سیستم آبیاری خودکار گیاه با استفاده از میکرو: بیت: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

پروژه های Tinkercad »

در این دستورالعمل ، من قصد دارم نحوه ساخت یک سیستم آبیاری خودکار گیاه را با استفاده از Micro: bit و برخی دیگر از قطعات الکترونیکی کوچک نشان دهم.

Micro: bit از سنسور رطوبت برای نظارت بر سطح رطوبت در خاک گیاه استفاده می کند و در صورت خشک شدن بیش از حد خاک ، یک پمپ کوچک را برای آبیاری گیاه روشن می کند. به این ترتیب ، همیشه از گیاه شما مراقبت می شود ، حتی زمانی که آن را فراموش کرده اید یا در دور هستید.

اگر این دستورالعمل را دوست دارید ، لطفاً در مسابقه Block Code به آن رای دهید!

تدارکات:

• MicroBit - از اینجا خرید کنید
• سنسور رطوبت خازنی - اینجا خرید کنید
• پمپ DC - از اینجا خرید کنید
• ماژول رله - از اینجا خرید کنید
• کابل روبان - از اینجا خرید کنید
• ظروف ذخیره سازی (یکسان نیستند ، اما باید کار کنند) - از اینجا خرید کنید
• منبع تغذیه - از اینجا خرید کنید
• پیچ M3 - از اینجا خرید کنید

من از MicroBit نسخه 2 استفاده کرده ام ، اما این پروژه می تواند با استفاده از نسخه اول نیز ساخته شود.

مرحله 1: آماده سازی اجزای خود

MicroBit یک میکروکنترلر کوچک قابل برنامه ریزی است که دارای تعدادی سنسور و دکمه روی صفحه است و شروع برنامه نویسی را بسیار آسان می کند.

می توانید از برنامه نویسی بلوک برای کودکان و برنامه نویسان با تجربه کمتر و جاوا اسکریپت یا پایتون برای کسانی که تجربه بیشتری در برنامه نویسی دارند و می خواهند عملکرد بیشتری از آن استفاده کنند ، استفاده کنید. همچنین دارای طیف وسیعی از پین های IO برای حسگرها و دستگاه های موجود در لبه پایینی آن است.

سنسور رطوبت خازنی که من از آن استفاده می کنم روی 3.3 ولت کار می کند ، که برای استفاده مستقیم با MicroBit بسیار مناسب است.

توجه: این سنسورهای خازنی عموماً بیان می کنند که بین 3.3 ولت تا 5 ولت کار می کنند و حداکثر 3.3 ولت خروجی دارند زیرا دارای تنظیم کننده ولتاژ هستند. من دریافتم که بسیاری از نسخه های ارزان تر این سنسورها در واقع با ولتاژ ورودی 3.3 ولت کار نمی کنند ، اما قبل از "روشن شدن" آنها به 3.5-4 ولت نیاز دارند. در این مورد باید مراقب باشید زیرا Micro: bit فقط برای ولتاژ ورودی تا 3.3V طراحی شده است.

پمپ باید با استفاده از یک ماژول رله روشن و خاموش شود. ماژول رله قدرت را به پمپ منتقل می کند به طوری که جریان از طریق MicroBit جریان نمی یابد.

مرحله 2: طراحی مدار و کد در TinkerCAD

من مدار را طراحی کردم و کدگذاری بلوک را در TinkerCAD انجام دادم زیرا آنها اخیراً MicroBit را به پلت فرم خود اضافه کرده اند. برنامه نویسی بلوک راهی ساده برای ساختن برنامه های اصلی تنها با کشیدن و رها کردن بلوک های عملکرد است.

من از یک موتور DC برای نشان دادن پمپ و یک پتانسیومتر برای شبیه سازی ورودی سنسور رطوبت استفاده کردم زیرا به سه اتصال مشابه نیز نیاز دارد.

در آخرین نسخه من از کد بلوک ، Micro: bit هنگامی که روشن است صورت خندان را نشان می دهد و سپس هر 5 ثانیه شروع به خواندن رطوبت می کند و آنها را بر روی نمودار روی صفحه نمایش می دهد. همچنین بررسی می کند که آیا میزان رطوبت زیر حد تعیین شده است یا خیر و در صورت وجود آن ، پمپ را به مدت 3 ثانیه روشن می کند. این چرخه پمپ را با 5 ثانیه وقفه بین چرخه ها ادامه می دهد تا اینکه سطح رطوبت دوباره از حد مجاز بیشتر شود.

من همچنین عملکردهایی را به دو دکمه اضافه کردم که در آن دکمه A پمپ را برای 3 ثانیه روشن می کند تا گیاه را به صورت دستی آبیاری کند و دکمه B میزان رطوبت را روی صفحه نمایش نشان می دهد.

مرحله 3: آزمایش مدار و کد

هنگامی که از شبیه سازی در TinkerCAD راضی بودم ، اجزای روی میزم را به هم متصل کردم تا بررسی کنم که آیا آنها به یک شکل کار می کنند. من اتصالات موقت را با استفاده از چند جهنده و گیره تمساح برای اتصال به پین های Micro: bit ایجاد کردم.

این امر عمدتا برای آزمایش این بود که Micro: bit مقادیر صحیح را از سنسور می خواند و اینکه رله می تواند روشن و خاموش شود.

مرحله 4: ساخت مخزن آب

هنگامی که از تنظیمات آزمایش راضی بودم ، روی ساخت مخزن آب ، ساخت اجزاء در محفظه و انجام اتصالات دائمی الکتریکی کار کردم.

من این دو ظرف را در یک فروشگاه تخفیف محلی پیدا کردم. آنها به هم چسبیده اند تا بتوانم از قسمت پایینی به عنوان مخزن و از قسمت بالا برای قرار دادن وسایل الکترونیکی استفاده کنم.

برای ساختن مخزن ، لازم بود که پمپ را تا جایی که ممکن است به داخل مخزن و ورودی آب نزدیک کرده و در عین حال فضای کافی برای جریان آب باقی بگذارم. با استفاده از تفنگ چسب پمپ را در جای خود چسباندم.

سپس سوراخ هایی را برای سیم های موتور و لوله برای خروجی آب ایجاد کردم.

مرحله 5: قطعات الکترونیکی را مونتاژ کنید

من می خواستم MicroBit روی جلوی محفظه نصب شود تا به راحتی قابل مشاهده باشد ، زیرا من از صفحه نمایش LED در جلو به عنوان نمودار سطح آب استفاده می کنم.

من چند سوراخ از جلو ایجاد کردم تا MicroBit را نگه دارم و به عنوان اتصالات پین های IO در پایین عمل کنم. من از پیچ های بلند دکمه ای M3 x 20mm برای پیچاندن پایانه های پین IO و اتصال سیم کشی داخل کیس استفاده کردم. سیم کشی را با پیچاندن مقداری سیم کشی در اطراف پیچ ها و سپس استفاده از لوله های حرارتی کوچک کننده برای نگه داشتن آن در محل ، به پیچ ها وصل کردم.

من همچنین سوراخ هایی برای سیم برق به Micro: bit ، برای پریز برق در پشت و سیم های پمپ و سنسور رطوبت ایجاد کردم.

سپس تمام سیم کشی را متصل کردم ، اتصالات را لحیم کردم و قطعات را در داخل محفظه به هم وصل کردم.

مرحله 6: آزمایش سیستم آبیاری

اکنون که همه قطعات مونتاژ شده اند ، زمان آزمایش نیمکت فرا رسیده است.

مخزن را پر از آب کردم و منبع تغذیه را روشن کردم.

Micro: bit روشن شد و شروع به خواندن کرد. از آنجا که سنسور رطوبت در خاک نبود ، Micro: bit بلافاصله "خاک" را به عنوان خشک ثبت کرد و پمپ را روشن کرد.

بنابراین به نظر می رسد همه چیز به درستی کار می کند و می توانیم آن را در یک گیاه آزمایش کنیم.

مرحله 7: تنظیم سیستم آبیاری در یک گیاه

برای تنظیم Micro: bit on a plant ، سنسور رطوبت را به داخل خاک فشار دادم و مطمئن شدم وسایل الکترونیکی بالاتر از سطح خاک هستند. سپس خروجی آب را در مرکز خاک قرار دادم ، به طوری که آب به طور مساوی در اطراف ریشه های گیاه توزیع شود.

مرحله 8: استفاده از سیستم آبیاری خودکار گیاهان

نمودار جلو نشان می دهد که سطح رطوبت توسط سنسور در حال خشک شدن خاک اندازه گیری می شود. هنگامی که به آستانه تعیین شده در کد می رسد ، پمپ به طور خودکار در فواصل 3 ثانیه روشن می شود تا سطح رطوبت دوباره از آستانه بالاتر برود. شما باید به سرعت متوجه افزایش سطح رطوبت خاک پس از کارکردن پمپ شوید.

همچنین می توانید دکمه A را در قسمت جلوی MicroBit فشار دهید تا پمپ به مدت 3 ثانیه روشن شود و گیاه را به صورت دستی آبیاری کنید.

شما حتی می توانید چندین میکرو بیت را با استفاده از پیوند رادیویی آنها به یکدیگر زنجیره کنید تا میزان رطوبت گیاه خود را از یک اتاق متفاوت مشاهده کنید یا آنها را از راه دور آبیاری کنید. یک ایده خوب این است که از Micro: bit جداگانه به عنوان داشبورد و مرکز کنترل برای چند Micro: بیت دیگر که به عنوان سیستمهای آبیاری اتوماتیک کارخانه استفاده می شوند ، استفاده کنید.

آیا با استفاده از Micro: bit چیزی ساخته اید؟ در قسمت نظرات به من اطلاع دهید.

لطفاً به خاطر داشته باشید که اگر از این برنامه آموزشی لذت بردید ، در مسابقه Block Code به آن رای دهید!

جایزه دوم در مسابقه کد بلوک