باغ سرپوشیده آردوینو: 7 قدم

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

باغبانی در عصر جدید به معنی پیچیده تر و سخت تر کردن کارها با الکترون ، بیت و بایت است. ترکیب میکروکنترلرها و باغبانی یک ایده واقعا محبوب است. من فکر می کنم این به این دلیل است که باغ ها دارای ورودی و خروجی های بسیار ساده ای هستند که به راحتی می توانید سر خود را به اطراف بپیچانید. من حدس می زنم که مردم (از جمله خودم) یک سرگرمی بسیار ساده و آرام را می بینند و نمی توانند از پیچیدگی بیش از حد آن جلوگیری کنند.

در این پروژه به شما نشان خواهم داد که چگونه می توانید نسخه ساده تری از باغ داخلی را با استفاده از تخته Arduino Dev بسازید.

من یک راهنمای کامل گام به گام ارائه می دهم تا به شما نشان دهم که چگونه می توانید باغ زیبای خود را بسازید ، و به طور مفصل قطعات سخت افزاری و نرم افزاری را توضیح می دهم تا این راهنما را به ساده ترین راهی که شما را مجبور به امتحان می کند ، تبدیل کنم. مهارتهای خود در ساخت الکترونیک این پروژه به خصوص پس از تهیه PCB سفارشی بسیار مفید است که ما از JLCPCB سفارش داده ایم تا ظاهر ماشین ما را بهبود بخشد و همچنین اسناد و کدهای کافی در این راهنما وجود دارد که به شما امکان می دهد سیستم باغ خودکار خود را ایجاد کنید.

ما این پروژه را فقط در 7 روز ، فقط سه روز برای ساخت سخت افزار و مونتاژ ، و 4 روز برای آماده سازی کد و برنامه اندروید ساخته ایم. به منظور کنترل باغ از طریق آن. قبل از شروع ، ابتدا ببینیم

آنچه از این آموزش خواهید آموخت:

• بسته به ویژگی های پروژه ، اجزای مناسب را انتخاب کنید
• ایجاد مدار برای اتصال همه اجزای انتخاب شده
• تمام قطعات پروژه را جمع آوری کرده و آزمایش را شروع کنید
• با استفاده از برنامه Android. برای اتصال از طریق بلوتوث و شروع به دستکاری سیستم

مرحله 1: باغ سرپوشیده چیست؟

اکثر گیاهان نیازهای ساده ای دارند. همانطور که مهمانان می روند ، آنها نسبتاً بی تقاضا هستند. قبل از اینکه بخواهید یک گیاه را به خانه دعوت کنید ، فقط سه نکته اساسی را باید درک کنید: نور ، آب و هوا. اگر بتوانید از نظر گیاه به این چهار عنصر مسلط شوید ، می توانید یک باغ سرپوشیده در هر نقطه از جهان و در هر فصلی از سال ایجاد کنید.

• نور - اکثر گیاهان باغی حداقل به شش ساعت نور در روز احتیاج دارند. اما باید نور خوبی داشته باشد. اگر دست خود را جلوی پنجره بگذارید و سایه ای ایجاد نکند ، احتمالاً این نور برای اکثر گیاهان برای زندگی شاد کافی نیست. با این حال ، شما همیشه می توانید شرایط کم نور را با چراغ های رشد تکمیل کنید. اگر دارای نور طبیعی متوسط در خانه خود هستید و نمی خواهید با نورپردازی خاصی سر و صدا داشته باشید ، به گیاهانی بچسبید که به طور معمول به شرایط کم نور نیاز دارند ، یا سعی کنید باغ خود را به یک پنجره آفتابی
• آب - گیاهان به شرایطی نزدیک به شرایط موجود در محل زندگی خود نیاز دارند. گیاهی که بیابان را خانه می نامد نسبت به گیاهی که در باتلاق زندگی می کند به آبیاری مکرر کمتری نیاز دارد. دانستن اینکه آب چه شرایط آبی را ترجیح می دهد ، اولین قدم خوب برای حفظ یک باغ سرپوشیده موفق است. این آسان تر از آن است که فکر می کنید زیرا خود گیاهان اغلب سرنخ هایی به شما می دهند. گیاهانی با برگهای لاستیکی ضخیم ، ذخیره کننده آب هستند و معمولاً با آب کمتری نسبت به گیاهان با برگهای نازک و ظریف زنده می مانند. اگر از آبیاری گیاهان خود متنفر هستید ، گونه هایی را انتخاب کنید که کمتر رشد کنند ، یا گلدان هایی با مخازن پنهان انتخاب کنید تا کارهای آبیاری شما کاهش یابد.
• هوا - گیاهان به عنوان محصول جانبی فتوسنتز ، اکسیژن تولید می کنند و گازهای تند و زننده مانند فرمالدئید را از طریق محیط برگ های خود از محیط خانه شما فیلتر می کنند. برای حفظ سلامت گیاهان ، باید برگهای آنها را تمیز نگه دارید و هوای اطراف آنها را در حال حرکت و مرطوب نگه دارید. برای انجام این کار ، می توانید آنها را در محلی با جریان هوای خوب قرار دهید یا یک فن کوچک در اختیار آنها قرار دهید.

من یک سیستم مبتنی بر آردوینو برای نظارت بر وضعیت دما و رطوبت گیاه خود ایجاد می کنم و به طور خودکار نیازهای ضروری آن مانند شدت نور ، آب و هوای تازه و خالص را تأمین می کنم و برای انجام این کار به تعدادی سنسور برای کنترل برخی از محرک ها نیاز دارم. به عنوان مثال ، من شدت نور را بسته به سیگنالهای دریافت شده از سنسور روشنایی نور ، برای آبیاری ، کنترل می کنم. از سنسور مرطوب کننده برای روشن و خاموش کردن پمپ آب و سنسور دما/رطوبت برای کنترل روشن و خاموش فن 12 ولت DC استفاده کردم. به

مرحله 2: حسگرها و محرک ها

ساخت این سیستم مونتاژ برخی از حسگرها و محرک ها است تا بتوانید به داده های فیزیکی اطراف گیاه دسترسی داشته باشید و بتوانید پیدا کنید که چه چیزی توسط کارخانه درخواست می شود و چه زمانی باید آن را تهیه کنید.

به همین دلیل است که باید از سنسورها و محرک هایی استفاده کنید که همگی به یک برد آردوینو متصل شده اند:

سنسورها

1. سنسور نور BH1750: BH1750FVI یک سنسور نور دیجیتال است که یک IC سنسور نور محیطی دیجیتال برای رابط گذرگاه I2C است. این IC برای بدست آوردن اطلاعات نور محیط برای تنظیم قدرت نور پس زمینه LCD و صفحه کلید تلفن همراه مناسب ترین است. امکان تشخیص محدوده وسیع با وضوح بالا وجود دارد. (1 - 65535 lx).
2. سنسور رطوبت خاک: سنسورهای رطوبت که مقاومت یا رسانایی را در بین ماتریس خاک بین دو تماس اندازه گیری می کنند ، اساساً ناخواسته هستند. اول از همه ، مقاومت شاخص خوبی برای میزان رطوبت نیست ، زیرا بستگی زیادی به عوامل مختلفی دارد که ممکن است در باغ به باغ متفاوت باشد ، از جمله PH خاک ، مواد جامد محلول در آب و دما. ثانیاً ، اکثر آنها کیفیت ضعیفی دارند و مخاطاتی که به راحتی دچار خوردگی می شوند. در بیشتر موارد شما خوش شانس خواهید بود که بتوانید یکی از آنها را در کل فصل دوام بیاورید.
3. سنسور دما و رطوبت: DHT11 یک سنسور اصلی درجه حرارت و رطوبت بسیار کم هزینه است. از سنسور رطوبت خازنی و ترمیستور برای اندازه گیری هوای اطراف استفاده می کند و یک سیگنال دیجیتالی را روی پین داده (بدون نیاز به پین ورودی آنالوگ) بیرون می ریزد. استفاده از آن بسیار ساده است ، اما برای گرفتن اطلاعات به زمانبندی دقیق نیاز دارد. تنها نقطه ضعف واقعی این سنسور این است که فقط می توانید هر 2 ثانیه یکبار اطلاعات جدیدی از آن دریافت کنید ، بنابراین هنگام استفاده از کتابخانه ما ، قرائت سنسورها می تواند تا 2 ثانیه عمر داشته باشد.

محرک ها

1. LED سفید روشن: دیود ساطع کننده نور (LED) یک منبع نور نیمه هادی دو سرب است. این یک دیود اتصال p – n است که هنگام فعال شدن نور ساطع می کند. [5] هنگامی که ولتاژ مناسبی به سیم ها اعمال می شود ، الکترون ها قادر به ترکیب مجدد با حفره های الکترون در داخل دستگاه هستند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می کنند.
2. پمپ آب: پمپ دستگاهی است که مایعات (مایعات یا گازها) یا گاهی اوقات دوغاب را با اثر مکانیکی حرکت می دهد. پمپ ها را می توان با توجه به روشی که برای جابجایی سیال استفاده می کنند به سه گروه عمده تقسیم کرد: بالابر مستقیم ، جابجایی و پمپ های جاذبه. پمپ ها با مکانیزمی (معمولاً رفت و برگشتی یا چرخشی) عمل می کنند و برای انجام کارهای مکانیکی با جابجایی انرژی مصرف می کنند. مایع. پمپ ها از طریق بسیاری از منابع انرژی ، از جمله عملکرد دستی ، برق ، موتورها یا نیروی باد ، در اندازه های مختلف ، از میکروسکوپی برای استفاده در کاربردهای پزشکی گرفته تا پمپ های بزرگ صنعتی ، کار می کنند.
3. فن خنک کننده DC 12V: درک تکنیک های خنک کننده که می تواند با حفظ هوای تازه در اطراف گیاه در مواقعی که لازم است گیاه را در شرایط سالم نگه دارد ، می تواند برای حفظ عمر گیاه مورد استفاده قرار گیرد ، بسیار مهم است.

مرحله 3: ساخت PCB (تولید شده توسط JLCPCB)

درباره JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co.، Ltd.) ، بزرگترین شرکت نمونه اولیه PCB در چین و تولید کننده ای با تکنولوژی بالا است که متخصص در نمونه اولیه PCB و تولید PCB دسته ای کوچک است.

با بیش از 10 سال تجربه در تولید PCB ، JLCPCB دارای بیش از 200،000 مشتری در داخل و خارج از کشور است ، با بیش از 8000 سفارش آنلاین از نمونه اولیه PCB و تولید مقدار کمی PCB در روز. ظرفیت تولید سالانه 200 ، 000 متر مربع است. برای انواع PCB های 1 لایه ، 2 لایه یا چند لایه. JLC یک تولید کننده حرفه ای PCB است که دارای مقیاس بزرگ ، تجهیزات خوب ، مدیریت دقیق و کیفیت برتر است.

بازگشت به پروژه ما

به منظور تولید PCB ، من قیمت بسیاری از تولید کنندگان PCB را مقایسه کرده و JLCPCB را بهترین تامین کنندگان PCB و ارزان ترین ارائه دهندگان PCB را برای سفارش این مدار انتخاب کردم. تنها کاری که باید انجام دهم ، چند کلیک ساده برای بارگذاری فایل gerber و تنظیم پارامترهایی مانند رنگ و مقدار ضخامت PCB است ، سپس فقط 2 دلار برای تهیه PCB خود پس از 3 روز پرداخت کرده ام و متوجه شده ام که برخی از پیشنهادات حمل و نقل رایگان هر از گاهی در این پلت فرم سفارش آنلاین است.

می توانید فایل Circuit (PDF) را از اینجا دریافت کنید.

همانطور که در تصاویر بالا مشاهده می کنید PCB بسیار خوب ساخته شده است و من همان شکل برگ PCB را داریم که طراحی کرده ایم و همه برچسب ها و لوگوها برای راهنمایی من در مراحل لحیم کاری وجود دارد.

مرحله 4: مواد لازم

اکنون بیایید اجزای لازم برای این پروژه را مرور کنیم و می توانید تمام پیوندهای مربوط به سفارش آنلاین را پیدا کنید ، بنابراین ما نیاز داریم:

• - PCB که ما آن را از JLCPCB سفارش داده ایم
• - آردوینو نانو:
• - ماژول ESP01:
• -ماژول بلوتوث HC-05 یا HC-06:
• - سنسور نور BH1750:
• - سنسور دما و رطوبت:
• - سنسور رطوبت:
• - پمپ آب:
• - فن 12 ولت DC:
• - LED های سفید:
• - برخی از اتصالات سرصفحه:

مرحله 5: مونتاژ

ما اکنون آماده ایم ، بنابراین بگذارید لحیم کاری اجزا را شروع کنیم و برای جلوگیری از اشتباهات لحیم کاری ، برچسب ها را فراموش نکنید. ما برای اتصال منبع تغذیه ، اتصال کانکتور آردوینو را شروع می کنیم و همچنین می توانید کد تست اولیه ای را برای تأیید اتصال مناسب برای هر سنسور مانند سنسور نور و یکسان برای LED ها بنویسید زیرا همه آنها مستقیماً به برد متصل هستند (Arduino) بنابراین شما می توانید به آنها دسترسی کامل داشته باشید.

توجه: شما باید لحیم کاری خود را خوب و تمیز نگه دارید. این بدان معناست که هر بار که از اسفنج استفاده می کنید آن را پاک کنید. نوک آهن لحیم کاری شما باید تمیز و براق باشد. هر زمان که دیدید نوک با شار کثیف یا اکسید می شود ، به این معنی که درخشندگی آن را از دست داده اید ، باید آن را تمیز کنید. حتی اگر وسط لحیم کاری هستید. داشتن نوک لحیم کاری تمیز ، انتقال حرارت به هدف لحیم کاری را بسیار آسان می کند.

PCB ای که ما از JLCPC سفارش دادیم شما را راهنمایی می کند تا همه چیز را در مکان مناسب نگه دارید ، بنابراین اگر می خواهید PCB ساخته شده ما را مشاهده کرده و سفارش آنلاین دهید ، از دیدن این پیوند دریغ نکنید.

همانطور که می بینید ، استفاده از این PCB به دلیل کیفیت آن بسیار مفید است و مطمئناً تمام برچسب های موجود در آن بهترین راهنمایی را برای شما ارائه می دهد ، بنابراین شما 100٪ مطمئن خواهید بود که هیچ اشتباهی در لحیم کاری انجام نمی دهید.

من هر جزء را به محل قرار دادن آن لحیم کرده ام و می توانید از دو طرف PCB برای لحیم کاری قطعات الکترونیکی استفاده کنید.

در حال حاضر ما PCB را آماده کرده ایم و همه اجزای آن به خوبی لحیم شده است ، پس از آن من این طرح را برای برش لیزری CNC آماده کردم تا قسمت الکترونیکی و کارخانه را در یک تکیه گاه قرار دهم ، بنابراین اگر می خواهید همان طراحی را انجام دهید من فایلهای (DXF) را اینجا پیدا می کنم

مرحله 6: برنامه Android

این برنامه به شما امکان می دهد از طریق بلوتوث به Arduino خود متصل شوید و با استفاده از حالت دستی می توانید به فن ها ، چراغ ها و همچنین پمپ آب برای کنترل روشن و خاموش دسترسی داشته باشید ، بدون اینکه سنسورهایی را که می توانید داده ها را برای آنها بخوانید فراموش کنید. با فشردن دکمه "دریافت داده ها" تمام داده های مناسب بر روی صفحه نمایش گوشی هوشمند شما نمایش داده می شود.

می توانید این برنامه اندرویدی را به صورت رایگان از این پیوند دریافت کنید

مرحله 7: کد Arduino و اعتبار سنجی تست

کد موجود است و طبق معمول می توانید آن را از این لینک بارگیری کنید. و همانطور که در عکسها مشاهده می کنید ، کد بسیار ساده و بسیار خوب است ، بنابراین می توانید آن را خودتان درک کنید.

همانطور که می بینید هر دکمه دارای عملکردی با سیستم است ، اما آنچه من واقعاً از آن استقبال می کنم حالت خودکار برای کنترل روشنایی نور است ، من سنسور نور را در پایه پایین قرار دادم و وقتی این حالت را انتخاب می کنیم ، سیستم روشنایی جلو را کنترل می کند. LED های روشن بسته به سیگنال های سنسور همچنین می توان مقادیر دما و رطوبت را مستقیماً بر روی صفحه نمایش تلفن هوشمند خواند که واقعاً چشمگیر است.