نظارت بر باغ خود: 16 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

باغ خود را از هر نقطه نظارت کنید ، از صفحه نمایش محلی برای نظارت بر شرایط خاک به صورت محلی یا از Mobile برای نظارت از راه دور استفاده کنید. این مدار از سنسور رطوبت خاک به همراه دما و رطوبت برای آگاهی از شرایط محیطی خاک استفاده می کند.

مرحله 1: اجزاء:

1. آردوینو اونو
2. نودمکو
3. سنسور دما و رطوبت DHT 11
4. سنسور رطوبت خاک - FC28
5. باتری بانک 10000mah (برای تغذیه arduino و nodemcu)
6. نوکیا ال سی دی 5110
7. Resitor (5 x 10k ، 1 x 330 اهم)
8. پتانسیومتر نوع چرخشی (برای تنظیم روشنایی LCD) 0-100K
9. سیم های بلوز
10. تخته نان

مرحله 2: سنسور اصلی: رطوبت خاک FC 28

به منظور اندازه گیری رطوبت ، ما از سنسور رطوبت خاک FC 28 استفاده می کنیم ، اصل اساسی آن به شرح زیر است:-

مشخصات سنسور رطوبت خاک FC-28 به شرح زیر است: ولتاژ ورودی: 3.3-5V

ولتاژ خروجی: 0 - 4.2 ولت

جریان ورودی: 35 میلی آمپر

سیگنال خروجی: هم آنالوگ و هم دیجیتال

سنسور رطوبت خاک FC-28 دارای چهار پایه است: VCC: Power

A0: خروجی آنالوگ

D0: خروجی دیجیتال

GND: زمین

برای اتصال سنسور در حالت آنالوگ ، باید از خروجی آنالوگ سنسور استفاده کنیم. هنگام گرفتن خروجی آنالوگ از سنسور رطوبت خاک FC-28 ، سنسور مقدار 0 تا 1023 را به ما می دهد. رطوبت بر حسب درصد اندازه گیری می شود ، بنابراین ما این مقادیر را از 0 تا 100 ترسیم می کنیم و سپس این مقادیر را در مانیتور سریال می توانید محدوده های مختلف مقادیر رطوبت را تنظیم کرده و پمپ آب را مطابق آن روشن یا خاموش کنید.

ماژول همچنین دارای یک پتانسیومتر است که مقدار آستانه را تعیین می کند. این مقدار آستانه توسط مقایسه کننده LM393 مقایسه می شود. LED خروجی با توجه به این مقدار آستانه بالا و پایین می شود.

کد رابط با سنسور رطوبت خاک در مراحل بعدی گرفته شده است

مرحله 3: درک MQTT: برای انتشار داده از راه دور

قبل از شروع بیشتر ، اجازه دهید ابتدا از طریق انتشار داده از راه دور برای IOT بررسی کنیم

MQTT مخفف MQ Telemetry Transport است. این یک پروتکل پیام رسانی بسیار ساده و سبک برای انتشار/اشتراک ، طراحی شده برای دستگاه های محدود و پهنای باند کم ، شبکه های با تاخیر زیاد یا غیرقابل اعتماد است. اصول طراحی به حداقل رساندن پهنای باند شبکه و منابع مورد نیاز دستگاه و در عین حال تلاش برای اطمینان از قابلیت اطمینان و تا حدی اطمینان از تحویل است. این اصول همچنین باعث می شود که پروتکل ایده آل دنیای در حال ظهور "ماشین به ماشین" (M2M) یا "اینترنت اشیاء" دستگاه های متصل باشد و برای برنامه های تلفن همراه که پهنای باند و قدرت باتری در اولویت است.

منبع:

MQTT [1] (MQ Telemetry Transport یا Message Queuing Telemetry Transport) یک استاندارد ISO (ISO/IEC PRF 20922) [2] پروتکل پیام رسانی مبتنی بر انتشار-اشتراک است. این برنامه در بالای پروتکل TCP/IP کار می کند. این برنامه برای اتصالات با مکان های دور طراحی شده است که در آن "رد پای کد کوچک" مورد نیاز است یا پهنای باند شبکه محدود است.

منبع:

مرحله 4: MQTT: تنظیم حساب کارگزار MQTT

حساب کارگزار MQTT مختلفی وجود دارد ، برای این آموزش ، من از cloudmqtt (https://www.cloudmqtt.com/) استفاده کرده ام

CloudMQTT سرورهای Mosquitto مدیریت شده در ابر هستند. Mosquitto پروتکل MQ Telemetry Transport ، MQTT را پیاده سازی می کند ، که روش های سبک ارسال پیام را با استفاده از مدل صف انتشار/اشتراک پیام ارائه می دهد.

برای راه اندازی حساب cloudmqtt به عنوان کارگزار مراحل زیر باید انجام شود

• یک حساب کاربری ایجاد کرده و وارد کنترل پنل شوید
• ایجاد+ را فشار دهید تا یک نمونه جدید ایجاد شود
• برای شروع باید در طرح مشتری ثبت نام کنید ، می توانیم CloudMQTT را به صورت رایگان با طرح CuteCat امتحان کنیم.
• پس از ایجاد "نمونه" ، گام بعدی ایجاد کاربر و اختصاص دسترسی بیشتر به کاربر برای دسترسی به پیام ها (از طریق قوانین ACL) است.

از طریق پیوند زیر می توانید به راهنمای کامل راه اندازی حساب کارگزار MQTT در cloudmqtt دسترسی داشته باشید: -

تمام مراحل بالا یکی یکی در اسلایدهای زیر قرار داده شده است

مرحله 5: MQTT: ایجاد یک نمونه

من یک نمونه با نام "myIOT" ایجاد کرده ام

طرح: طرح زیبا

مرحله 6: MQTT: اطلاعات نمونه

نمونه بلافاصله پس از ثبت نام ارائه می شود و می توانید جزئیات نمونه ، مانند اطلاعات اتصال ، را در صفحه جزئیات مشاهده کنید. همچنین می توانید از آنجا به رابط مدیریت دسترسی پیدا کنید. گاهی اوقات باید از URL مشخص شده برای اتصال استفاده کنید

مرحله 7: MQTT: افزودن کاربر

یک کاربر با نام "nodemcu_12" ایجاد کرده و رمز عبور بدهید

مرحله 8: MQTT: اختصاص قانون ACL

پس از ایجاد کاربر جدید (nodemcu_12) کاربر جدید را ذخیره کنید ، اکنون ACL دیگری در اختیار کاربر جدید قرار می گیرد. در تصویر پیوست ، مشاهده می شود که من دسترسی خواندن و نوشتن را برای کاربر فراهم کرده ام.

لطفاً توجه داشته باشید: موضوع باید همانطور که در قالب نشان داده شده است اضافه شود (این مورد برای خواندن و نوشتن از گره به سرویس گیرنده MQTT مورد نیاز است)

مرحله 9: Nodemcu: پیکربندی

در این پروژه خاص ، من از nodemcu از Knewron Technologies استفاده کرده ام ، اطلاعات بیشتر را می توانید با پیوند زیر بدست آورید: -(https://www.dropbox.com/s/73qbh1jfdgkauii/smartWiFi٪20Development٪20Module٪20-٪20User٪ 20Guide.pdf؟ dl = 0)

ممکن است دیده شود که NodeMCU یک سیستم عامل مبتنی بر eLua برای ESP8266 WiFi SOC از Espressif است. Nodemcu از knowron با سیستم عامل از قبل بارگیری شده است ، بنابراین ما فقط باید نرم افزار برنامه را بارگذاری کنیم:

• init.lua
• setup.lua
• config.lua
• app.lua

با استفاده از پیوند زیر می توانید همه اسکریپت های lua فوق را از Github بارگیری کنید: از Github بارگیری کنید

از اسکریپت های lua فوق ، اسکریپت های config.lua را با نام میزبان MQTT ، رمز عبور ، wifi ssid و غیره تغییر دهید.

برای بارگیری اسکریپت های فوق در nodemcu ، ما باید از ابزارهایی مانند "ESPlorer" استفاده کنیم ، برای اطلاعات بیشتر به اسناد مراجعه کنید:

در مرحله بعد کار با ESPlorer توضیح داده شده است

مرحله 10: Nodemcu: بارگذاری اسکریپت های Lua در Nodemcu با ESPlorer_1

• روی دکمه Refresh کلیک کنید
• پورت و نرخ باود COM (ارتباطات) (معمولاً 9600 مورد استفاده) را انتخاب کنید
• باز کردن را کلیک کنید

مرحله 11: Nodemcu: بارگذاری اسکریپت های Lua در Nodemcu با ESPlorer_II

مرحله 12: Nodemcu: بارگذاری اسکریپت های Lua در Nodemcu با ESPlorer_III

دکمه ذخیره و کامپایل هر چهار اسکریپت lua را به nodemcu ارسال می کند ، پس از آماده شدن این nodemcu برای صحبت با آردوینو ما.

جمع آوری اطلاعات CHIP ID:

هر nodemcu دارای یک شناسه تراشه است (احتمالاً شماره ای ندارد) ، این شناسه تراشه برای انتشار پیام به کارگزار MQTT مورد نیاز است ، به منظور اطلاع از شناسه تراشه روی دکمه شناسه تراشه در "ESPlorer" کلیک کنید

مرحله 13: Nodemcu: پیکربندی Arduino برای صحبت با Nodemcu

کد زیر رطوبت ، دما و رطوبت خاک را تعیین می کند و اطلاعات را در نوکیا LCD 5110 و به صورت سری نمایش می دهد.

کد آردوینو

از اتصال Arduino RX --- Nodemcu TX

آردوینو TX --- Nodemcu RX

کد بالا همچنین شامل روش هایی برای استفاده از کتابخانه softserial است که به وسیله آن می توان از پین های DO برای کارکردن به عنوان پین های سری استفاده کرد ، من از پین های RX/TX برای اتصال به پورت سریال nodemcu استفاده کرده ام.

احتیاط: از آنجا که nodemcu با 3.3 ولت کار می کند ، توصیه می شود از شیفت ترانس استفاده کنید ، با این حال من مستقیماً بدون هیچ گونه تغییر دهنده سطح وصل شده ام و عملکرد برای برنامه فوق مناسب به نظر می رسد.

مرحله 14: Nodemcu: راه اندازی MQTT Client در Android

آخرین مرحله برای مشاهده اطلاعات روی تلفن همراه با سرویس گیرنده Android:-

برنامه های اندرویدی MQTT متنوع هستند ، من از برنامه google play با پیوند زیر استفاده کرده ام:

.https://play.google.com/store/apps/details؟

پیکربندی برنامه اندروید بسیار ساده است و باید موارد زیر را پیکربندی کنید

• آدرس میزبان MQTT به همراه شماره پورت
• نام کاربری و آدرس MQTT
• آدرس گره کارگزار MQTT

پس از افزودن جزئیات بالا ، برنامه را وصل کنید ، اگر برنامه به کارگزار MQTT متصل است ، تمام ورودی های وضعیت / داده های ارتباط سریال از arduino به عنوان log ظاهر می شود.

مرحله 15: مراحل اضافی: کار با نوکیا LCD 5110

در زیر پیکربندی پین برای LCD 5110 آمده است

1) RST - بازنشانی

2) CE - فعال کردن تراشه

3) D/C - Data/Command Selection

4) DIN - ورودی سریال

5) CLK - ورودی ساعت

6) VCC - 3.3V

7) LIGHT - کنترل نور پس زمینه

8) GND - زمین

همانطور که در بالا نشان داده شده است ، آردوینو را به ترتیب بالا به LCD 5110 و با مقاومت بین 1 تا 10 کیلوK بین آن وصل کنید.

در زیر اتصالات pin to pin LCD 5110 به Arduino uno آمده است

• CLK - پین دیجیتال آردوینو 3
• DIN - پین دیجیتال Arduino 4
• D/C - پین دیجیتال آردوینو 5
• RST - پین دیجیتال Arduino 6
• CE - پین دیجیتال Arduino 7

برای کنترل روشنایی LCD می توانید از پین "BL" LCD 5110 به همراه پتانسیومتر (0-100K) استفاده کنید.

کتابخانه مورد استفاده برای کد بالا این است: - PCD8544 را از لینک زیر دانلود کنید

از طریق پیوند زیر DHT11 می توانید ادغام DHT11 ، سنسور دما و رطوبت با آردوینو را مشاهده کنید.

مرحله 16: مونتاژ نهایی

آخرین مرحله این است که تمام موارد فوق را ترجیحاً در یک جعبه مونتاژ کنید ، زیرا برای منبع تغذیه من از پاوربانک 10000mah برای تغذیه Arduino و Nodemcu استفاده کرده ام.

در صورت تمایل می توانیم از شارژر سوکت دیواری برای مدت طولانی استفاده کنیم.