Arduino ระบบรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติ: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

พบกับ Sprout - Modern Indoor Planter ซึ่งจะรดน้ำต้นไม้ สมุนไพร ผัก และอื่นๆ ของคุณโดยอัตโนมัติ และจะปฏิวัติเกมทำสวนของคุณ

ประกอบด้วยอ่างเก็บน้ำแบบบูรณาการซึ่งน้ำจะถูกสูบและทำให้ดินของพืชชุ่มชื้น

เซ็นเซอร์วัดความชื้นในดินได้รับการสอบเทียบเพื่อวัดความชื้นในดินเป็นระยะเพื่อควบคุมการไหลของน้ำ หากดินแห้งเกินไป ปั๊มน้ำจะเปิดและปิดโดยอัตโนมัติเมื่อความชื้นในดินถึงระดับที่ต้องการ

หากคุณเป็นคนที่ปลูกต้นไม้ใต้น้ำ Sprout จะช่วยให้คุณไม่ต้องกังวลว่าจะเป็นคนทำสวนที่ไม่ดีอีกต่อไป และถ้าคุณเป็นคนที่รดน้ำต้นไม้เพื่อชดเชยการขาดงาน หมายความว่าคุณไม่ต้องเสี่ยงที่จะจมน้ำพืชหรือเมล็ดพืชของคุณ

ความจุอ่างเก็บน้ำของ Sprout อยู่ที่ประมาณ 500 มล. / 17 fl oz ซึ่งช่วยให้คุณละเลยต้นไม้ของคุณได้นานถึงหนึ่งเดือนก่อนที่จะต้องเติมน้ำ

ฟีเจอร์ Bluetooth เสริมสามารถใช้เพื่อสลับและควบคุมปั๊มน้ำด้วยตนเองแบบไร้สายจากสมาร์ทโฟนของคุณ

พัฒนา: คุณเป็นโปรแกรมเมอร์ วิศวกร หรือนักออกแบบที่มีแนวคิดดีๆ สำหรับฟีเจอร์/การออกแบบใหม่ใน Sprout หรือไม่? บางทีคุณอาจเพิ่งเริ่มต้นหรือพบจุดบกพร่อง อย่าลังเลที่จะคว้าโค้ด แผนผัง ไฟล์การออกแบบ 3 มิติ & ไฟล์ตัดด้วยเลเซอร์จาก Github และปรับแต่งด้วยโค้ดนี้

ต้นกล้า: GitHub

ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์

รายการส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์:-Arduino Nano: AliExpressDC ปั๊มน้ำ: AliExpressSoil Moisture Sensor: AliExpressHC-05 โมดูลบลูทูธ: AliExpressLM7805 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า: AliExpressIRF540 MOSFET: AliExpress220 ตัวต้านทานโอห์ม: AliExpressIN4001 ไดโอด: AliExpressHeader Pin Strips: AliExpressDC แจ็คบาร์เรล: AliExpress เทอร์มินัลบล็อกแบบเกลียว: AliExpressPCB: อะแดปเตอร์ AliExpressAC-12VDC: AliExpress

เครื่องมือ:- หัวแร้ง: AliExpress ลวดบัดกรี: AliExpress

พาวเวอร์บล็อค

7805 ควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายและลดลงเป็น 5V คงที่ ทำให้เหมาะสำหรับการเรียกใช้ Arduino & Soil Moisture Sensor

การควบคุมปั๊ม

MOSFET ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ที่ควบคุมโดย Arduino เราใช้ MOSFET เนื่องจาก Arduino ไม่สามารถจ่ายไฟ DC Pump ได้โดยตรง ตัวต้านทานที่เชื่อมต่อกับเกตของ MOSFET ป้องกันไม่ให้ MOSFET เสียหาย ฟลายแบ็คไดโอดที่เชื่อมต่อข้ามปั๊มเป็นเส้นทางสำหรับการกระจายพลังงานที่เก็บไว้เมื่อปิดปั๊ม แอโนดของไดโอดเชื่อมต่อกับท่อระบายน้ำของ MOSFET แคโทดของไดโอดเชื่อมต่อกับรางจ่ายไฟ 9V แหล่งที่มาของไดโอดเชื่อมต่อกับ GND

เซ็นเซอร์วัดความชื้นเซ็นเซอร์จะป้อนค่าอะนาล็อกให้กับ Arduino ผู้ใช้จะปรับเทียบระดับความชื้นตามเกณฑ์โดยขึ้นอยู่กับประเภทของพืชที่ใช้

โมดูลบลูทูธ

ใช้ Serial Communication เพื่อถ่ายโอนข้อมูลระหว่าง Arduino และสมาร์ทโฟนของคุณ

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบอิเล็กทรอนิกส์

PCB ที่พิมพ์ได้ขนาด 1x เช่นเดียวกับมุมมองบอร์ดและแผนผังมีอยู่ในที่เก็บ GitHub

ต้นกล้า: GitHub/Electronics

พื้นที่เก็บข้อมูลยังมี PDF ขนาด A4 ซึ่งมี PCB หลายตัวในหน้าเดียว สามารถใช้ทำ PCB หลายตัวพร้อมกันสำหรับการผลิตจำนวนมากได้

ประสานส่วนประกอบทั้งหมดตาม Schematics ที่กำหนด

ไฟล์ Eagle ที่แก้ไขได้อยู่ด้านล่าง

คุณสามารถสั่งซื้อ PCB ได้ที่นี่: PCBWay

ขั้นตอนที่ 3: ซอฟต์แวร์และการกำหนดค่าบลูทูธ

ซอฟต์แวร์

เซ็นเซอร์ความชื้นเชื่อมต่อกับขาอินพุตแบบอะนาล็อกของ Arduino ค่าเกณฑ์กำหนดว่าควรเปิด/ปิดปั๊มหรือไม่

คุณสามารถหารหัสได้ที่ Sprout: GitHub/Code

อย่าลังเลที่จะแก้ไขและสนับสนุนที่เก็บ GitHub

แอพสมาร์ทโฟนและการกำหนดค่าบลูทูธ

โมดูล Bluetooth HC-05 เป็นบล็อกกลางระหว่างสมาร์ทโฟนและ Arduino ใช้ Serial Communication เพื่อส่งข้อมูลจากสมาร์ทโฟนไปยัง Arduino และทำหน้าที่เป็นรีโมทคอนโทรล

แอปส่งค่า '48' หรือ '49' ซึ่งหมายถึง 'เปิด' และ 'ปิด' ตามลำดับ ปั๊มจึงสามารถควบคุมแบบไร้สายได้

เพียงเปิดแอป สแกนหาอุปกรณ์ที่ค้นพบได้ และจับคู่กับโมดูล HC-05 จากนั้นคลิกที่ 'สลับโหมด' และสลับปุ่มบนหน้าจอ

แอพนี้มีให้ที่ Bluetooth App

ขั้นตอนที่ 4: การออกแบบเครื่องกล

ตัวหลักของ Sprout คือกล่องขนาด 30 ซม. X 15 ซม. X 19 ซม. ทำจากไม้ MDF

ขั้นตอนการออกแบบทางกลทั้งหมดได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในวิดีโอที่แนบมาเมื่อเริ่มต้นของคำสั่งสอน คุณสามารถตรวจสอบได้ที่ Sprout: Video/Mechanical Design

กล่องแบ่งออกเป็นสองส่วน:

1. ส่วนที่ใหญ่กว่าประกอบด้วยดินและพืช
2. ส่วนที่เล็กกว่าถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนเพิ่มเติม โดยที่ส่วนหนึ่งประกอบด้วยแผงวงจร ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งประกอบด้วยอ่างเก็บน้ำ

อ่างเก็บน้ำเป็นขวดพลาสติกขนาด 500 มล.

กล่อง MDF มีหน้าประสาน 8 หน้าแยกกัน ซึ่งสามารถตัดด้วยเลเซอร์และเจาะรูเข้าหากันได้

ไฟล์ตัดด้วยเลเซอร์ ไฟล์ Fusion 360 Design (ไฟล์การออกแบบ 3 มิติ) ภาพสามมิติและมุมมองมุมฉากของแต่ละใบหน้าสามารถพบได้ที่ Sprout: GitHub/Mechanical Design

คุณยังสามารถค้นหาไฟล์ Illustrator ที่แก้ไขได้ในที่เก็บ GitHub ซึ่งสามารถแก้ไขได้ตามความต้องการ/ขนาดเฉพาะของคุณ จากนั้นจึงนำไปตัดด้วยเลเซอร์ได้

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบเครื่องกล: การเตรียมขวด

อ่างเก็บน้ำเป็นขวดพลาสติกขนาด 500 มล. สามารถใช้ขวดโซดาพลาสติกขนาด 500 มล. ทั่วไปได้

เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดของขวดควรเป็น 74 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดของฝาขวดควรเป็น 50 มม. ความสูงสูงสุดจากฐานขวดถึงส่วนต่ำสุดของฝาควรอยู่ที่ 18.5 ซม.

ต้องตัดขวดให้สูงจากฐานประมาณ 50 มม. เพื่อให้สามารถวางปั๊มไว้ข้างในได้ ต้องเจาะรูในขวดเพื่อให้สามารถป้อนท่อจ่ายและสายไฟผ่านขวดได้

เมื่อนำท่อและสายไฟออกผ่านรูต่างๆ แล้ว ก็สามารถปิดผนึกขวดได้อีกครั้ง ในการปิดผนึกขวด เราต้องใช้ Epoxy Compound ซึ่งจะแข็งตัวภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำรั่วไหลออกมา

เติมน้ำจากด้านบนของขวดได้ง่ายๆ เพียงเปิดฝา

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบเครื่องกล: การเตรียมกล่อง

เมื่อคุณตัดเลเซอร์หน้ากล่องทั้ง 8 หน้าได้สำเร็จแล้ว ให้ทาน้ำยาเคลือบเงาไม้คุณภาพสูงหลายๆ ชั้นกับแต่ละด้านของใบหน้าแต่ละด้าน ซึ่งจะทำให้มีคุณสมบัติกันน้ำได้สูงและทนต่อความชื้นและความชื้น

ติดตั้ง Power Jack บน Back Plate และเชื่อมต่อกับ Circuit Board

ติดตั้งแผงวงจรไว้ที่แผ่นหลังของกล่องเพื่อให้พอดีกับส่วนที่เกี่ยวข้อง

ดึงท่อระบายของปั๊มผ่านรูที่กำหนดเพื่อให้ถึงส่วนของดินพืช ทำเช่นเดียวกันกับสายเซ็นเซอร์ความชื้น

อย่าลืมต่อปั๊มน้ำเข้ากับแผงวงจรตามที่แสดงในแผนผัง

เริ่มประสานส่วนต่างๆ ของกล่องและตรวจดูให้แน่ใจว่าขวดมีขนาดพอดีกับพื้นที่ที่กำหนด

ใช้กาวไม้หรือกาวปิดทั้งกล่อง

ขั้นตอนทั้งหมดเหล่านี้ได้แสดงให้เห็นในวิดีโอที่พบในจุดเริ่มต้นของคำแนะนำนี้

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบเครื่องกล: ซีเมนต์

ขั้นตอนนี้จะกำหนดพื้นผิวด้านนอกและพื้นผิวสุดท้ายของกล่องรวมทั้งให้การเคลือบป้องกันอีกแบบหนึ่งแก่ชาวไร่

ทากาวให้ทั่วหน้ากล่อง แล้วโรยปูนซีเมนต์ทับกาว ใช้แผ่น MDF วงกลมที่เหลือซึ่งตัดจาก Top Plate เพื่อทำให้ซีเมนต์เรียบบนพื้นผิวของกล่องแต่ละด้าน ทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับแต่ละหน้าของกล่องตามที่แสดงในวิดีโอ

เมื่อซีเมนต์แห้ง ให้โรยน้ำทุกๆ 6 ชั่วโมงเป็นเวลา 1 วัน วิธีนี้จะช่วยให้ปูนซีเมนต์บ่มได้โดยไม่มีรอยแตกร้าวและยังป้องกันไม่ให้น้ำรั่วซึมอีกด้วย

ขั้นตอนที่ 8: เพิ่มดินและพืช

เมื่อปูนแข็งตัวแล้ว ให้เติมดินลงในกล่อง

อย่าลืมผนึกปลายท่อทางออกด้วยความร้อนก่อนทำรูสำหรับดริปเปอร์ ดริปเปอร์ใช้เพื่อควบคุมน้ำที่ไหลออกจากท่อเพื่อไม่ให้น้ำไหลออกจากชาวไร่

วางเซ็นเซอร์ความชื้นในดินไว้ในดิน

Power Sprout ผ่าน Power Jack ที่ Back Plate & ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเติมอ่างเก็บน้ำให้เต็มระดับ

ทดสอบว่าทุกอย่างทำงานได้หรือไม่และคุณควรจะทำ

วิ่งขึ้นใน Epilog Challenge 9

รองชนะเลิศการแข่งขัน Arduino 2017