نحوه ایجاد سیستم آبیاری خودکار با استفاده از آردوینو: 5 مرحله

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

در این دستورالعمل ها ، من به شما نحوه ساخت و پیاده سازی یک سیستم آبیاری خودکار را می گویم که می تواند محتوای آب موجود در خاک را حس کرده و به طور خودکار باغ شما را آبیاری کند. این سیستم را می توان برای نیازهای مختلف محصول و تغییرات فصلی برنامه ریزی کرد. این سیستم برای روش آبیاری قطره ای مناسب است. من همچنین سیستم را برای شرایط مختلف خاک و در دسترس بودن آب آزمایش کرده ام.

برای درک آسان ، ویدیوی پیوندی را تماشا کنید.

این سیستم به شما کمک می کند تا باغ حیاط خانه یا باغ داخلی خود را به طور خودکار آبیاری کنید و نیازی نیست در برنامه شلوغ خود نگران آبیاری گیاهان مورد علاقه خود باشید.

Arduino UNO مغز این سیستم است و همه سنسورها و دستگاه های نمایشگر توسط آن کنترل می شوند. برای خواندن میزان رطوبت خاک از سنسور رطوبت استفاده می شود. یک LCD برای نظارت بر وضعیت خاک ، دمای محیط و وضعیت تامین آب (پمپ آب) ارائه شده است.

مرحله 1: مواد مورد نیاز

1. آردوینو UNO
2. سنسور رطوبت خاک (با درایور LM393)
3. سنسور دما LM 35
4. نمایشگر LCD 16x2
5. کلید سطح آب
6. گوینده
7. رله 5 ولت
8. BC547 یا ترانزیستورهای مشابه NPN
9. مقاومت ها (به نمودار مدار مراجعه کنید)
10. پتانسیومتر (10 کیلو اهم)
11. LED 5 میلی متری
12. دیود 1N4007
13. نوارهای ترمینال و پایانه های پیچ
14. PCB / Breadboard
15. ابزارهای اولیه و کیت لحیم کاری

مرحله 2: ساختن مدار

این مدار را می توان روی Breadboard یا PCB ایجاد کرد. برای امتحان موقت ، می توانید این را روی تخته نان بسازید. برای جزئیات به نمودار مدار مراجعه کنید. اتصال را همانطور که در زیر ذکر شد ایجاد کنید.

پین های ARDUINO

0 _ N/C

1 _ N/C

2 _ LCD-14

3 _ LCD-13

4 _ LCD-12

5 _ LCD-11

6 _ N/C

7_WATER_LEVEL_STATUS_LED

8 _ N/C

9_ سخنران

10 _ N/C

11 _ LCD-6

12 _ LCD-4

13 _ PUMP_STATUS_LED) _AND_TO_RELAY

A0_ SOIL_MOISTURE_SENSOR

A4 _ LM35_ (TEMPERATURE_SENSOR)

LCD-1 _ GND

LCD-5 _ GND

LCD-2 _+Vcc

LCD-3 _ LCD_BRIGHTNESS

*یک اشکال برای قرائت ناپایدار دما گزارش شده است. لطفاً از سنسور دما اجتناب کنید. به محض حل شدن کد ، آن را به روز می کنم.

مرحله 3: اصل کارکرد مدار

مقادیر سنسور رطوبت خاک بستگی به مقاومت خاک دارد. درایور LM393 یک مقایسه کننده دو دیفرانسیل است که ولتاژ سنسور را با ولتاژ منبع تغذیه ثابت 5V مقایسه می کند.

مقدار این سنسور از 0 تا 1023 متغیر است. 0 حالت مرطوب ترین و 1023 شرایط بسیار خشک است.

LM35 یک سنسور دمای دقیق مدار مجتمع است که ولتاژ خروجی آن متناسب با دمای سانتیگراد است. LM35 در دمای 55- تا 120+ درجه سانتی گراد کار می کند.

سوئیچ سطح آب شامل یک کلید مغناطیسی نی است که توسط آهنربای شناور احاطه شده است. هنگامی که آب در دسترس است انجام می شود.

آردوینو وضعیت خاک را با استفاده از سنسور رطوبت خاک می خواند. اگر خاک خشک است عملیات زیر را انجام می دهد….

1) بررسی میزان در دسترس بودن آب با استفاده از سنسور سطح آب.

2) اگر آب در دسترس باشد ، پمپ روشن می شود و در صورت تامین مقدار کافی آب به طور خودکار خاموش می شود. پمپ توسط مدار راننده رله هدایت می شود.

3) اگر آب در دسترس نباشد ، با صدایی به شما اطلاع داده می شود.

در هر شرایط دیگری ، پمپ خاموش است و وضعیت خاک (خشک ، مرطوب ، مرطوب) ، دما و وضعیت پمپ بر روی صفحه LCD نمایش داده می شود.

مرحله 4: کد آردوینو

روش

• آردوینو را به کامپیوتر خود وصل کنید.
• کد پیوست را بارگیری کرده و باز کنید.
• پورت COM و برد Arduino خود را از گزینه Tools Option انتخاب کنید.
• روی دکمه بارگذاری کلیک کنید.

پس از بارگذاری کد ، مانیتور سریال را باز کنید که مقادیر سنسور رطوبت خاک را در محدوده 0-1023 نشان می دهد. سنسور را برای شرایط مختلف خاک آزمایش کنید و مقدار سنسور را برای مناسب ترین شرایط خاک یادداشت کنید و مقادیر موجود در کد برنامه خود را ویرایش کنید. اگر می خواهید حساسیت سنسور را برای شرایط مختلف خاک تغییر دهید ، مقادیر 3 شرایط ذکر شده در کد را تغییر دهید.

_

دما با استفاده از فرمول زیر X = ((مقدار حسگر) * 1023.0)/ 5000 محاسبه می شود

دمای سانتیگراد = (X/10)

مرحله 5: پیاده سازی و آزمایش

مراحل زیر را می توان برای آزمایش پروژه دنبال کرد.

1) آردوینو را از طریق USB یا منبع تغذیه خارجی به منبع تغذیه (5 ولت) وصل کنید.

2) سنسور رطوبت را در خاک دفن کنید. بهتر است سنسور را در نزدیک ریشه گیاهان برای اندازه گیری دقیق قرار دهید. توجه: پایانه های سیم کشی ضد آب نیستند.

3) پمپ آب را به رله (پایانه های N/O و Common) وصل کرده و برق را روشن کنید. برای اطلاع از جزئیات اتصال و پین کردن ، به Circuit مراجعه کنید.

هشدار: ولتاژ بالا قبل از اقدام شما سیم را درک کنید

4) سنسور دما را می توان روی خود PCB یا روی خاک قرار داد. سنسور را در آب فرو نکنید.

5) پتانسیومتر را می توان برای تنظیم روشنایی LCD تغییر داد.

6) سنسور سطح آب را در ظرف/مخزن آب قرار دهید.

من این را در باغ خانه ام پیاده کرده ام و سنسور را در نزدیکی یکی از گیاهان قرار داده ام. همچنین ، پمپ و سنسور سطح آب را در یک سطل آب قرار داده ام. در ویدئو می توانید مشاهده کنید که وقتی سنسور سطح آب را در آب فرو می کنم ، پمپ روشن می شود تا خاک مرطوب شود.

اگرچه این کار کاملاً کار می کند ، اشکالات جزئی و پیشرفت هایی وجود دارد که می توان در این پروژه ایجاد کرد. هنگامی که هر دو سنسور با هم کار می کنند ، یک اشکال برای قرائت ناپایدار دما گزارش شده است. در صورت رفع اشکال آپدیت می کنم

پیشرفت های بیشتر کاربران می توانند پیاده سازی کنند:

• ویژگی IOT را برای تجزیه و تحلیل داده ها و کنترل از راه دور اضافه کنید.
• با آبیاری قطره ای و چند سنسور در نقاط مختلف میدان ادغام شوید.
• عملکرد سنسور را بصورت بداهه ارائه دهید تا بتوان آن را در خاک عمیق پیاده سازی کرد.
• از سنسورهای دما معتبرتر استفاده کنید.
• کنترل رطوبت و کنترل دما برای گلخانه ها.
• محتوای معدنی آب و تجزیه و تحلیل غلظت کود.

اگر به هر گونه تردید یا پیشنهادی برخورد کردید ، لطفاً در قسمت نظرات به من اطلاع دهید. اگر این را ساختید ، لطفاً در قسمت نظرات به من اطلاع دهید.

متشکرم

HS Sandesh

(کانال یوتیوب تکنوکرات)