سیستم آبیاری پیشرفته اینترنت اشیا: 17 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

-توسط Maninder Bir Singh Gulshan ، Bhawna Singh ، Prerna Gupta

مرحله 1:

در عملیات روزانه مربوط به آبیاری گیاهان ، مهمترین عمل فرهنگی و پرهزینه ترین کار است. صرف نظر از آب و هوا ، خیلی گرم و سرد یا خیلی خشک و مرطوب ، کنترل میزان رسیدن آب به گیاهان بسیار مهم است. بنابراین ، استفاده از ایده سیستم آبیاری خودکار گیاهان که در صورت نیاز گیاهان را آبیاری می کند ، مثر خواهد بود. یک جنبه مهم این پروژه این است که: "کی و چه مقدار آب". این روش برای پایش مداوم سطح رطوبت خاک و تصمیم گیری در مورد نیاز به آبیاری یا عدم نیاز و میزان آب مورد نیاز در خاک گیاه مورد استفاده قرار می گیرد. در ابتدایی ترین شکل ، سیستم به گونه ای برنامه ریزی شده است که سنسور رطوبت خاک که سطح رطوبت را از گیاه در زمان خاصی حس می کند ، در صورتی که سطح رطوبت سنسور کمتر از مقدار تعیین شده آستانه باشد که با توجه به گیاه خاص از مقدار مورد نظر آب به گیاه عرضه می شود تا زمانی که سطح رطوبت آن به مقدار آستانه از پیش تعیین شده برسد. سیستم شامل سنسور رطوبت و دما است که جو جاری سیستم را ردیابی می کند و در هنگام آبیاری تأثیر می گذارد. شیر برقی جریان آب را در سیستم کنترل می کند ، هنگامی که آردوینو مقدار سنسور رطوبت را می خواند ، شیر برقی را مطابق شرایط مورد نظر فعال می کند. به علاوه بر این ، سیستم وضعیت های فعلی خود را گزارش کرده و پیام یادآوری در مورد آبیاری گیاهان را ارسال می کند و از گیرنده پیامک دریافت می کند. همه این اعلان ها را می توان با استفاده از سیم کارت 800L انجام داد.

مرحله 2: نمودار چارچوب

این سیستم به Arduino UNO نیاز دارد که به عنوان کنترل کننده و سرور کل سیستم عمل می کند. در این سیستم آبیاری گیاه ، سنسور رطوبت خاک سطح رطوبت خاک را بررسی می کند و اگر سطح رطوبت کم باشد ، آردوینو برای تامین آب به گیاه ، پمپ آب را روشن می کند. هنگامی که سیستم رطوبت کافی را در خاک پیدا می کند ، پمپ آب به طور خودکار خاموش می شود. هرگاه سیستم پمپ را روشن یا خاموش می کرد ، پیامی از طریق ماژول GSM به کاربر ارسال می شود که وضعیت پمپ آب و رطوبت خاک را به روز می کند. این سیستم در مزارع ، باغ ها ، خانه و غیره بسیار مفید است. این سیستم کاملاً خودکار است و نیازی به هیچ گونه دخالت انسانی نیست.

مرحله 3: سخت افزار مورد استفاده: Arduino UNO

Arduino UNO یک برد میکروکنترلر منبع باز است که بر اساس میکروکنترلر Microchip ATmega328P ساخته شده و توسط Arduino.cc توسعه یافته است. این برد مجهز به مجموعه ای از پین های ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ (I/O) است که ممکن است به تخته های مختلف گسترش (سپر) و سایر مدارها متصل شوند. این برد دارای 14 پین دیجیتال ، 6 پین آنالوگ و قابل برنامه ریزی با Arduino IDE (محیط توسعه یکپارچه) از طریق کابل USB نوع B است. می توان آن را از طریق کابل USB یا باتری خارجی 9 ولت تغذیه کرد ، اگرچه ولتاژهای بین 7 تا 20 ولت را می پذیرد.

مرحله 4: سیم کارت 800L

SIM800L یک ماژول سلولی مینیاتوری است که امکان انتقال GPRS ، ارسال و دریافت پیامک و برقراری و دریافت تماس های صوتی را فراهم می کند. هزینه کم و ردپای کوچک و پشتیبانی از فرکانس چهار باند این ماژول را برای هر پروژه ای که به اتصال طولانی مدت نیاز دارد ، راه حل مناسبی می کند.

مرحله 5: سنسور رطوبت خاک

سنسورهای رطوبت خاک میزان حجم آب در خاک را اندازه گیری می کنند. از آنجایی که اندازه گیری مستقیم وزن رطوبت آزاد خاک نیاز به حذف ، خشک شدن و وزن نمونه دارد ، سنسورهای رطوبت خاک با استفاده از برخی ویژگیهای دیگر خاک مانند مقاومت الکتریکی ، ثابت دی الکتریک یا برهم کنش با نوترونها ، حجم آب حجمی را بطور غیر مستقیم اندازه گیری می کنند. ، به عنوان نماینده میزان رطوبت.

مرحله 6: سنسور دما و رطوبت

DHT11 یک سنسور دیجیتال 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 داده نیاز به زمان بندی دقیق دارد.

مرحله 7: سنسور جریان آب

سنسور جریان آب شامل بدنه شیر پلاستیکی ، روتور آب و سنسور اثر سالن است. وقتی آب از روتور عبور می کند ، روتور می غلتد. سرعت آن با میزان جریان متفاوت تغییر می کند. سنسور اثر هال سیگنال پالس مربوطه را خروجی می دهد. این یکی برای تشخیص جریان در توزیع کننده آب مناسب است.

مرحله 8: رله

رله یک سوئیچ الکتریکی است. بسیاری از رله ها از یک آهنربای الکتریکی برای عملکرد مکانیکی یک سوئیچ استفاده می کنند ، اما از اصول عملکرد دیگر نیز مانند رله های حالت جامد استفاده می شود. رله ها در مواردی که لازم است مدار را با یک سیگنال کم توان جداگانه کنترل کنید یا در مواردی که چندین مدار باید با یک سیگنال کنترل شوند ، مورد استفاده قرار می گیرند.

مرحله 9: LCD (صفحه نمایش کریستال مایع)

LCD مخفف Liquid Crystal Display است و به شما این امکان را می دهد تا صفحه های LCD سازگار با درایور Hitachi HD44780 را کنترل کنید. تعداد زیادی از آنها وجود دارد و معمولاً می توانید آنها را از طریق رابط 16 پینی تشخیص دهید.

مرحله 10: 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 حرکت سیال ، انرژی مصرف می کنند. 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.

مرحله 11: مزایا

1. قابلیت صرفه جویی در آب و بهره وری در تحویل آب.

2. زمانبندی و اتصال.

(برنامه آنها می تواند با اتصال به اینترنت از هر کجا به روز شود.)

3. صرفه جویی در مصرف برق.

(از پنل خورشیدی برای تولید برق در مزارع کشاورزی نیز استفاده می شود.)

4. کشاورز می تواند در مورد طبیعت صحرایی در هر زمان و هر مکان آگاهی داشته باشد.

مرحله 12: برنامه ها

1. می توان از آن در مزارع کشاورزی ، چمنزارها و به عنوان سیستم آبیاری قطره ای استفاده کرد.

2. می توان از آن برای فرایند کشت استفاده کرد.

3. می توان از آن برای تأمین آب در منطقه کاشت نهالستان استفاده کرد.

4. می توان از آن برای طیف وسیعی از محصولات استفاده کرد ، زیرا می توان مرجع مورد نیاز برای انواع مختلف محصولات را سفارشی کرد.

5. می توان از آن برای مدیریت آب حوضچه و انتقال آب استفاده کرد.

ما از دستگاه IoT یعنی NodeMCU در نمودار مدار استفاده کرده بودیم و همچنین مدار چاپی (PCB) را برای آن نشان دادیم ، همچنین می توانید از Arduino UNO نیز استفاده کنید.

مرحله 13: نمودار مدار

مرحله 14: طراحی PCB برای سیستم آبیاری پیشرفته اینترنت اشیا

مرحله 15: سفارش PCB ها

اکنون ما طراحی PCB را دریافت کرده ایم و زمان سفارش PCB ها فرا رسیده است. برای این کار ، فقط باید به JLCPCB.com بروید و روی دکمه "QUOTE NOW" کلیک کنید.

JLCPCB نیز حامی این پروژه هستند. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co.، Ltd.) ، بزرگترین شرکت نمونه PCB در چین است و تولید کننده ای با تکنولوژی بالا متخصص در نمونه اولیه PCB و تولید PCB دسته ای کوچک است. شما می توانید حداقل 5 PCB را فقط با 2 دلار سفارش دهید.

مرحله 16:

برای تولید PCB ، فایل gerber را که در آخرین مرحله بارگیری کرده اید بارگذاری کنید. فایل.zip را بارگذاری کنید یا می توانید فایل های gerber را بکشید و رها کنید.

پس از بارگذاری فایل زیپ ، در صورت بارگذاری موفقیت آمیز فایل ، یک پیام موفقیت آمیز در پایین مشاهده خواهید کرد.

مرحله 17:

می توانید PCB را در Gerber Viewer مرور کنید تا مطمئن شوید همه چیز خوب است. می توانید هر دو قسمت بالا و پایین PCB را مشاهده کنید.

پس از اطمینان از ظاهر خوب PCB ، اکنون می توانیم سفارش را با قیمت مناسب ثبت کنیم. شما می توانید 5 PCB را فقط با 2 دلار سفارش دهید ، اما اگر اولین سفارش شماست ، می توانید 10 PCB با 2 دلار تهیه کنید. برای ثبت سفارش ، روی دکمه "ذخیره در سبد خرید" کلیک کنید.

PCB های من 2 روز طول کشید تا تولید شوند و ظرف یک هفته با استفاده از گزینه تحویل DHL وارد شدند. PCB ها خوب بسته بندی شده بودند و کیفیت آن واقعا خوب بود.