گلدان اتوماتیک گیاه هوشمند - (DIY ، چاپ سه بعدی ، Arduino ، Self Watering ، Project): 23 مرحله (همراه با تصاویر)

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

سلام،

گاهی اوقات هنگامی که چند روز از خانه خارج می شویم یا واقعاً مشغول هستیم ، گیاهان خانه (به طور ناعادلانه) رنج می برند زیرا در صورت نیاز به آن آبیاری نمی شوند. این راه حل من است.

این یک گلدان گیاهی هوشمند است که شامل موارد زیر است:

• مخزن آب داخلی
• یک سنسور برای نظارت بر سطح رطوبت خاک.
• پمپ برای پمپاژ آب به کارخانه در صورت نیاز.
• مانیتور سطح آب در مخزن آب.
• چراغ LED که به شما اطلاع می دهد وقتی همه چیز خوب است یا مخزن آب تقریباً خالی است.

تمام قطعات الکترونیکی ، پمپ ها و مخزن آب در داخل قابلمه قرار دارند تا ظاهر آن هوشمندانه به نظر برسد. هر گلدان (اگر بیش از یک عدد درست کنید) نیز می تواند بر اساس نیازهای مختلف گیاهان تنظیم شود. دارای آردوینو نانو است که همه چیز را کنترل می کند و هزینه قطعات تا حد ممکن پایین نگه داشته شده است.

مرحله 1: آموزش تصویری

اگر فیلم ها را به خواندن ترجیح می دهید ، لطفاً ویدیوی بالا را مشاهده کنید. درغیر اینصورت به خواندن ادامه دهید و من قدم به قدم از طریق ایجاد گلدان گیاهان هوشمند خود گام به گام به شما معرفی می کنم.

مرحله 2: چیزهایی که شما نیاز دارید

شما برای ساختن یکی از موارد خود به چند مورد نیاز دارید. در اینجا لیستی از موارد به همراه پیوندهایی است که می توانید آنها را در آمازون پیدا کنید.

• آردوینو نانو: https://geni.us/ArduinoNanoV3 x1
• مینی پمپ شناور: https://geni.us/MiniPump x1
• لوله 5 میلی متری: https://geni.us/5mm لوله 5 سانتی متر ارزش دارد
• ترانزیستور: https://geni.us/2npn2222 1x 2N2222
• مقاومت ها (1k و 4.7k): https://geni.us/Ufa2s یکی از هر کدام
• سیم: https://geni.us/22AWGWire برای اتصال قطعات به یکدیگر
• LED 3 میلی متری: https://geni.us/LEDs x1
• سنسور سطح آب: https://geni.us/WaterLevelSensor x1
• پیچ و مهره: https://geni.us/NutsAndBolts M3 x 10mm x2
• سنسور رطوبت خاک: https://geni.us/MoistureSensor x1
• نصف Perma-proto board: https://geni.us/HalfPermaProto x1
• رشته PLA:

مرحله 3: قطعات قابل چاپ سه بعدی را چاپ کنید

چاپ قطعات سه بعدی مدتی طول می کشد بنابراین مکان مناسبی برای شروع آنها است در حالی که منتظر رسیدن هر چیزی هستید که سفارش داده اید.

فایلهای CAD را برای بارگیری در اینجا پیدا خواهید کرد:

من تمام موارد خود را در PLA در ارتفاع لایه 0.15 میلی متر چاپ کردم. من "دیگ بیرونی" را با سه محیط چاپ کردم و این باعث شد که برای من آب تنگ باشد. قبل از استفاده از چاپ ، ضد آب بودن آن را بررسی کنید تا از آسیب رساندن به قطعات الکترونیکی خود اطمینان حاصل کنید. در صورت عدم موفقیت می توانید یکی از موارد زیر را امتحان کنید:

• آن را با محیط/دیوارهای بیشتری چاپ کنید
• سرعت جریان اکسترودر را افزایش دهید
• داخل چاپ را با نوعی سیلر درمان کنید

مرحله 4: نمودار الکترونیک و مدار را آماده کنید

ما می توانیم توجه خود را به قطعات الکترونیکی معطوف کنیم. برای جمع آوری و لحیم کردن اجزای مختلف الکترونیکی برای این پروژه به چند ابزار نیاز دارید:

• سیم لحیم کاری
• آهن لحیم کاری (من از این باتری خنک استفاده می کنم که اخیراً دریافت کردم:
• دستگاه های برش سیم
• دستهای کمک کننده

پیوست یک نمودار لحیم کاری است. اگر ترجیح می دهید می توانید از بخش های زیر بگذرید و نمودار را خودتان دنبال کنید ، اگرچه ترجیح می دهید من در حال حاضر جزء به جزء آن را به شما معرفی می کنم.

مرحله 5: آردوینو را به Proto Board لحیم کنید

ابتدا آردوینو نانو را به برد Perma-Prota خود لحیم می کنیم. هرچه پیش می رویم ، من به سوراخ های روی صفحه Perma-Prota با مختصات آنها مانند سوراخ B7 اشاره می کنم. حروف و اعداد سوراخ ها در امتداد لبه های صفحه Perma-Proto نوشته شده است.

برای قرار دادن آردوینو نانو در محل مناسب ، پین D12 را روی آردوینو قرار دهید ، هر چند سوراخ H7 را روی برد نمونه اولیه قرار دهید. سپس تخته را برگردانید و سنجاق ها را در جای خود لحیم کنید.

مرحله 6: ترانزیستور و مقاومت ها را اضافه کنید

سه پایه ترانزیستور می خواهند از سوراخ های C24 ، 25 و 26 روی صفحه عبور کنند. سطح صاف ترانزیستور می خواهد رو به مرکز تخته باشد. هنگامی که این محل را لحیم کردید ، طول اضافی ساق را از طرف دیگر با برش سیم کوتاه کنید.

مقاومت 4.7 کیلو اهم (نوارهای رنگی زرد ، بنفش سپس قرمز) از سوراخ های A25 و A28 عبور می کند.

مقاومت 1k اهم (نوارهای قهوه ای ، مشکی و سپس قرمز) از سوراخ های J18 و J22 عبور می کند.

مرحله 7: LED را آماده کرده و به برد متصل شوید

یک سیم جداگانه به طول 7 سانتی متر را به هر یک از پایه های LED لحیم کنید. هنگامی که این کار را انجام دادید ، از نوار عایق یا کوچک کننده حرارتی برای جلوگیری از تماس دو سیم و سیم و کوتاه شدن مدار ما بعداً استفاده کنید.

در حال حاضر پای مثبت LED ، که بیشتر از دو پا است ، باید به سوراخ J17 روی تخته لحیم شود. سپس منفی به سوراخ I22 لحیم می شود.

مرحله 8: پمپ را آماده کنید

قبل از نصب و اتصال پمپ ، باید سیم های آن را گسترش دهیم. 13 سانتی متر دیگر به هر دو سیم که از پمپ آب خارج می شود اضافه کنید. دوباره ، مقداری نوار عایق را به اتصالات بعد از اینکه آنها را با هم لحیم کردید ، اضافه کنید.

مرحله 9: سنسور سطح آب را آماده کنید

این بار سه سیم 20 سانتی متری را به سه پایه سنسور سطح آب لحیم کنید.

مرحله 10: اجزای سنجش رطوبت را با هم وصل کنید

10 سانتی متر را به پایه های زیر روی ماژول سنسور رطوبت وصل کنید:

• D0
• GND
• VCC

سپس سیم را از D0 تا J12 روی برد Proto ، سیم زمین را به هر نقطه در امتداد ریل زمین و در نهایت سیم را از VCC به سوراخ C8 بچسبانید.

سپس دو سیم 25 سانتی متری را به پایه های منفی و مثبت در طرف دیگر ماژول سنسور لحیم کنید.

مرحله 11: اتصالات اضافی را به صفحه اولیه اضافه کنید

از سیم کوتاه (در عکسها سبز) برای اتصال سوراخ B26 به ریل زمین و سپس سیم دیگری برای اتصال ریل زمینی ما به پین زمینی آردوینو از طریق سوراخ A20 استفاده کنید.

برای اتصال سوراخ های C28 و J7 به یک سیم دیگر نیاز داریم.

مرحله 12: بیایید مونتاژ قطعات خود را شروع کنیم

از چسب مذاب داغ یا مشابه آن برای ثابت کردن سنسور سطح آب بر روی صفحه ثابت آن در داخل دیگ بیرونی استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که قسمت بالای سنسور با قسمت بالای صفحه نصب است.

حالا سه سیم این سنسور را از طریق سوراخی که در کنار ستون که از پایین گلدان بیرونی بالا می رود ، بیابید. هنگامی که آنها از پایین ظاهر می شوند ، می توانید آنها را از بین ببرید. در حال حاضر زمان بسیار خوبی برای برچسب زدن به آنها است در حالی که ما مطمئن هستیم که آنها به چه چیزی متصل هستند.

در حالی که چسب خود را در دست داریم ، باید LED را با فشار دادن آن در حفره روی پایه و چسباندن آن در محل ثابت کنیم.

مرحله 13: پمپ آب را جمع آوری کنید

ما همچنین می توانیم سیم های پمپ آب خود را از همان سوراخی که در سنسور سطح آب انجام داده ایم از طریق سوراخ خارج کرده و سپس سیم ها را هنگامی که از طرف دیگر بیرون می آیند برچسب گذاری کنیم.

حالا لوله لاستیکی 5 سانتی متری را بردارید ، آن را به پمپ آب و سپس انتهای دیگر آن را به قسمت زیرین گلدان داخلی وصل کنید.

سپس می توانیم گلدان داخلی را با دقت داخل گلدان بیرونی قرار دهیم. یک شکاف نازک برای عبور سیم ها وجود دارد ، مراقب باشید هنگام مونتاژ این دو قسمت سیم ها را نگیرید.

مرحله 14: پایه را اضافه کنید

اکنون می توانیم تمام سیم های برچسب خورده خود را از طریق سوراخ روی پایه عبور دهیم و سپس همه را روی میز کار خود وارونه قرار دهیم. از مقداری چسب مذاب استفاده کنید تا قابلمه را روی پایه ثابت کرده و در حالت مرکزی نگه دارید.

در مرحله بعد دو سیم را که از سنسور رطوبت ما می آید ، بردارید و آنها را در کل که از طریق گلدان گیاهان هوشمند ما عبور می کند ، در جهت دیگر عبور دهید. اینها باید به جای سوراخ جانبی کوچکی که قبلاً از آن استفاده می کردیم ، از بالای ستون بیرون بیایند.

مرحله 15: مقداری لحیم کاری بیشتر

اکنون سیمهای پمپ آب را به سوراخهای B18 و B24 لحیم کنید.

سیم زمین از سنسور آب را می توان به هر نقطه در امتداد خط زمین متصل کرد. سرب مثبت به سوراخ A8 لحیم می شود و سیم سنسور به A13 متصل می شود.

مرحله 16: مدیریت کابل

حالا ماژول سنسور رطوبت خاک را به یکی از دیوارهای داخلی پایه بچسبانید همانطور که در عکس نشان داده شده است.

با استفاده از دو پیچ می توانیم سیم های باقی مانده را به شکل مرتب تری در زیر تخته بچرخانیم و سپس آن را در جای خود پیچ و مهره کنیم. اطمینان حاصل کنید که انتهای آردوینو با اتصال USB رو به سوراخ در پایه است تا کابل USB بتواند از آن عبور کند.

مرحله 17: یک گیاه آماده کنید

حالا می توانیم گیاه خود را اضافه کنیم.:)

با انتخاب گیاه و محیط رشد می توانید تا آنجا که می خواهید خلاق باشید. فقط مطمئن شوید که خروجی آب ، ورودی و سوراخ سیم کشی را از هر گونه محیط رشد دور نگه دارید.

در صورت تمایل می توانید قسمت بالایی را با چیزی شبیه به شن های کوچک رنگارنگ تزئین کنید.

مرحله 18: سنسور رطوبت را وصل کنید

اکنون می توانیم سنسور رطوبت را به دو سیم متصل به بالای گلدان گیاه متصل کرده و شاخک های آن را در خاک قرار دهیم.

هر گونه سیم اضافی را می توان به داخل گلدان گیاه ریخت.

مرحله 19: بارگذاری کد

کد پروژه را در اینجا پیدا خواهید کرد:

پس از بارگیری ، فایل "SmartPlant-V1-1.ino" را در Arduino IDE باز کنید و آن را در ایجاد خود بارگذاری کنید. با انجام همه چیز خوب ، باید اتفاقات زیر را ببینید و بشنوید:

• پس از اتمام بارگذاری و راه اندازی مجدد آردوینو ، LED باید پنج بار سریع چشمک بزند تا کد در حال اجرا باشد.
• مانیتور سریال IDE میزان فعلی سطح آب را چاپ می کند.
• بعد از چند ثانیه دیگر باید راه اندازی پمپ را بشنوید زیرا ما هنوز مقدار سنسور رطوبت خاک را تنظیم نکرده ایم.
• سپس LED باید به آرامی چشمک بزند تا به ما هشدار دهد که در مخزن داخلی آب وجود ندارد.

مرحله 20: سطح رطوبت خاک را کالیبره کنید

در قسمت زیر گلدان جایی است که ماژول سنسور را برای سنسور رطوبت خاک وصل کردیم. این ماژول دارای پتانسیومتر روی آن است که از آن برای تعیین سطح پرچمدار آردوینو استفاده می کنیم زیرا خاک به اندازه کافی مرطوب است. برای انجام این کار ، بررسی کنید که رطوبت خاک گیاه چقدر است که حداقل می توانید از آن راضی باشید. یک ساعت صبر کنید تا رطوبت از طریق محیط رشد و اطراف سنسور به خودی خود برسد.

سپس می توانیم با یک پیچ گوشتی کوچک پتانسیومتر را بچرخانیم تا چراغ دوم روی آن روشن شود ، در این مرحله متوقف شوید و سپس آن را به جهت عقب برگردانید تا چراغ خاموش شود. سپس این مورد به درستی تنظیم می شود.

اگر لازم است سطح رطوبت خاک را تنظیم کنید ، این مکانی است که شما این کار را انجام می دهید.

مرحله 21: سطح آب را در مخزن تنظیم کنید

این بار کد "Water_Tank_Threshold_Test.ino" را در IDE باز کرده و بارگذاری کنید. ما برای مدتی کوتاه از این مورد برای کمک به تعیین سطح آستانه مناسب برای سنسور سطح آب استفاده خواهیم کرد.

پس از بارگذاری ، مانیتور سریال را باز کنید و به آرامی آب را به مخزن اضافه کنید تا زمانی که شروع به خواندن سنسور کنید. در این مرحله متوقف شوید و منتظر بمانید تا قرائت ها نسبتاً یکنواخت شوند. مقدار متوسطی را که اکنون در حال نمایش است یادداشت کنید.

اکنون می توانیم کد اصلی را دوباره بارگذاری کرده و به متغیرهای بالا برویم تا چند مقدار را به روز کنیم. ابتدا مقداری را که ذکر کردیم در متغیر "WaterLevelThreshold" وارد می کنیم.

در حالی که ما اینجا هستیم ، می توانیم فاصله بازرسی را روی 180 ، 000 تنظیم کنیم. این بدان معناست که سطح رطوبت خاک هر ساعت بررسی می شود. مقدار "emptyReservoirTimer" می خواهد روی 900 تنظیم شود. این بدان معناست که LED به مدت 30 دقیقه به آرامی چشمک می زند تا به ما اطلاع دهد که قبل از اینکه کد کارخانه را بررسی کند ، به آب بیشتری در مخزن نیاز داریم ، در صورت وجود آب آن را آبیاری کنید. چپ کرده و سپس به تلاش برای جلب توجه ما بازگردید.

متغیر مقدار 'TooPump' مقدار آب پمپ شده به گیاه را هنگام آبیاری کنترل می کند. من معدن را روی 300 تنظیم کرده ام ، اما اگر به آب بیشتر یا کمتر نیاز دارید می توانید آن را تنظیم کنید.

مرحله 22: فقط آب اضافه کنید

اکنون می توانیم مخزن آب را پر کنیم. حفره سرریز نشان داده شده در تصویر را زیر نظر داشته باشید. وقتی آب را در اینجا می بینید ، پر کردن قابلمه را متوقف کنید. این در اینجاست تا مطمئن شوید که به وسایل الکترونیکی داخلی سرازیر نمی شوید.

مرحله 23: تمام شد

و بس - Smart Plant Pot کامل است.:)

امیدوارم از ساختن خانه خود لذت برده باشید. لطفاً نظر خود را در مورد Thingiverse به اشتراک بگذارید ، من واقعاً از دیدن آنها لذت می برم:

در Patreon از من حمایت کنید:

عضویت:

اگر می خواهید تشکر کنید لطفاً برای من قهوه بخرید: