น เรือนกระจกขนาดใหญ่และทุ่งเกษตรกรรม

สำหรับแต่ละระบบ (ขึ้นอยู่กับขนาดของระบบ) เราจะใช้เซ็นเซอร์จำนวนมากขึ้น ตัวอย่างเช่น:

1. เซ็นเซอร์ความชื้นในดินจำนวนมาก: ด้วยเซ็นเซอร์จำนวนมาก เราจึงสามารถทราบระดับความชื้นในส่วนใดส่วนหนึ่งของดิน/ดินเฉพาะได้

2. เซ็นเซอร์วัดแสงจำนวนมาก: คล้ายกับเหตุผลข้างต้นแม้ในที่นี้ เราสามารถระบุได้มากกว่าเฉพาะในพื้นที่ต่างๆ ของสวน

การเพิ่มเซ็นเซอร์เหล่านี้ทำให้เราสามารถรวบรวมการบำบัดเฉพาะสำหรับพืชชนิดใดก็ได้ในสวนของเรา

เนื่องจากพืชประเภทต่างๆ ต้องการการดูแลที่ต่างกัน เราจึงสามารถปรับพื้นที่แต่ละแห่งในสวนของเราให้เข้ากับพืชประเภทอื่นได้ และด้วยเซ็นเซอร์จำนวนมาก เราจึงจับคู่พืชเฉพาะกับสภาพที่ต้องการได้ ด้วยวิธีนี้เราสามารถปลูกพืชได้หลากหลายบนพื้นที่ขนาดเล็ก

ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของเซ็นเซอร์จำนวนมากคือความสามารถในการระบุระดับความชื้นในดินและอุณหภูมิ ล็อคเพื่อให้รู้ว่าเมื่อใดที่จำเป็นต้องรดน้ำส่วนใดส่วนหนึ่งของโลกและเราสามารถควบคุมการชลประทานได้จึงจะส่งผลให้ ประหยัดน้ำสูงสุด เราต้องรดน้ำให้ทั้งสวนก็ต่อเมื่อส่วนเล็กๆ ของมันแห้ง เราก็เปลี่ยนได้แค่บริเวณนี้

3. เชื่อมต่อระบบเข้ากับก๊อกน้ำหลัก - ทำให้เราไม่ต้องเติมน้ำในภาชนะ ข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ของการเชื่อมต่อดังกล่าวคือการควบคุมการชลประทานสูงสุดและปริมาณน้ำที่แต่ละพื้นที่ของดินได้รับ โดยไม่ต้องกังวลว่าน้ำในถังจะหมด

4. แอปพลิเคชันเฉพาะสำหรับระบบ - การเขียนแอปพลิเคชันใหม่ที่เข้ากันได้กับระบบ ด้วยความรักทั้งหมดของเรา แอปพลิเคชัน Blynk เราไม่สามารถใช้มันเป็นแอปพลิเคชันระบบหลักได้ เราต้องการเขียนแอปพลิเคชันที่ไม่ซ้ำกันลงในระบบที่ตรงกับคอนโทรลเลอร์และเซ็นเซอร์ที่เราต้องการใช้งานเพื่อมอบประสบการณ์ที่สมบูรณ์แบบให้กับผู้ใช้

การเขียนแอปพลิเคชันในลักษณะนี้จะทำให้เรามีทางเลือกในการเพิ่มคุณสมบัติต่างๆ ให้มากขึ้น เช่นเดียวกับที่เราหาได้ใน Blynk ตัวอย่างเช่น การสร้างโปรไฟล์ผู้ใช้สำหรับลูกค้า การรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับลูกค้าแต่ละราย และให้คำแนะนำเกี่ยวกับคุณสมบัติที่ดีที่สุดและมีประสิทธิภาพมากที่สุดซึ่งตรงกับความต้องการของเขา

เราต้องการสร้างอัลกอริธึมที่เรียนรู้ข้อมูลทั้งหมดที่เราได้รับจากเซ็นเซอร์ที่หลากหลายและใช้เพื่อนำสภาวะที่ดีที่สุดมาสู่พืช

ยิ่งไปกว่านั้น เราสามารถสร้างวงกลมลูกค้าออนไลน์ที่อัปเดตคำแนะนำและรับความช่วยเหลือออนไลน์ในสถานการณ์ที่มีปัญหาในระบบ

เราคิดว่าโครงการแบบนี้มีศักยภาพสูงที่จะให้บริการลูกค้าได้หลากหลายตั้งแต่บุคคลทั่วไปที่มีสวนขนาดเล็กไปจนถึงสวนตกแต่งในธุรกิจที่ต้องการทำสวนได้ง่ายในขณะที่ประหยัดน้ำและทรัพยากรและมากถึง เกษตรกรและบริษัทขนาดใหญ่ที่มีทุ่งนาขนาดใหญ่และโรงเรือน และแสวงหาวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพและราคาไม่แพงนักที่จะให้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องมากที่สุดเกี่ยวกับผลผลิตของพวกเขา ดังนั้นพวกเขาจะได้เปรียบเหนือคู่แข่งในแง่ของคุณภาพของผลผลิต และโดย ประหยัดค่าใช้จ่ายทั้งค่าน้ำและสินค้าชำรุดที่ไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม (เช่น ได้รับน้ำมากเกินไป)