Pengurusan Tanaman Berat Suria Dengan ESP32: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Menanam tumbuh-tumbuhan memang menyenangkan dan menyiram dan merawatnya bukanlah sesuatu yang menyusahkan. Aplikasi mikrokontroler untuk memantau kesihatan mereka ada di internet dan inspirasi untuk reka bentuknya berasal dari sifat statik tumbuhan dan kemudahan memantau sesuatu yang tidak berkeliaran dan berpeluh. Saya agak baru dalam pertumbuhan tanaman dan panduan di internet sepertinya ditulis dengan baik tetapi bukan jenis jurutera. Seorang rakan yang saya bertanya "berapa banyak saya menyiram mereka …" menjawab satu-satunya cara adalah untuk menanam tanaman dan jika terasa ringan anda menyiramnya. Dia sangat pandai "tumbuh". Melekatkan jari ke tanah tidak banyak membantu. Sebilangan besar Instructables menggunakan probe kelembapan tanah yang murah dan rentan terhadap pelbagai kegagalan - yang paling terang adalah ketidaktepatan dan kakisan.

Meninjau literatur menunjukkan bahawa kotoran dapat mencapai 40% air dan mengukurnya memerlukan alat yang cukup mahal. Probe yang lebih murah bergantung pada kekonduksian air yang akan berbeza dengan garam terlarut dan faktor lain. Di atas adalah grafik yang saya buat dari bekas kotoran yang beratnya lebih dari 2 minggu diikuti dengan pemanasan oven hingga 300 untuk membuang semua air yang tidak terpasang. Empat puluh peratus dari keseluruhan tanah adalah air dan lebih dari sepuluh hari terik matahari langsung kehilangan 75% air ini pada kadar yang agak linear. Oleh itu, apakah tahap kelembapan yang betul? Bergantung pada pelbagai faktor tetapi ketika membuat mesin ini petunjuk yang baik adalah dengan berhati-hati menyiram tanaman anda ke tahap yang anda fikir betul dan meletakkannya di mesin yang mengukur beratnya dengan hati-hati dan kemudian dalam had yang ditetapkan menambahkan air apabila diperlukan. Reka bentuknya boleh diubah suai untuk menggantung bakul tanaman dan sistem air bertekanan.

Mesin itu harus menggunakan tenaga suria, mandiri dengan bekalan air sendiri, memantau bekalan airnya melalui pemberitahuan ke web, tidur ketika tidak digunakan untuk meminimumkan daya dan mengingat berat dasar dan berapa banyak penyiraman dan data lain di antara tidur kitaran. ESP32 baru nampaknya calon yang baik untuk otak.

Langkah 1: Kumpulkan Bekalan Anda

Mesin ini terbuat dari dua kedai BigBox jubin seramik 12 inci dalam bingkai aluminium yang memasangkan tangki air. Elektronik dilekatkan dalam kotak elektrik plastik di bahagian belakang. Tangki air mempunyai selang keluar dari pam tertutup dan unit sensor terpaku ke bahagian bawah tangki yang memberi makan kilang. Tiang sel beban dari balok silang di bahagian atas unit.

1. Arrow Home Produk 00743 2 Gallon Slimline Beverage Container di Clear

2. uxcell 5Pcs 5.5V 60mA Poly Mini Solar Cell Panel Module DIY

3. Suis Posisi Gegaran Bola Logam Gikfun untuk Arduino

4. Uxcell a14071900ux0057 10Kg Sel Aluminium Elektronik Skala Beban Sel

5. Adafruit HUZZAH32 - Papan Bulu ESP32

6. Modul Iklan Sensor Penukaran Sel Berat Berat HX711 Modul Iklan untuk Arduino

7. Adafruit Latching Mini Relay FeatherWing

8. Modul Pengecas Sel Lithium TP4056 dengan Perlindungan Bateri

9. ECEEN USB Pump Mini Submersible Water Pumping untuk Aquarium Hydroponic Powered Via USB DC 3.5-9V

10. 18650 Lipo bateri dengan pemegang bateri

Langkah 2: Bina Kotak

Rangka kotak dibuat dari sudut aluminium BigBox 1 inci. Anda mendapat idea umum dari gambar dan tidak terlalu sukar untuk digabungkan. Bingkai berdasarkan jubin kaki persegi yang membentuk bahagian depan dan belakang unit. Ubin dipegang pada permukaan bingkai aluminium dengan gam silikon. Dimensi bahagian tengah bergantung pada ukuran tangki air anda. Pembukaan tangki dirancang supaya anda dapat menariknya dengan mudah dari unit dan mengisi semula dari atas. Wayar dan tiub yang memasang tangki mestilah cukup panjang dan melengkung di bahagian belakang.

Penempatan panel solar bergantung pada reka bentuk. Saya akan menggunakan beberapa panel bulat untuk memberikan penampilan 'dadu' tetapi menetap di kotak kerana mereka memberikan kombinasi voltan dan arus yang terbaik. Saya tidak akan memperincikan penyambungan beberapa panel solar tetapi anda memerlukan sekurang-kurangnya 5.5v untuk menjadikan rangkaian pengecas berfungsi. Semua panel ini disambungkan secara selari untuk meningkatkan daya. Lubang pada jubin seramik digerudi dengan hati-hati dengan bit berlian - pastikan anda menggunakan air sebagai penyejuk untuk melakukan ini atau anda akan merosakkan bit itu. Lubang ini hanya memerlukan beberapa minit setiap satu. Gunakan gam silikon dalam jumlah yang banyak untuk menahan panel dan wayar di bahagian dalam jubin di tempatnya.

Sel beban sangat berpatutan dan dinilai dalam pelbagai berat. Saya menggunakan varietas 10 kg tetapi jika anda merancang rancangan penanaman berat. Seperti Instructables saya yang lain: https://www.instructables.com/id/Bike-Power-Pedal-IoT/ sel beban ini mesti dikeluarkan dari sisi sokongan dengan lubang skru 4mm dan 5mm yang ditoreh. Dalam kes ini, kepingan silang aluminium di antara dua penyokong jubin seramik memegang satu hujung sel beban. Yang lain menyokong platform silikon bar aluminium rata yang dilekatkan pada cawan saliran kilang. Berhati-hati dengan wayar dari orang-orang ini - mereka sangat rapuh dan hampir mustahil untuk diperbaiki jika terputus di dekat asalnya. Goop dengan banyak gam panas atau silikon untuk mengekalkan integriti mereka.

Langkah 3: Bina Pemegang Suis Pam / kosong

Pam dikuasakan oleh geganti dari bateri Lipo dan berfungsi dengan voltan terhad, tetapi anda tidak boleh melebihi ketinggian kira-kira 2 kaki kecuali anda menggunakan penggalak kuasa untuk menaikkan voltan. Pam ini sebenarnya juara, tidak memerlukan penutup, kalis air dan mempunyai palam USB di satu hujungnya. Tidak begitu baik dengan kering. Suis takungan penuh / kosong hanyalah suis kecondongan yang saya sapukan dalam silikon hingga kalis air dan kemudian ditambat pada sokongan bar aluminium untuk pam dan bebek getah terapung. Bebek getah harus langsung ditambat ke palang aluminium untuk menarik daya tarikan dari suis kecondongan. Apabila takungan berisi air di dalamnya, itik mengapung dan memiringkan suis - sesak ke tanah dan membenarkan arahan untuk menghidupkan geganti dan pam. Ia juga mengirimkan data ini ke web dan akan mengirimkan tweet kepada anda jika anda memerlukan air. Pam adalah silikon yang terpaku pada struktur sokongan ini dan tidak terpaku pada bahagian bawah takungan air.

Langkah 4: Membangun Elektronik

Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board adalah mikrokontroler yang agak baru dan berfungsi dengan baik dalam pembantu tumbuhan yang cerdas ini. Kelebihan papan ini berbanding 8266 yang lebih tua adalah pada kemampuan tidurnya yang lebih baik (kononnya bertahun-tahun dan bukannya satu jam atau lebih…) kemampuannya untuk mengingat apa yang dipelajarinya di antara tidur siang (tetapan semula 8266 yang lama dari titik sifar…) dan penggunaan kuasa yang lebih rendah sambil tidur siang dan lebih banyak pin. Youtuber Andreas Spiess yang hebat memperincikan perubahan kod untuk menjadikan ESP32 melakukan tugas yang betul dan anda harus menonton videonya jika anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai bagaimana perinciannya berfungsi. Contoh tidur dari Arduino IDE juga digunakan dan diubahsuai untuk perisian ini.

Gambar rajah Fritzing menunjukkan kepada anda semua sambungan kabel. Komponen dipasang papan perf dan kemudian disatukan bersama. Bateri Lipo adalah standard murah 18650 anda di kereta luncurnya sendiri. Papan pengecas adalah TP4056 yang dikatakan Andreas sangat cekap dalam peranan pengecasan solar ini. Butang Hidup / Mati dengan LED bawaan menghantar kuasa ke seluruh sistem serta sambungan geganti biasa yang menggerakkan pam. Papan geganti adalah papan bulu penyambung Adafruit yang bagus yang berjalan pada 3 V. Amp HX711 digerakkan melalui Adafruit dan disambungkan hingga dua pin di papannya.

Semua komponen disusun dalam kotak elektrik luaran plastik yang terbuka di bahagian bawah untuk membolehkan aliran udara tetapi menghalang hujan. Letakkan ESP32 di atas untuk membolehkan pengaturcaraan dan pemantauan bersiri dengan penutup ditutup.

Langkah 5: Perisian

"memuat =" malas"

Peranti ini mudah digunakan. Semasa menyalakan LED pada suis kuasa berkedip sehingga kilang pasu yang telah disiram ke paras yang anda ingin mengekalkan diletakkan di platform. Setelah penstabilan berat badan komputer mengingat berat awal ini dan setiap jam atau selang waktu yang ditetapkan membandingkan berat badan tanaman dan sama ada membetulkannya dengan air pam tambahan atau melaporkan berat baru dan semua maklumat lain kepada Thingspeak dan kemudian tidur. Grafik di atas menggambarkan output dalam jangka masa tiga hari untuk tanaman tomato yang tingginya kira-kira 2 kaki tumbuh di bawah sinar matahari penuh. Pertumbuhan tanaman dari masa ke masa akan jelas mempengaruhi berat periuk dan harus dikompensasi dengan mengulangi inisialisasi setelah waktu yang ditentukan oleh pertumbuhan tanaman yang besar. Penyesuaian perisian tambahan akan memungkinkan untuk analisis automatik tanaman dan toleransi air maksimum dan keperluan dengan membanjiri periuk sehingga berat badan tidak lagi berubah dan kemudian mengukur cerun penurunan berat air dari masa ke masa. Ini bergantung pada jenis tanah, cuaca dan struktur tanaman dan akar. Algoritma penyiraman tambahan berdasarkan penilaian data Thingspeak kemudian dapat disesuaikan. Kelemahan berat badan dan bukannya penyelenggaraan kilang sensor konduktif adalah keperluan untuk menimbang kawasan penyiraman yang terbatas, tetapi pekebun pintar seperti ini murah, mudah dijalin dan dikawal dan dengan cara OCD pelik yang senang diikuti di internet.

Langkah 7: Buat semula

Ya, seperti yang dirancang mesin berfungsi dengan baik selama seminggu atau lebih dan kemudian cenderung untuk ESP32 memasuki gelung pelik dan tidak dapat boot dengan betul dan habis baterinya semalaman. Tidak ada perubahan perisian yang dapat mempengaruhi ini jadi saya menyerah dan menambahkan Adafruit TPL5111 untuk mengawal kitar tenaga ESP tetapi kerana saya tidak lagi dapat menggunakan memori seperti sebelumnya saya menulis untuk menggunakan EEPROM dan berubah dari Thingspeak ke Blynk yang saya mencari lebih banyak keseronokan di telefon anda dan sistem yang sangat baik. Perubahan perkakasan hanyalah masalah menghubungkan TPL 5111 ke kuasa dan ground, pin selesai ke ESP dan Enable out to EN pin. Pastikan anda meletakkan suis togol di antara EN-out dan EN di papan supaya anda dapat menukar program dan memuat naik. Saya menetapkan kitaran tidur setiap dua jam. Untuk membersihkan EEPROM dan menetapkan semula unit untuk kilang baru atau untuk berat tambahan, saya memasang suis di Blynk untuk membersihkan memori dan memulakan semula proses berat. Program untuk perisian baru disertakan di atas dan program di Blynk sudah pasti dapat disiapkan. Mesin ini benar-benar berfungsi dengan hebat dan menghasilkan beberapa hasil dandy. Saya sebenarnya kagum dengan betapa seronoknya benda itu --- sel solar berfungsi dengan mudah dan ia tidak pernah habis.