Arduino Plant Irrigator, รหัสฟรี: 11 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ในคำแนะนำนี้ เราสร้างหุ่นยนต์รดน้ำ ซึ่งจะรดน้ำต้นไม้ของคุณในตอนกลางวันเมื่อดินแห้งเพียงพอ นี่เป็นโปรเจ็กต์ที่ใช้ Arduino แบบคลาสสิก แต่คราวนี้เราใช้ภาษาการเขียนโปรแกรมเชิงภาพ XOD ซึ่งทำให้กระบวนการเขียนโปรแกรมค่อนข้างชัดเจน

ขั้นตอนที่ 1: หุ่นยนต์แต่งหน้า

เครื่องสูบน้ำแบบจุ่มจะส่งน้ำไปยังโรงงานเมื่อดินแห้ง เราวัดระดับความชื้นโดยใช้เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน

เราไม่ต้องการรดน้ำต้นไม้ในตอนกลางคืน ดังนั้นเซ็นเซอร์ความส่องสว่างจะตรวจสอบว่าเป็นเวลากลางวันหรือไม่

เพื่อให้แน่ใจว่าปั๊มทำงานอย่างปลอดภัย เราใช้เซ็นเซอร์ความชื้นในดินอีกตัวเป็นเซ็นเซอร์ระดับน้ำ

ภาษาที่มองเห็นของหุ่นยนต์นั้นไม่ชัด: LED สีแดงหมายถึง "ไม่มีน้ำ ไม่สามารถทดน้ำได้" ไฟ LED สีเขียวหมายถึง "ฉันกำลังปฏิบัติงาน กำลังวัดตัวบ่งชี้ด้านสิ่งแวดล้อม พร้อมที่จะทดน้ำเมื่อจำเป็น"

กระดาน Iskra Neo (Arduino Leonardo) ควบคุมโมดูลทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบโมดูลอิเล็กทรอนิกส์

โมดูลที่ใช้:

• กระดาน Iskra Neo (Arduino Leonardo)
• โล่สล็อต
• เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน (x2)
• เซ็นเซอร์ความสว่าง
• โมดูล LED (x2)
• ปั๊ม
• ปลั๊กติดผนัง (6-9V DC)

สังเกตวงจรแหล่งจ่ายไฟ:

• ใช้จัมเปอร์เพื่อทำให้บัส V2 บน Slot Shield ใช้แหล่งจ่ายไฟ Vin (จากปลั๊กโดยตรง)
• วางโมดูล MOSFET บนสล็อต V2 ใดๆ โดยเปิดจัมเปอร์ V=P+
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโมดูลอื่นๆ ใช้พาวเวอร์บัส V1 (ซึ่งเป็น 5V ของ Arduino)

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือการต่อเซ็นเซอร์ความชื้นในดินผ่าน MOSFET อีกสองตัวและอ่านเป็นประจำเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้า แต่ขอให้หุ่นยนต์นี้เรียบง่าย

ขั้นตอนที่ 3: ทำความเข้าใจเวิร์กโฟลว์

ตรวจสอบแผนภาพจากล่างขึ้นบน!

• ปั๊มจะเปิดขึ้นเมื่อตรงตามเงื่อนไข "สภาพอากาศ" และ "น้ำ"
• สภาพน้ำหมายความว่ามีน้ำเพียงพอในถัง หากไม่เป็นเช่นนั้น "ไฟ LED ไม่มีน้ำ" จะเปิดขึ้นและผลของการรวมกันสำหรับสภาพอากาศและสภาพน้ำจะกลายเป็นเท็จ
• สภาพภูมิอากาศก็ซับซ้อนเช่นกัน: เป็นจริงหากทั้งสภาพดินและความส่องสว่างเป็นจริง
• สภาพดินขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบระหว่างระดับความชื้นในดินในปัจจุบันกับค่าธรณีประตูที่กำหนดไว้ล่วงหน้า สภาพความส่องสว่างจะคล้ายกับสภาพดิน แต่จะวัดความส่องสว่างแทน

ขั้นตอนที่ 4: รับค่าเกณฑ์

เกณฑ์เซ็นเซอร์ (ข้อมูลตัวอย่าง อาจแตกต่างกันในกรณีของคุณ):

• ความชื้นในดิน: 0.15
• ความส่องสว่าง: 0.58
• น้ำ: 0.2

วิธีวัด (สำหรับรุ่น XOD ที่ไม่มีคุณสมบัติซีเรียล):

1. ดาวน์โหลดและติดตั้ง Arduino IDE
2. เปิด File-Examples-01. Basics-AnalogReadSerial example
3. เปลี่ยน "delay(1);" เป็น "ล่าช้า (250);"
4. เชื่อมต่อบอร์ด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกรุ่นบอร์ดและพอร์ตของคุณในเมนูบริการ
5. ทำซ้ำสำหรับเซ็นเซอร์แต่ละตัว:

• ตรวจสอบหมายเลขพินใน "int sensorValue = analogRead (A0);" และเปลี่ยน A0 เป็น A3 และ A2 สำหรับเซ็นเซอร์ความส่องสว่างและน้ำตามลำดับ (หากคุณประกอบอุปกรณ์ตามโครงร่าง)
• อัปโหลดภาพร่าง Open Service-Serial Monitor ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเลือก 9600 baud ในรายการแบบเลื่อนลงด้านขวาล่าง และดูการเปลี่ยนแปลงการวัดแบบสดเมื่อคุณปรับสภาพแวดล้อมของเซ็นเซอร์
• เลือกค่าระหว่างค่าต่ำสุดและค่าสูงสุดที่ลงทะเบียน (ใกล้กับค่าต่ำสุดสำหรับเซ็นเซอร์ความส่องสว่าง) หารด้วย 1023 และใช้ผลลัพธ์ในแพทช์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 5: ข้อมูลพื้นฐาน XOD

• ดาวน์โหลดและติดตั้ง XOD IDE
• โปรแกรม XOD เรียกว่าโปรแกรมแก้ไข เราสร้างมันในพื้นที่ที่มีแถว slotted จำนวนหนึ่งทางด้านขวา
• ในการเปิดตัวครั้งแรก คุณสามารถเรียกใช้โปรแกรมแก้ไขบทช่วยสอนในตัวได้
• แพทช์ประกอบด้วยโหนดที่เชื่อมต่อกับลิงก์ผ่านหมุด
• แต่ละโหนดแสดงถึงอุปกรณ์/สัญญาณจริงหรือรายการข้อมูล ในขณะที่ลิงก์ควบคุมการไหลของข้อมูล
• ดับเบิลคลิกพื้นที่ว่างใดๆ ของแพตช์ หรือกดปุ่ม "i" เพื่อเปิดกล่องโต้ตอบการค้นหาอย่างรวดเร็ว ซึ่งโหนดต่างๆ สามารถพบได้ตามชื่อหรือคำอธิบาย
• ใช้เบราว์เซอร์โปรเจ็กต์ที่ด้านซ้ายบนเพื่อสำรวจแพตช์
• เลือกโหนดและดู/แก้ไขคุณสมบัติของโหนดในตัวตรวจสอบที่ด้านล่างซ้าย
• หากต้องการลอง XODing ด้วยตัวเอง ให้คลิก File-New Project และสร้างแพตช์ว่าง
• คุณสามารถกลับไปที่บทช่วยสอนได้ทุกเมื่อที่ต้องการโดยเปิดเมนูวิธีใช้

ขั้นตอนที่ 6: Irrigator Patch

ใช้โปรแกรมแก้ไข (basic-irrgator.xodball) หรือสร้างเองตามแผนภาพ

โปรดสังเกตว่ามีการสร้างแพตช์ที่ให้ไว้แล้ว ดังนั้นบางโหนดจึงได้รับการอัปเดตใน IDE:

• โหนด "อนาล็อกอินพุต" เลิกใช้แล้ว ใช้ "อ่านแอนะล็อก" แทน
• โหนด "led" มีคุณสมบัติเพิ่มเติมในขณะนี้

แม้ว่าเกณฑ์จะเป็นเพียงตัวเลขคงที่ ฉันไม่ได้ใส่ไว้ในฟิลด์คุณสมบัติโหนดเปรียบเทียบ แต่เพิ่มโหนดตัวเลขคงที่ที่ชัดเจนแทนเพื่อเน้นว่าค่าเหล่านี้สามารถประเมินได้แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น อาจมีแอปพลิเคชันมือถือที่ช่วยให้เจ้าของปรับแต่งค่าเหล่านี้ได้ ดังนั้นจะมีโหนด "ดึงข้อมูลจากแอป" อื่นแทนโหนดตัวเลขคงที่เหล่านี้

ขั้นตอนที่ 7: การปรับใช้

• เมื่อแพตช์พร้อม คลิก Deploy อัปโหลดไปยัง Arduino
• เชื่อมต่อบอร์ด
• ตรวจสอบรุ่นของบอร์ดและพอร์ตอนุกรมในรายการดรอปดาวน์ จากนั้นคลิกอัปโหลด
• อาจใช้เวลาสักครู่ จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต
• หากคุณใช้เบราว์เซอร์ XOD IDE ให้ใช้ Arduino IDE เพื่ออัปโหลดโปรแกรมไปยังบอร์ด
• หากคุณมีปัญหาในการอัปโหลดแพตช์ ให้สำรวจ XOD Forum

ขั้นตอนที่ 8: เวลาก่อสร้าง

ใช้ชิ้นส่วนที่เหมาะสมเพื่อสร้างเปลือกหรือการออกแบบของหุ่นยนต์และพิมพ์ 3 มิติด้วยตัวคุณเอง ที่เลวร้ายที่สุด เพียงแค่วางปั๊มและเซ็นเซอร์ลงในถังเก็บน้ำ และติดเซ็นเซอร์ดินในตำแหน่งที่เป็นของมัน พิจารณาทำม่านสำหรับเซ็นเซอร์ความส่องสว่าง เนื่องจากไฟ LED ของเราอาจทำให้เซ็นเซอร์ตาบอด และจะทำให้เวลากลางคืนผิดพลาด

ขั้นตอนที่ 9: ตำแหน่งเซ็นเซอร์ระดับน้ำ

หากคุณใช้เซ็นเซอร์ความชื้นในดินเพื่อตรวจสอบระดับน้ำ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเคลือบสีทองอยู่เหนือน้ำ และส่วนปลายของเซ็นเซอร์จะพลาดน้ำเร็วกว่าส่วนบนของปั๊ม

ขั้นตอนที่ 10: การทดสอบ

เมื่อหุ่นยนต์ของคุณพร้อม ธรณีประตูจะถูกวัดและเข้ารหัสในแพตช์ และส่วนหลังจะถูกอัปโหลดไปยังบอร์ด ก็ถึงเวลาทดสอบกรณีที่เป็นไปได้ทั้งหมด

• ทำให้เซ็นเซอร์ระดับน้ำแห้ง ควรเปิดไฟ LED สีแดงเท่านั้น แม้ว่าดินจะแห้งและห้องสว่างพร้อมกัน ปั๊มก็ไม่ควรเริ่มทำงาน
• ตอนนี้ให้เติมน้ำ แต่ก่อนอื่นให้ปิดเซ็นเซอร์ความส่องสว่างเพื่อให้แน่ใจว่าดินแห้งและการมีอยู่ของน้ำจะไม่ทำให้หุ่นยนต์ทดน้ำในเวลากลางคืน
• สุดท้ายให้หุ่นยนต์รดน้ำต้นไม้ของคุณ ควรหยุดเมื่อดินชื้นเพียงพอ
• นำเซ็นเซอร์ดินออกเพื่อทำการชลประทานซ้ำ (เพื่อให้แน่ใจ)

ขั้นตอนที่ 11: สนุกและพัฒนา

เมื่อการชำระล้างขั้นพื้นฐานเสร็จสมบูรณ์แล้ว ให้พิจารณาตัวเลือกสำหรับการปรับปรุง:

• เดินสายเซ็นเซอร์ความชื้นในดินอีกครั้งเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อน
• เพิ่มการวัดสภาพแวดล้อมอื่นๆ เช่น ความชื้นในอากาศ
• ทำตารางเวลาแบบเรียลไทม์
• วางหุ่นยนต์ออนไลน์เพื่อตรวจสอบและควบคุมจากระยะไกล