DIY - Pengairan Taman Automatik - (Arduino / IOT): 9 Langkah (dengan Gambar)

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

Projek ini akan menunjukkan kepada anda bagaimana membina pengawal pengairan untuk taman rumah. Mampu mengukur bacaan kelembapan tanah dan mengaktifkan pengairan dari keran kebun sekiranya tanah menjadi terlalu kering. Pengawal juga merangkumi sensor suhu dan kelembapan. Pengawal tidak akan mengaktifkan paip kebun jika suhu terlalu rendah. Bacaan sensor dan statistik mengenai penggunaan air / masa larian direkodkan di ThingsBoard IOT untuk visualisasi dan analitik. Makluman dan e-mel dipicu jika pengawal pengairan berhenti menghantar data, tanah menjadi terlalu kering atau terlalu tepu.

Prasyarat

• Pengetahuan Arduino termasuk sekurang-kurangnya pengkodan asas untuk Arduino dan pematerian.
• 1x paip kebun bertekanan

Bil bahan

• Paip poli pengairan taman, jet, titisan dll.
• Pemasa paip elektronik dua dail (iaitu: Pemasa Ketik Digital Elektronik Aqua Systems)
• Pengurang tekanan ketuk 300kpa
• Arduino Uno
• Perisai Lora Arduino
• Lora Gateway (Tidak diperlukan jika anda mempunyai rangkaian gerbang Perkara tempatan)
• Sensor Kelembapan Suhu DHT11
• Relay 5v
• Kabel Telefon
• Ikatan Kabel
• Tiub Bergelombang Automotif Split
• Jalur Penyambung Terminal Automotif
• 2x kuku tergalvani
• 1x Perintang
• Silikon / Caulk
• Simen PVC
• Primer PVC
• Paip PVC 32mm lebar x 60mm panjang
• Paip PVC 90mm lebar x 30cm panjang
• 3x PVC Push End Caps 90mm
• 1x Cap Akhir Skru PVC 90mm
• 1x PVC Threaded Insert Fitting 90mm
• 1x PVC Push End Caps 32mm
• 1x sumber kuasa 3.2V (pemasa ketuk) [bateri, penyesuai multivolt AC]
• Sumber kuasa 1x 6-12V (arduino) [bateri, USB, penyesuai USB ke AC]
• pita meterai benang
• pita elektrik

Langkah 1: Pasang Pengairan Taman

Susun atur paip poli, jet pas, garis titisan dan penitis. Pengawal pengairan akan berfungsi dengan baik. Pada intinya ia mengukur bacaan kelembapan tanah dan mengaktifkan pemasa paip jika dan ketika tanah terlalu kering. Pengawal boleh dikalibrasi untuk menetapkan titik rendah untuk tepu, berapa lama pemasa ketuk harus dihidupkan dan seberapa kerap pengawal harus memeriksa ketepuan.

Tetapan ini boleh diubah pada arduino dan disimpan dalam memori EPROM. Tetapannya juga dapat dikemas kini dengan integrasi IOT. Projek ini akan menjalankan pengawal setiap empat jam dan menghidupkan paip selama 3 minit jika tanah terlalu kering. Ia mungkin berjalan beberapa kali berturut-turut jika kering / panas atau sekali sehari atau dua sebaliknya.

Langkah 2: Pemasa Ketuk Fit

Pasangkan pemasa ketuk dan bereksperimen dengan panggil laras untuk menentukan frekuensi kasar dan masa berjalan yang paling sesuai untuk pemasangan pengairan anda. Kami akan membuang pemasa dan mengubahnya agar berfungsi dengan Arduino.

Langkah 3: Arduino Build

Gunakan rajah pendawaian sebagai panduan untuk binaan. Dalam gambar kabel kabel telefon telah digunakan dan skru jalur terminal untuk titik persimpangan. Beberapa pematerian diperlukan.

Ketik Pengubahsuaian Pemasa

Hapus pemasa ketuk dengan teliti. Kami akan memasang kabel dua dial yang boleh disesuaikan supaya mereka dapat dikendalikan oleh arduino dan bukannya panggil manual. Dail frekuensi kiri akan dikabelkan keras ke kedudukan semula sehingga dail kanan dapat ditukar antara kedudukan hidup / mati. Dail kanan akan mempunyai satu wayar yang berasal dari kontak kanan tengah dan kontak kanan luar seperti yang ditunjukkan. Secara lalai pemasa akan berada di posisi mati. Sekiranya kedua-dua wayar bersentuhan, pemasa akan menyala. Dengan kedua-dua wayar disambungkan ke relay 5V, arduino kemudian dapat menutup / membuka hubungan antara kedua-dua wayar. Dengan satu wayar di terminal geganti biasa dan yang lain di terminal yang biasanya ditutup, kita akan memastikan bahawa pemasa dimatikan semasa arduino dimatikan. Menetapkan pin geganti ke TINGGI akan menghidupkan pemasa; menetapkannya ke RENDAH akan mematikan pemasa.

Penyelidikan Tanah

Untuk projek ini, dua paku dipateri ke wayar yang disambungkan ke terminal skru. Terminal satu paku terus ke tanah. Yang lain menghubungkan ke input analog dalam arduino dan perintang. Perintang menyambung ke isyarat 5v arduino. Ditunjukkan dalam gambar rajah.

Sensor Temp / Kelembapan

Sensor Temp / Kelembapan DHT11 disambungkan ke arduino's 5V, ground dan pin digital pada arduino.

Perisai Lora

Projek ini juga menggunakan Dragino Lora Shield (tidak ditunjukkan dalam rajah pendawaian).

Pangkalan PVC

Pangkalan PVC untuk arduino yang digunakan dalam projek ini dirancang supaya sensor suhu / kelembapan dapat terdedah sambil memastikan semua komponen lain tetap terpasang di dalam penutup PVC kalis air. Lubang kecil digerudi / dipotong untuk sensor dan silikon digunakan untuk menahannya di tempat sambil menghentikan kelembapan dari mencapai arduino. Ditunjukkan dalam rajah.

Langkah 4: Pengaturcaraan Arduino

Sambungkan komponen bersama melalui papan roti atau jalur terminal untuk pengaturcaraan dan ujian

Konfigurasi EPROM

Mula-mula kita perlu menulis pemboleh ubah konfigurasi ke memori EPROM. Jalankan kod berikut di arduino anda:

Kod tersedia di Github

Di sini DRY_VALUE ditetapkan pada 960. 1024 bermaksud bahawa tanah benar-benar kering, 0 bermaksud tepu lengkap, 960 adalah tahap tepu yang baik untuk perintang, panjang kabel dan paku yang digunakan. Ini mungkin berbeza bergantung pada konfigurasi anda sendiri.

VALVE_OPEN ditetapkan pada 180000 milisaat (3 minit). Apabila / jika pemasa ketuk dihidupkan, ia akan dibiarkan terbuka selama 3 minit.

RUN_INTERVAL ditetapkan pada 14400000 milisaat (4 jam). Ini bermakna pengawal akan memeriksa kelembapan tanah setiap empat jam dan menghidupkan pemasa paip selama 3 minit jika ketepuan rendah (lebih besar daripada 960).

Kod di atas boleh diubah dan nilai-nilai ini diubah pada bila-bila masa.

Kod Program

Kod tersedia di Github

Kebergantungan:

• TimedAction
• Ketua Radio

Contoh ini menggunakan perisai Dragino Lora dan khususnya contoh serentak Lora dengan perisai yang menghubungkan terus ke Dragino Lora Gateway.

Ini dapat disesuaikan untuk menggunakan Things Network dengan membuang kod di bawah bahagian "BEGIN: lora vars" dan mengubah program untuk memasukkan contoh Dragino berikut atau disesuaikan untuk bekerja dengan radio / wifi perisai lain dll.

Kod yang diberikan mengandaikan bahawa DHT11_PIN adalah pin digital 4, RELAY_PIN adalah pin digital 3 dan pin analog kelembapan tanah adalah input analog 0.

Pemboleh ubah debug dapat disetel ke benar sehingga mesej debug bersiri dapat dicatatkan pada baudrate 9600.

Langkah 5: Binaan Pagar

Potong paip PVC agar sesuai dengan pemasa paip dan pangkalan Arduino. Lubang gerudi untuk pemasangan ketuk pemasa paip dan pemasangan hos. Lubang lubang di paip cukup lebar untuk saluran automotif, masukkan panjang saluran 10cm ke dalam lubang dan tarik wayar dari arduino dan timer ketuk. Ini mesti merangkumi:

Dari Arduino

• Wayar bekalan kuasa dan / atau kabel usb dari port USB arduino.
• Kabel Kelembapan Tanah (VCC, GND, A0)
• Dua wayar dari terminal skru NC & Common Relay

Dari pemasa ketik

• Kabel bekalan kuasa
• Dua wayar dari kenalan dail kanan

Langkah 6: Pengawal Uji Sebelum Melekatkan

Pastikan semuanya masih berfungsi sebelum menutup semuanya.

Foto-foto di atas menunjukkan penyediaan sampel di esky di mana probe kelembapan tanah diletakkan di dalam periuk dan pemasa keran dilengkapi dengan air yang berasal dari botol minuman ringan.

Satu tetes dipasang pada pemasa paip.

Ini adalah cara yang baik untuk menguji bahawa penyediaan tidak berakhir atau di bawah air kilang.

Contoh ini boleh dijalankan selama yang diperlukan untuk mengkalibrasi pengawal.

Langkah 7: Penutup gam / kalis air

Gunakan PVC Primer dan PVC Cement untuk menahan penutup dan gandingan akhir.

Gunakan caulk / silikon untuk mengisi jurang di sekitar saluran automatik dan kelengkapan pemasa ketuk.

Di sini penutup skru digunakan pada penutup arduino untuk aksesibilitas.

Langkah 8: Pasang

Pasang pada hari yang cerah. Komponen dan wayar perlu tetap kering sebelum dilekatkan.

Letakkan alat kawalan di suatu tempat yang berpusat di antara tempat penyadapan kebun dan tempat penyiasatan tanah akan diletakkan.

Pasangkan pemasa ketuk dan pastikan ia tidak berfungsi sehingga pemasangan selesai.

Pasangkan probe tanah.

Pasang terminal jalur ke setiap komponen kemudian letakkan kabel telefon dari terminal skru setiap komponen untuk memastikan kabel ditutup dalam saluran automatik. Menghubungkan semuanya bersama

Tutup semua terminal dan bahagian lain yang terdedah dengan pita meterai benang kemudian pita elektrik.

Tutup setiap kawasan longgar / terkena saluran pemisah dengan pita meterai benang kemudian pita elektrik.

Sambungkan pemasa ke sumber kuasa 3.2v. Sama ada pek bateri atau ke penyesuai DC - AC 3.2V yang berjalan ke soket utama.

Sambungkan Arduino ke sumber kuasa DC 6-12V. Sama ada pek bateri atau ke penyesuai USB / DC-AC yang berjalan ke soket utama.

Kuasa dan uji!

Langkah 9: Integrasi ThingsBoard - Pemantauan dan Pelaporan

Contoh ini menggunakan A Dragino Lora Shield yang dihubungkan ke Dragino Lora Gateway. Sama ada menggunakan persediaan ini, penyediaan Lora lain atau sambungan IOT lain yang data yang dikumpulkan oleh pengawal pengairan boleh diteruskan ke platform IOT seperti Thingsboard. Secara lalai program menghantar rentetan data berikut di mana setiap bait watak dikodkan hex:

TXXXHXXXSXXXXRX

Di mana T diikuti oleh suhu, H diikuti oleh kelembapan, S diikuti oleh tahap tepu dan R diikuti oleh satu digit yang berkaitan dengan tindakan apa yang dilakukannya pada selang masa terakhir. Ini boleh menjadi 0-5 di mana setiap digit bermaksud:

0: Program diinisialisasi1: Kesalahan Sensor Suhu2: Suhu terlalu rendah untuk dijalankan3: Kelembapan tanah terlalu kering sehingga pemasa keran diaktifkan4: Kelembapan tanah halus sehingga pemasa paip tidak diaktifkan5: Pengawal pengairan telah dinyahaktifkan

Terdapat beberapa cara untuk memasang salinan Thingsboard pada peralatan anda sendiri atau anda boleh membuat akaun percuma pada pemasangan ThingsBoard kami di sini.

Sediakan peranti anda di Thingsboard

Ikuti arahan ini untuk menambahkan peranti baru di Thingsboard yang menyebutnya "Irrigation Controller".

Tolak data Telemetri dari peranti

Ikuti arahan ini untuk menetapkan kaedah mendorong data telemtry dari peranti ke Thingboard melalui MQTT, HTTP atau CoAp.

Di pelayan kami, kami mendorong JSON berikut ke https://thingsboard.meansofproduction.tech/api/v1/… setiap empat jam semasa peranti dijalankan (dengan data langsung):

Kami juga menekankan atribut berikut ke https://thingsboard.meansofproduction.tech/api/v1/… secara berkala dengan data mengenai ketika simpul terakhir dilihat:

Ini digunakan untuk amaran yang dipicu jika peranti berhenti menghantar data.

Buat Papan Pemuka

Buat papan pemuka seperti yang dijelaskan di sini. Widget kami merangkumi:

Widget kad ringkas yang dibuat dari medan telemetriRunResult yang terakhir. Alat digital menegak untuk medan telemetri suhu Jadual waktu dibuat dari medan telemetriRunResult terakhir yang menunjukkan data hari-hari terakhir. Bar mendatar yang menunjukkan medan telemetri tepu. Ini menggunakan fungsi pasca pemprosesan data:

mengembalikan nilai 1024;

Dan menetapkan nilai minimum dan maksimum 0-100. Dengan cara ini tahap ketepuan dapat dinyatakan sebagai peratusan. Ukuran untuk menunjukkan nilai kelembapan. Carta bar siri masa yang merangkumi suhu, kelembapan dan hasil larian, dikelompokkan dalam jangka masa 5 jam untuk minggu terakhir, dikumpulkan untuk menunjukkan nilai maksimum. Ini memberi kita satu bar untuk acara larian selama empat jam. Fungsi pasca-proses data digunakan untuk menyatakan hasil larian sebagai 0 atau 120 bergantung pada apakah air dijalankan atau tidak. Itu memberikan maklum balas visual yang mudah untuk melihat seberapa kerap air mengalir dalam seminggu. Kad HTML statik yang menunjukkan gambar taman.

Makluman e-mel

Kami menggunakan peraturan untuk menetapkan amaran e-mel untuk pengawal pengairan. Semua menggunakan penapis mesej dan Tindakan Hantar surat Tindakan Plugin.

Untuk menghantar amaran e-mel sekiranya pengawal pengairan gagal menghantar data, kami menggunakan 'Device Attribut Filter' dengan penapis berikut:

taip cs.secondsSinceLastSeen! == 'undefined' && cs.secondsSinceLastSeen> 21600

Untuk menghantar e-mel jika tanah menjadi terlalu kering gunakan penapis Telemetri berikut

jenis ketepuan! = "tidak ditentukan" && ketepuan> 1010

Untuk menghantar e-mel berdasarkan jika tanah menjadi terlalu lembap, gunakan penapis Telemetri berikut

jenis ketepuan! = "tidak ditentukan" && ketepuan