انگشت شست سبز: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

Green Thumb یک پروژه اینترنت اشیا در بخش کشاورزی است که برای کلاس من ساخته شده است. من می خواستم به طور خاص برای کشورهای در حال توسعه چیزی بسازم ، و با تحقیقاتم متوجه شدم که کشورهای آفریقایی تنها 6 درصد از زمین های کشاورزی قاره را آبیاری می کنند ، فناوری ضعیفی وجود دارد ، قابلیت اطمینان کمتری در مدیریت آب یا آبیاری وجود دارد که منجر به بهره وری کمتر می شود. در زامبیا مشخص شد که خرده مالکانی که قادر به کشت سبزیجات در فصل خشک بودند 35 درصد بیشتر از کسانی که این کار را انجام نمی دهند درآمد داشتند.

هزینه اکثر سیستم های موجود بیش از 200 دلار است که گران است و مطمئناً برای کشاورزان کوچک مقرون به صرفه نیست. کشاورزان در این کشورهای در حال توسعه در حال تلاش برای دستیابی به یک سیستم مدیریت آب در مقیاس کوچک هستند.

هدف Green Thumb ارائه یک سیستم آبیاری مقرون به صرفه ، انفرادی و مقیاس کوچک به کشاورزان آفریقایی است که به آنها در آبیاری هوشمند و تکنیک های مدیریت آب کمک می کند تا مقدار محصولات خود را افزایش دهند

مرحله 1: مرحله 1: پیاده سازی حسگرهای رطوبت در یک گیاه

انتخاب گیاه: من به یک گیاه برای نظارت در طول پروژه خود نیاز داشتم ، از آنجا که بسیاری از کشورهای آفریقایی بادمجان می کارند ، در نهایت یک بادمجان کوچک از انبار خانه برای آزمایش تهیه کردم.

سنسورهای رطوبت: برای نظارت بر میزان رطوبت گیاه ، باید یک سنسور مقرون به صرفه تهیه کنید که بتواند این کار را انجام دهد.

اجزای مورد نیاز:

1. ناخن گالوانیزه - 2

2. سیمهای تک رشته - تعدادی از آنها

3. ذرات بور - 1

4. مقاومت (220 اهم یا هر مقدار دیگر) - 1

5. تخته نان

2 میخ گالوانیزه بردارید و آنها را به سیمهای تک رشته لحیم کنید.

اتصال زیر را روی تخته نان خود ایجاد کنید.

هر یک از میخ ها را به پین آنالوگ و دیگری را به پین دیجیتال وصل کنید. ناخن ها را 3 سانتیمتر از هم دور نگه دارید ، این فاصله تا جایی که ثابت است می تواند باشد ، زیرا فاصله بین 2 میخ می تواند خوانش ها را تغییر دهد.

کد زیر را در Particle Boron IDE خود بنویسید و کد را فلش کنید

میخ ها را در گیاه خود قرار دهید ، باید قرائت ها را روی نمایشگر سریال یا کنسول شما نمایش دهد.

در اینجا یک راهنمای سریع برای تنظیم Boron خود آورده شده است.

مرحله 2: مرحله 2: جمع آوری خواندن سنسور رطوبت

گام بعدی این بود که همه خواندن ها را در یک سند Excel برای نظارت از طریق IFTTT جمع آوری کنید.

1. از IFTTT دیدن کنید و یک حساب کاربری ایجاد کنید (اگر قبلاً ندارید) یا وارد شوید. IFTTT (اگر اینگونه باشد) یک سرویس مبتنی بر وب رایگان برای ایجاد زنجیره ای از جملات شرطی ساده به نام Applets است.

2. به -> برنامه های من بروید ، روی -> برنامه های جدید کلیک کنید

3. برای +این -Particle را انتخاب کنید -> 'New Event Published' را انتخاب کنید -> 'PlantData' را به عنوان نام رویدادی که باید IFTTT برای آن فعال شود بنویسید

4. برای +که صفحات google را انتخاب می کنند -> "افزودن سطر به صفحه گسترده" را انتخاب کنید -> نام صفحه گسترده ای را که ایجاد می شود بنویسید -> روی "ایجاد اقدام" کلیک کنید

5. بنابراین هنگامی که شما رویداد "PlantData" را منتشر می کنید ، یک ردیف جدید از داده ها به یک صفحه گسترده در درایو گوگل شما اضافه می شود.

مرحله 3: مرحله 3: تجزیه و تحلیل داده ها

می توانید فایل اکسل را بارگیری کرده و داده ها را نمونه گیری کنید. من نمودارهای خطی از داده های جمع آوری شده برای هر نیم ساعت تهیه کردم ، متوجه شدم که خوانش ها در طول زمان معین تغییر چندانی نکرده است. سنسورهای ناخن قرائتهای بسیار معتبری را ارائه می دهد.

میزان قرائت معمولاً بین 1500-1000 نوسان داشت هر زمان که نیاز به آبیاری داشت.

بنابراین ، با در نظر گرفتن آستانه 1500 ، می توانیم بگوییم که وقتی خوانش کمتر از 1500 باشد ، گیاه در مرحله پژمردگی خود قرار دارد و سیستم می تواند در حدود 5-10 دقیقه با آبیاری گیاهان پاسخ دهد.

همچنین از آنجا که داده ها قبلاً در هر میلی ثانیه جمع آوری شده بودند ، ناخن ها را می خورد.

هنگامی که داده ها کنترل می شوند و می بینیم که نوسان چندانی در قرائت ها وجود ندارد ، می توان سنسور را هر یک ساعت یکبار تغذیه کرد ، اندازه گیری را جمع آوری کرد و بررسی کرد که آیا زیر آستانه است یا خیر.

این به سنسورهای ناخن اجازه می دهد عمر بیشتری داشته باشند.

مرحله 4: مرحله 4: ایجاد چند حسگر و برقراری ارتباط از طریق مش

کل منطقه مزرعه را می توان به چندین منطقه تقسیم کرد و این مناطق را می توان با حسگرهای جداگانه کنترل کرد. همه این سنسورها می توانند با "سیستم اصلی" که پمپ آب را کنترل می کند ارتباط برقرار کنند.

"سیستم اصلی" دارای ذرات بور است - سلولی است ، بنابراین می تواند در مکانهایی بدون WiFi ارتباط برقرار کند.

حسگرهای فردی دارای ذرات زنون هستند ، آنها با ایجاد یک شبکه مش محلی با بور ارتباط برقرار می کنند.

در اینجا یک راهنمای سریع برای افزودن زنون به شبکه مش موجود وجود دارد.

در اینجا ، من 2 سنسور ساخته ام. کل مدار را به صفحه اصلی منتقل کنید.

کد زیر را تست کنید تا ببینید آیا ارتباط Mesh کار می کند یا خیر.

مرحله 5: مرحله 5: فرم فیزیکی کامل سنسورها

لوازم الکترونیکی سنسورها به جعبه ای نیاز دارند که بتواند در زمینه ها مستقر شود. از آنجایی که سیستم باید مقرون به صرفه باشد ، من هزینه های مربوط به تجهیزات الکترونیکی را در نظر گرفتم در حالی که در هزینه فیزیکی آن صرفه جویی می کردم. جعبه فیزیکی که سنسور باید در آن قرار گیرد ، می تواند توسط یک کشاورز ساخته شود یا می تواند با استفاده از مواد اولیه آنها در آفریقا به صورت محلی تولید شود. کشاورز همچنین می تواند از هر گونه ماده ای که در اختیار دارد استفاده کند و وسایل الکترونیکی را داخل آن قرار دهد.

من نمونه اولیه را با استفاده از مقوا تهیه می کنم که با لاک زدن می توان آن را در برابر آب مقاوم کرد.

یک جعبه با عرض 8.5 سانتی متر ، عرض 6.5 سانتی متر و ارتفاع 5.5 سانتی متر بسازید. این ابعاد را از یک مقوا جدا کنید. 2 سوراخ در پایین ایجاد کنید که فاصله آنها 3 سانتیمتر باشد تا سنسورها وارد شوند. جعبه های مقوایی را با یک چسب تفنگ بچسبانید.

2 لایه مقوا با ابعاد 8.5 سانتی متر در 6.5 سانتی متر بسازید که داخل جعبه قرار می گیرد. سوراخی در این لایه ها برش دهید تا سیم ها از آن عبور کنند.

میخ ها از سوراخ ها عبور می کردند. یک لایه مقوایی در بالای آن قرار دارد که دارای Protoboard است. از گیره های تمساح برای اتصال میخ ها به مدار استفاده می شود ، به طوری که این میخ ها به راحتی از مدار جدا می شوند.

لایه دوم مقوا در بالای آن دارای باتری LIPO است که زنون ها را تغذیه می کند.

این لایه ها را می توان با بالا بردن آنها با کمک سوراخ هایی که بریده شده اند برداشته و ناخن ها را به راحتی تعویض کرد ، این امر باعث سهولت نگهداری و مونتاژ سیستم می شود.

مرحله 6: مرحله 6: پیاده سازی نهایی

من یک جعبه پر از خاک را در 3 قسمت ، یکی با حداکثر آب ، دوم با محتوای متوسط آب و سوم خاک خشک تقسیم کردم.

هر سنسور هنگامی که در یکی از 3 قسمت جعبه قرار می گیرد ، خواندن را به بور منتقل می کند ، که تصمیم می گیرد که آیا آن منطقه نیاز به آبیاری دارد یا خیر. این با یک LED ، مربوط به هر سنسور نشان داده می شود.

سنسور هر یک ساعت یکبار روشن می شود.