DIY เครื่องวัดความชื้นในดินด้วย Arduino และจอแสดงผล Nokia 5110: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ในคำแนะนำนี้ เราจะมาดูวิธีสร้าง Soil Moisture Monitor ที่มีประโยชน์มากด้วยจอแสดงผล LCD ขนาดใหญ่ของ Nokia 5110 โดยใช้ Arduino วัดระดับความชื้นในดินของพืชจาก Arduino ของคุณได้อย่างง่ายดาย และสร้างอุปกรณ์ที่น่าสนใจด้วยโครงการนี้!

การสร้างเครื่องวัดความชื้นในดินเป็นประสบการณ์การเรียนรู้ที่ยอดเยี่ยม เมื่อคุณสร้างโปรเจ็กต์นี้เสร็จแล้ว คุณจะมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับวิธีการทำงานของเซ็นเซอร์วัดความชื้นในดิน คุณจะรู้วิธีต่อหน้าจอ LCD ของ Nokia 5110 และคุณจะเห็นการใช้งานจริงว่าแพลตฟอร์ม Arduino มีประสิทธิภาพเพียงใด ด้วยโครงการนี้เป็นฐานและประสบการณ์ที่ได้รับ คุณจะสามารถสร้างโครงการที่ซับซ้อนมากขึ้นในอนาคตได้อย่างง่ายดาย

เราสามารถใช้โครงการนี้เพื่อวัดความชื้นในดินของหม้อในแบบเรียลไทม์และให้ Arduino รดน้ำต้นไม้โดยอัตโนมัติเมื่อจำเป็น! เป็นเซ็นเซอร์ที่มีประโยชน์มากซึ่งเปิดโอกาสให้กับโครงการที่ยอดเยี่ยม

โดยไม่ชักช้า มาเริ่มกันเลย!

ขั้นตอนที่ 1: รับชิ้นส่วนทั้งหมด

ชิ้นส่วนที่จำเป็นในการสร้างโครงการนี้คือ:

1. เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน ▶

2. Nokia 5110 LCD ▶

3. Arduino Uno ▶

4. เขียงหั่นขนมขนาดเล็ก ▶

5. สายไฟ ▶

ค่าใช้จ่ายของโครงการต่ำมากคือประมาณ 10 เหรียญ

ขั้นตอนที่ 2: เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน

เซ็นเซอร์ความชื้นในดินเป็นเซ็นเซอร์ที่น่าสนใจมาก นอกจากนี้ การใช้งานก็ง่ายมาก

แผ่นสัมผัสขนาดใหญ่สองแผ่นทำหน้าที่เป็นโพรบสำหรับเซ็นเซอร์ ยิ่งมีน้ำในดินมากเท่าใด การนำไฟฟ้าระหว่างแผ่นรองก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ส่งผลให้แนวต้านลดลง

เซ็นเซอร์เป็นแบบแอนะล็อก ดังนั้นในเอาต์พุตแบบแอนะล็อกเราจะได้แรงดันไฟฟ้า เมื่อดินแห้งมากขึ้น เราก็จะได้รับแรงดันไฟที่เอาต์พุตแบบอะนาล็อกมากขึ้น เนื่องจากความต้านทานระหว่างโพรบจะสูงขึ้น ดังนั้น เพื่อให้ได้ความชื้นในดินของดิน สิ่งที่เราต้องทำคืออ่านค่าแอนะล็อกนั้นด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ ในกรณีนี้คือ Arduino

เราสามารถกำหนดเกณฑ์เพื่อเปิดใช้งานเอาต์พุตดิจิตอลที่ระดับความชื้นโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ในโมดูล PCB ขนาดเล็ก แต่ในคำแนะนำนี้ เราใช้เฉพาะเอาต์พุตแอนะล็อกของโมดูลเซ็นเซอร์เท่านั้น

ขั้นตอนที่ 3: Nokia 5110 LCD Display

Nokia 5110 คือจอแสดงผลที่ฉันโปรดปรานสำหรับโปรเจ็กต์ Arduino ของฉัน

Nokia 5110 เป็นหน้าจอ LCD แบบกราฟิกพื้นฐานซึ่งเดิมมีไว้สำหรับเป็นหน้าจอโทรศัพท์มือถือ ใช้คอนโทรลเลอร์ PCD8544 ซึ่งเป็นคอนโทรลเลอร์/ไดรเวอร์ CMOS LCD พลังงานต่ำ ด้วยเหตุนี้จอแสดงผลนี้จึงมีการใช้พลังงานที่น่าประทับใจ ใช้เพียง 0.4mA เมื่อเปิดเครื่อง แต่ปิดไฟแบ็คไลท์ ใช้น้อยกว่า 0.06mA เมื่ออยู่ในโหมดสลีป! นั่นเป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้จอแสดงผลนี้เป็นที่ชื่นชอบ PCD8544 เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่านอินเตอร์เฟสบัสอนุกรม นั่นทำให้จอแสดงผลใช้งานง่ายมากกับ Arduino

คุณจะต้องเชื่อมต่อ 8 สายและใช้ไลบรารีต่อไปนี้:

www.rinkydinkelectronics.com/library.php?i….

ห้องสมุดที่น่าประทับใจนี้ได้รับการพัฒนาโดย Henning Karlsen ซึ่งใช้ความพยายามอย่างมากในการช่วยให้ชุมชน Arduino ก้าวไปข้างหน้าด้วยห้องสมุดของเขา

ฉันได้เตรียมการสอนโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีใช้จอแสดงผล Nokia 5110 LCD กับ Arduino ฉันได้แนบวิดีโอนั้นในคำแนะนำนี้ ซึ่งจะให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์มากมายเกี่ยวกับการแสดงผล ดังนั้นฉันขอแนะนำให้คุณดูอย่างระมัดระวัง

เอาล่ะ ไปกันเลย!

ขั้นตอนที่ 4: สร้างเครื่องวัดความชื้นในดิน

ตอนนี้ขอเชื่อมต่อทุกส่วนเข้าด้วยกัน

ตอนแรกเราเชื่อมต่อโมดูลเซ็นเซอร์ความชื้นในดิน มีเพียง 4 พินและเราจะเชื่อมต่อสามพิน

การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ความชื้นในดิน

Vcc Pin ไปที่ 5V. ของ Arduino

พิน GND ไปที่ GND. ของ Arduino

พิน A0 ไปที่พิน A0 ของ Arduino

ขั้นตอนต่อไปคือการเชื่อมต่อจอแสดงผล Nokia 5110 LCD

การเชื่อมต่อจอแสดงผล LCD ของ Nokia 5110

RST ไปที่ Digital Pin 12 ของ Arduino

CE ไปที่ Digital Pin 11 ของ Arduino

DC ไปที่ Digital Pin 10 ของ Arduino

DIN ไปที่ Digital Pin 9 ของ Arduino

CLK ไปที่ Digital Pin 8 ของ Arduino

VCC ไปที่ Arduino 3.3V

LIGHT ไปที่ Arduino GND (เปิดแบ็คไลท์)

GND ไปที่ Arduino GND

ตอนนี้เราได้เชื่อมต่อทุกส่วนเข้าด้วยกันแล้ว สิ่งที่เราต้องทำก็คือโหลดโค้ด ตอนนี้ เราสามารถเริ่มวัดความชื้นของดินแบบ Real Time ได้แล้ว!

ขั้นตอนที่ 5: รหัสของโครงการ

รหัสของโครงการประกอบด้วย 2 ไฟล์

1. ui.c

2. MoistureSensorNokia.ino

รหัส ui.c - ส่วนต่อประสานผู้ใช้

ในไฟล์ ui.c มีค่าไบนารีของอินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่ปรากฏหลังจากโปรเจ็กต์เริ่มทำงาน โปรดดูวิดีโอที่แนบมาที่ฉันเตรียมไว้เพื่อดูวิธีโหลดกราฟิกที่กำหนดเองของคุณไปยังโครงการ Arduino ของคุณ

MoistureSensorNokia.ino Code - โปรแกรมหลัก

รหัสหลักของโครงการนั้นง่ายมาก เราจำเป็นต้องรวมไลบรารี Nokia 5110 ด้วย ต่อไปเราจะประกาศตัวแปรบางตัว เราเริ่มต้นการแสดงผลและเราพิมพ์ไอคอน ui หนึ่งครั้ง จากนั้นเราอ่านค่าอนาล็อกจากเซ็นเซอร์ที่สอง เวทมนตร์ทั้งหมดเกิดขึ้นในฟังก์ชันลูป:

วงเป็นโมฆะ () {

lcd.clrScr();

lcd.drawBitmap(0, 0, ui, 84, 48);

sensorValue = analogRead (เซ็นเซอร์พิน); //เราอ่านเซ็นเซอร์ที่นี่

เปอร์เซ็นต์ = convertToPercent(sensorValue);

เปอร์เซ็นต์สตริง = สตริง (เปอร์เซ็นต์); stringLength = เปอร์เซ็นต์สตริงยาว (); displayPercent(สตริงLength); lcd.update(); ล่าช้า (1000); }

ในฟังก์ชันวนรอบ ก่อนอื่นเราจะล้างการแสดงผลและพิมพ์ไอคอน UI จากนั้นเราอ่านค่าเซ็นเซอร์ หลังจากนี้ เราแปลงค่าแอนะล็อกที่เราอ่านเป็นค่าเปอร์เซ็นต์ และค่านี้เราจะแปลงเป็นตัวแปรสตริงเพื่อแสดงบนหน้าจอ ขั้นตอนนี้ซ้ำทุกวินาที

ฉันได้แนบรหัสกับคำแนะนำนี้แล้ว ในการดาวน์โหลดโค้ดเวอร์ชันล่าสุด คุณสามารถไปที่หน้าเว็บของโครงการได้:

ขั้นตอนที่ 6: การทดสอบโครงการ

เมื่อโหลดโค้ดแล้ว เราสามารถทดสอบ Soil Moisture Monitor และดูระดับความชื้นของดินแบบเรียลไทม์บนจอแสดงผล LCD ของ Nokia 5110

ดังที่คุณเห็นในรูปภาพที่แนบมา Soil Moisture Monitor ทำงานได้ดี!

ฉันวางถ้วยต่อหน้าฉันด้วยดินแห้ง เมื่อฉันวางเซ็นเซอร์ลงในถ้วย เราอ่านค่าความชื้นในดินต่ำที่จอแสดงผล Nokia 5110 เมื่อฉันเทน้ำลงในถ้วย คุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าระดับความชื้นเพิ่มขึ้น

โครงการทำงานได้ดีและเราสามารถตรวจสอบระดับความชื้นของดินได้ แน่นอนว่านี่เป็นเพียงการสาธิตของเซ็นเซอร์ ฉันจะสร้างโครงการที่มีประโยชน์มากขึ้นในอนาคตด้วยเซ็นเซอร์นี้

อย่างที่คุณเห็น โปรเจ็กต์นี้เป็นการสาธิตที่ดีว่าฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สทำอะไรได้บ้าง ภายในไม่กี่นาทีก็สามารถสร้างโครงการที่น่าประทับใจได้! โปรเจ็กต์นี้เหมาะสำหรับผู้เริ่มต้น และอย่างที่ฉันพูดไปในตอนเริ่มต้น โปรเจ็กต์นี้เป็นประสบการณ์การเรียนรู้ที่ยอดเยี่ยม ฉันชอบที่จะได้ยินความคิดเห็นของคุณเกี่ยวกับโครงการนี้ คุณคิดว่ามันมีประโยชน์หรือไม่? มีการปรับปรุงใด ๆ ที่สามารถนำไปใช้กับโครงการนี้ได้หรือไม่? กรุณาโพสต์ความคิดเห็นหรือความคิดของคุณในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง!