วิธีทำระบบชลประทานอัตโนมัติโดยใช้ Arduino: 5 ขั้นตอน

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

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงวิธีสร้างและใช้งานระบบชลประทานอัตโนมัติซึ่งสามารถตรวจจับปริมาณน้ำในดินและรดน้ำสวนของคุณโดยอัตโนมัติ ระบบนี้สามารถตั้งโปรแกรมสำหรับความต้องการพืชผลและรูปแบบตามฤดูกาลที่แตกต่างกันได้ ระบบนี้เหมาะที่สุดสำหรับเทคนิคการให้น้ำหยด ฉันได้ทดสอบระบบสำหรับสภาพดินและปริมาณน้ำที่แตกต่างกัน

ดูวิดีโอที่เชื่อมโยงเพื่อความเข้าใจที่ง่าย

ระบบนี้จะช่วยคุณในการทดน้ำสวนหลังบ้านหรือสวนในร่มของคุณโดยอัตโนมัติ และคุณไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการรดน้ำต้นไม้ที่คุณชื่นชอบในช่วงเวลาที่วุ่นวายของคุณ

Arduino UNO เป็นสมองของระบบนี้ เซ็นเซอร์และอุปกรณ์แสดงผลทั้งหมดถูกควบคุมโดยระบบนี้ เซ็นเซอร์ความชื้นใช้เพื่ออ่านความชื้นในดิน มีจอ LCD สำหรับตรวจสอบสถานะดิน อุณหภูมิแวดล้อม และสถานะของน้ำประปา (ปั๊มน้ำ)

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุที่จำเป็น

1. Arduino UNO
2. เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน (พร้อมไดรเวอร์ LM393)
3. LM 35 เซ็นเซอร์อุณหภูมิ
4. จอ LCD 16x2
5. สวิตช์ระดับน้ำ
6. วิทยากร
7. 5V รีเลย์
8. BC547 หรือทรานซิสเตอร์ NPN ที่คล้ายกัน
9. ตัวต้านทาน (อ้างอิงแผนภาพวงจร)
10. โพเทนชิออมิเตอร์ (10Kohm)
11. ไฟ LED 5 มม.
12. 1N4007 ไดโอด
13. แถบขั้วต่อและขั้วต่อสกรู
14. PCB / เขียงหั่นขนม
15. เครื่องมือพื้นฐานและชุดบัดกรี

ขั้นตอนที่ 2: สร้างวงจร

วงจรนี้สามารถสร้างได้ทั้งบน Breadboard หรือบน PCB สำหรับการทดลองชั่วคราว คุณสามารถสร้างสิ่งนี้บนเขียงหั่นขนม ดูแผนภาพวงจรสำหรับรายละเอียด ทำการเชื่อมต่อตามที่กล่าวไว้ด้านล่าง

ARDUINO PINS

0_N/C

1_N/C

2_LCD-14

3_LCD-13

4_LCD-12

5_LCD-11

6_N/C

7_WATER_LEVEL_STATUS_LED

8_N/C

9_ ผู้พูด

10_N/C

11_LCD-6

12_LCD-4

13_PUMP_STATUS_LED)_AND_TO_RELAY

A0_SOIL_MOISTURE_SENSOR

A4_ LM35_(TEMPERATURE_SENSOR)

LCD-1_GND

LCD-5_GND

LCD-2_+Vcc

LCD-3_LCD_ความสว่าง

* มีรายงานข้อผิดพลาดสำหรับการอ่านอุณหภูมิที่ไม่เสถียร โปรดหลีกเลี่ยงเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ฉันจะอัปเดตรหัสเมื่อแก้ไขแล้ว

ขั้นตอนที่ 3: หลักการทำงานของวงจร

ค่าเซ็นเซอร์ความชื้นในดินขึ้นอยู่กับความต้านทานของดิน ไดรเวอร์ LM393 เป็นเครื่องเปรียบเทียบความแตกต่างแบบคู่ซึ่งเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าของเซ็นเซอร์กับแรงดันไฟฟ้าคงที่ 5V

ค่าของเซ็นเซอร์นี้จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0-1023 0 คือสภาวะที่เปียกมากที่สุด และ 1023 คือสภาวะที่แห้งมาก

LM35 เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิวงจรรวมที่มีความแม่นยำ ซึ่งแรงดันเอาต์พุตเป็นสัดส่วนเชิงเส้นตรงกับอุณหภูมิเซลเซียส LM35 ทำงานที่อุณหภูมิ -55˚ ถึง +120˚C

สวิตช์ระดับน้ำประกอบด้วยสวิตช์แม่เหล็กกกล้อมรอบด้วยแม่เหล็กลอย เมื่อมีน้ำก็นำพา

Arduino อ่านสถานะของดินโดยใช้เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน หากดินแห้ง จะดำเนินการดังต่อไปนี้….

1) ตรวจสอบความพร้อมของน้ำโดยใช้เซ็นเซอร์ระดับน้ำ

2) หากมีน้ำ ปั๊มจะเปิดและปิดโดยอัตโนมัติเมื่อมีน้ำในปริมาณที่เพียงพอ ปั๊มถูกขับเคลื่อนด้วยวงจรขับรีเลย์

3) หากน้ำไม่พร้อมใช้งาน คุณจะได้รับแจ้งด้วยเสียง

สำหรับเงื่อนไขอื่นๆ ปั๊มจะยังคงปิดอยู่และสถานะของดิน (แห้ง ชื้น เปียก) อุณหภูมิและสถานะของปั๊มจะแสดงบนหน้าจอ LCD

ขั้นตอนที่ 4: รหัส Arduino

ขั้นตอน

• เชื่อมต่อ Arduino กับคอมพิวเตอร์ของคุณ
• ดาวน์โหลดรหัสที่แนบมาและเปิด
• เลือกพอร์ต COM และบอร์ด Arduino ของคุณจากตัวเลือกเครื่องมือ
• คลิกปุ่มอัปโหลด

หลังจากอัปโหลดโค้ดแล้ว ให้เปิดจอภาพแบบอนุกรมซึ่งจะแสดงค่าเซ็นเซอร์ความชื้นในดินตั้งแต่ 0-1023 ทดสอบเซ็นเซอร์สำหรับสภาพดินต่างๆ และสังเกตค่าเซ็นเซอร์สำหรับสภาพดินที่เหมาะสมที่สุด และแก้ไขค่าในโค้ดสำหรับการใช้งานของคุณ หากคุณต้องการเปลี่ยนความไวของเซ็นเซอร์สำหรับสภาพดินที่แตกต่างกัน ให้เปลี่ยนค่าของเงื่อนไข 3 ข้อที่แสดงความคิดเห็นในรหัส

_

อุณหภูมิคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้ X = ((ค่าเซนเซอร์) * 1023.0)/ 5000

อุณหภูมิในหน่วยเซลเซียส =(X/10)

ขั้นตอนที่ 5: การนำไปใช้และการทดสอบ

สามารถทำตามขั้นตอนต่อไปนี้เพื่อทดสอบโครงการ

1) เชื่อมต่อ Arduino กับแหล่งจ่ายไฟ (5V) ผ่าน USB หรือแหล่งพลังงานภายนอก

2) ฝังเซ็นเซอร์ความชื้นในดิน ควรวางเซ็นเซอร์ไว้ใกล้รากพืชเพื่อการวัดที่แม่นยำ หมายเหตุ: ขั้วต่อสายไฟไม่กันน้ำ

3) ต่อปั๊มน้ำเข้ากับรีเลย์ (N/O และขั้วต่อทั่วไป) และเปิดสวิตช์หลัก ดูวงจรสำหรับรายละเอียดการเชื่อมต่อและพินเอาต์

คำเตือน: ไฟฟ้าแรงสูง ทำความเข้าใจกับสายไฟก่อนดำเนินการ

4) เซ็นเซอร์อุณหภูมิสามารถวางบน PCB เองหรือบนดิน ห้ามจุ่มเซ็นเซอร์ลงในน้ำ

5) โพเทนชิออมิเตอร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อปรับความสว่าง LCD

6) วางเซ็นเซอร์ระดับน้ำในภาชนะ/ถังเก็บน้ำ.

ฉันได้ใช้สิ่งนี้ในสวนที่บ้านของฉัน และได้วางเซ็นเซอร์ไว้ใกล้กับต้นไม้ต้นใดต้นหนึ่ง นอกจากนี้ ฉันได้วางปั๊มและเซ็นเซอร์ระดับน้ำไว้ในถังน้ำ ในวิดีโอ คุณจะเห็นว่าเมื่อฉันปล่อยเซ็นเซอร์ระดับน้ำลงไปในน้ำ ปั๊มจะเปิดขึ้นจนกว่าดินจะชื้น

แม้ว่าจะทำงานได้อย่างสมบูรณ์ แต่ก็มีข้อบกพร่องเล็กน้อยและการปรับปรุงที่สามารถทำได้ในโครงการนี้ มีการรายงานจุดบกพร่องสำหรับการอ่านอุณหภูมิที่ไม่เสถียรเมื่อเซ็นเซอร์ทั้งสองทำงานร่วมกัน ฉันจะอัปเดตหากข้อผิดพลาดได้รับการแก้ไข

ผู้ใช้สามารถใช้การปรับปรุงเพิ่มเติมได้:

• เพิ่มคุณสมบัติ IOT สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลและการควบคุมระยะไกล
• ผสานรวมกับระบบน้ำหยดและเซ็นเซอร์หลายตัวในสถานที่ต่างๆ ในสนาม
• ปรับปรุงประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์เพื่อให้สามารถนำไปใช้ในดินลึกได้
• ใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิที่เชื่อถือได้มากขึ้น
• การควบคุมความชื้นและการควบคุมอุณหภูมิสำหรับโรงเรือน
• การวิเคราะห์ปริมาณแร่ธาตุในน้ำและความเข้มข้นของปุ๋ย

หากคุณพบข้อสงสัยหรือข้อเสนอแนะโปรดแจ้งให้เราทราบในส่วนความคิดเห็น หากคุณสร้างสิ่งนี้ โปรดแจ้งให้เราทราบในส่วนความคิดเห็น

ขอขอบคุณ

HS Sandesh

(ช่องยูทูปเทคโนแครต)