การตรวจสอบบ้านสีเขียวด้วย IOT: 5 ขั้นตอน

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

เมื่อพูดถึงการเกษตร การตรวจสอบอุณหภูมิและความชื้นของพืชเป็นปัจจัยสำคัญต่อการอยู่รอดของพืช ปัจจุบันผู้คนใช้เทอร์โมมิเตอร์ติดอยู่ในเรือนกระจกเพื่อให้เกษตรกรสามารถวัดอุณหภูมิได้ อย่างไรก็ตาม วิธีการด้วยตนเองนี้ต้องการให้เกษตรกรอยู่ในสถานที่นั้นซึ่งเป็นไปไม่ได้ทุกครั้ง ดังนั้นฉันจึงพัฒนาอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดนี้ที่ VeggiTech เพื่อแก้ปัญหานี้

นี่คือระบบตรวจสอบเรือนกระจกที่สามารถตรวจจับอุณหภูมิ ความชื้น ดัชนีความร้อน และส่งไปยังแดชบอร์ดออนไลน์ผ่าน wifi เป็นอุปกรณ์ชาร์จตัวเองที่ทำงานบนแผงโซลาร์เซลล์และมีเสียงเตือนเมื่อสภาพแวดล้อมเกินเกณฑ์

เสบียง

ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของโครงการนี้คือ 270 AED (73$)

วัสดุที่จำเป็น:-

1. โนเดมคู
2. Arduino Uno
3. แผงโซลาร์ 10W
4. ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ 12V
5. แบตเตอรี่ตะกั่วกรด 12V
6. เซ็นเซอร์ DHT22
7. จอ LCD 16x2 i2c
8. ลิ้นชักไม้
9. 5V รีเลย์

ขั้นตอนที่ 1: แผนภาพวงจร

อุปกรณ์มีการเชื่อมต่อข้างต้นเพื่อให้โปรแกรมเต็มรูปแบบทำงาน ด้านล่างนี้คือการเชื่อมต่อในรายละเอียด:-

• ขั้วแผงโซลาร์เซลล์เพื่อควบคุมการชาร์จ
• ขั้วแบตเตอรี่สำหรับควบคุมการชาร์จ
• เอาต์พุตตัวควบคุมการชาร์จไปยังตัวแปลงบั๊ก & ออด
• ตัวแปลงบั๊ก (เอาต์พุต 5V) เป็น Arduino, รีเลย์, LCD, dht22 & nodemcu
• LCD SDA, SCL ถึง A4 & A5
• Arduino Rx, Tx ถึง nodemcu Tx, Rx
• รีเลย์ระหว่างเอาต์พุตตัวควบคุมการชาร์จไปที่ออด

ขั้นตอนที่ 2: สร้างบัญชีที่ Pubnub ด้วยรหัสแอป

สร้างบัญชีของคุณที่ Pubnub เพื่อให้การถ่ายโอนข้อมูลสำเร็จ สร้างแอปใหม่ที่มุมบนขวาและคัดลอกข้อมูลผับ/คีย์ย่อย คีย์นี้จะถูกโอนไปยังโค้ด Arduino ซึ่งคุณจะอัปโหลดบน nodemcu

ขั้นตอนที่ 3: อัปโหลดโค้ดที่ Nodemcu & Arduino

ดาวน์โหลดรหัสด้านล่าง วาง pub/subkey จากบัญชี PubNub ของคุณไปที่โค้ด Greenhouse_iot เหนือฟังก์ชันการตั้งค่า รหัส 'greenhouse_iot' จะถูกอัปโหลดบน nodemcu และรหัส 'arduino_slave' จะถูกอัปโหลดบน Arduino

ขั้นตอนที่ 4: สร้างแดชบอร์ด Freeboard

สร้าง freeboard.io ของคุณและนี่คือที่ที่ข้อมูลของคุณจะแสดงในรูปแบบภาพที่น่าดึงดูด ขั้นแรก ข้อมูลจะถูกอัพโหลดจาก nodemcu ไปยังเซิร์ฟเวอร์ pubnub, pubnub สามารถรวมเข้ากับ freeboard ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งเป็นเหตุผลที่เราใช้บริการทั้งสองนี้ร่วมกัน ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อตั้งค่าแดชบอร์ดออนไลน์:-

1. เลือกแหล่งข้อมูลที่มุมขวาบนเป็น Pubnub
2. สร้างแผงใหม่สำหรับอุณหภูมิ ความชื้น และดัชนีความร้อน
3. เลือกจอแสดงผลแบบใดก็ได้ที่คุณต้องการ ที่นิยมคือเกจมิเตอร์สำหรับแอพพลิเคชั่นนี้
4. ภายในพาเนล เลือกแหล่งข้อมูลเป็น JSON มันจะนำคุณไปสู่โปรแกรมแก้ไขข้อความที่คุณสามารถพิมพ์ [ชื่อแดชบอร์ด][ชื่อตัวแปรจาก arduino IDE] หากคุณต้องการอ่านอุณหภูมิ ให้พิมพ์ 'อุณหภูมิ' เนื่องจากนั่นคือชื่อรูปแบบ JSON เมื่ออัปโหลดจาก nodemcu ไปยังเซิร์ฟเวอร์ เหมือนกันทุกแผง

ขั้นตอนที่ 5: บทสรุป

เป็นโครงการที่มีประโยชน์โดยรวม แต่นี่เป็นข้อจำกัดบางประการที่ฉันเผชิญ:-

1. ขาดการป้องกันฝุ่น:- ฉันควรเพิ่มกล่องเคส IP67 สำหรับการป้องกันทางอิเล็กทรอนิกส์และความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้น
2. อันตรายของแบตเตอรี่ลิเธียม:- แทนที่จะใช้แบตเตอรี่ลิเธียม แบตเตอรี่กรดตะกั่วจะปลอดภัยกว่าเนื่องจากแบตเตอรี่ลิโพที่มีอุณหภูมิสูงสามารถติดไฟได้ นั่นเป็นวิธีที่ฉันเผาโครงการนี้จริง ๆ ดังนั้นฉันจึงเรียนรู้สิ่งนี้อย่างยากลำบาก
3. พลังงานขึ้นอยู่กับแสงแดด:- แสงแดดเป็นแหล่งพลังงานหลัก หากไม่มีมัน ระบบจะหยุดทำงานดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีแหล่งอื่น อย่าลืมว่าระบบสุริยะเพิ่มต้นทุน
4. ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของบริการ Freeboard:- ต้องใช้ 12$ ต่อเดือนกับบริการ freeboard.io จำเป็นต้องมีทางเลือกที่ดีกว่าเพื่อลดต้นทุน

ตอนนี้ ขั้นตอนต่อไปของฉันคือการเพิ่มเซ็นเซอร์ LoRa ไร้สายในเรือนกระจก รวบรวมการอ่านผ่านเกตเวย์ WiFi และอัปโหลดบนแดชบอร์ดที่ออกแบบเองโดยใช้ Node-Red ระบบนี้มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนาน (8-10 ปี) และมีความน่าเชื่อถือมากกว่า ดังนั้นข้อจำกัดทั้งหมดข้างต้นจึงหมดไป