PEMANTAUAN TANAMAN ANDA: 16 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Pantau Taman Anda dari mana saja, gunakan paparan tempatan untuk memantau keadaan tanah secara tempatan atau gunakan Mobile untuk memantau dari jauh. Litar menggunakan sensor kelembapan tanah, ditambah dengan suhu dan kelembapan untuk menyedari keadaan persekitaran tanah.

Langkah 1: Komponen:

1. Arduino uno
2. Nodemcu
3. Sensor suhu & kelembapan DHT 11
4. Sensor Kelembapan Tanah - FC28
5. Bank bateri 10000mah (untuk Powering arduino & nodemcu)
6. Nokia LCD 5110
7. Pelawat (5 x 10k, 1 x 330ohms)
8. Potentiometer Rotary type (untuk menyesuaikan kecerahan LCD) 0-100K
9. Wayar pelompat
10. Papan roti

Langkah 2: SENSOR ASAS: Soil Moisture FC 28

Untuk mengukur kelembapan, kami menggunakan sensor kelembapan tanah FC 28, prinsip asasnya adalah seperti di bawah: -

Spesifikasi sensor kelembapan tanah FC-28 adalah seperti berikut: Voltan Input: 3.3 - 5V

Voltan Keluaran: 0 - 4.2V

Input Semasa: 35mA

Isyarat Output: Analog dan Digital

Sensor kelembapan tanah FC-28 mempunyai empat pin: VCC: Power

A0: Keluaran Analog

D0: Keluaran Digital

GND: Tanah

Mod Analog Untuk menyambungkan sensor dalam mod analog, kita perlu menggunakan output analog sensor. Semasa mengambil output analog dari sensor kelembapan tanah FC-28, sensor memberi kita nilai dari 0 hingga 1023. Kelembapan diukur dalam peratusan, jadi kami akan memetakan nilai-nilai ini dari 0 hingga 100 dan kemudian kami akan menunjukkan nilai-nilai ini pada monitor bersiri. Anda boleh menetapkan julat nilai kelembapan yang berbeza dan menghidupkan atau mematikan pam air sesuai dengannya.

Modul ini juga mengandungi potensiometer yang akan menetapkan nilai ambang. Nilai ambang ini akan dibandingkan dengan pembanding LM393. LED output akan menyala dan turun sesuai dengan nilai ambang ini.

Kod untuk berinteraksi dengan sensor kelembapan tanah diambil dalam langkah selanjutnya

Langkah 3: Memahami MQTT: untuk Penerbitan Data Jauh

Sebelum kita memulakan lebih jauh, mari kita terlebih dahulu melalui penerbitan data Jauh untuk IOT

MQTT bermaksud MQ Telemetry Transport. Ini adalah protokol pesanan yang diterbitkan / dilanggan, sangat mudah dan ringan, yang direka untuk peranti terhad dan lebar jalur rendah, latensi tinggi atau rangkaian yang tidak dipercayai. Prinsip rekaan adalah untuk meminimumkan lebar jalur rangkaian dan keperluan sumber peranti sementara juga berusaha untuk memastikan kebolehpercayaan dan beberapa tahap jaminan penyampaian. Prinsip-prinsip ini juga ternyata menjadikan protokol ideal dari dunia "mesin-ke-mesin" (M2M) atau "Internet of Things" yang muncul di dunia peranti bersambung, dan untuk aplikasi mudah alih di mana lebar jalur dan kuasa bateri berada pada premium.

Sumber:

MQTT [1] (MQ Telemetry Transport atau Message Queueing Telemetry Transport) adalah standard ISO (ISO / IEC PRF 20922) [2] protokol pesanan berasaskan penerbitan-langganan. Ia berfungsi di atas protokol TCP / IP. Ia dirancang untuk sambungan dengan lokasi terpencil di mana "jejak kod kecil" diperlukan atau lebar jalur rangkaian terhad.

Sumber:

Langkah 4: MQTT: Menyiapkan Akaun Broker MQTT

Terdapat pelbagai akaun broker MQTT, untuk tutorial ini, saya telah menggunakan cloudmqtt (https://www.cloudmqtt.com/)

CloudMQTT adalah pelayan Mosquitto terurus di awan. Mosquitto menerapkan protokol MQ Telemetry Transport, MQTT, yang menyediakan kaedah ringan untuk melaksanakan pemesejan menggunakan model antrian pesanan penerbitan / langganan.

Langkah-langkah berikut perlu dilakukan untuk menyiapkan akaun cloudmqtt sebagai broker

• Buat akaun dan log masuk ke panel kawalan
• tekan Buat + untuk membuat contoh baru
• Untuk memulakan, kita perlu mendaftar untuk rancangan pelanggan, kita boleh mencuba CloudMQTT secara percuma dengan rancangan CuteCat.
• Setelah membuat "instance", langkah selanjutnya adalah membuat pengguna dan selanjutnya memberikan izin kepada pengguna untuk mengakses pesan (melalui peraturan ACL)

Panduan lengkap untuk mengatur akaun broker MQTT di cloudmqtt dapat diakses dengan mengikuti pautan: -

Semua langkah di atas diletakkan satu demi satu dalam slaid berikut

Langkah 5: MQTT: Membuat Instance

Saya telah membuat Instance dengan nama "myIOT"

rancangan: Pelan comel

Langkah 6: MQTT: Maklumat Instance

Instance segera disediakan setelah mendaftar dan anda dapat melihat detail instance, seperti maklumat sambungan, di halaman detail. Anda juga boleh mencapai antara muka Pengurusan dari sana. Kadang kala anda perlu menggunakan menentukan URL sambungan

Langkah 7: MQTT: Menambah Pengguna

Buat pengguna dengan nama "nodemcu_12" dan berikan kata laluan

Langkah 8: MQTT: Menetapkan Peraturan ACL

Setelah penciptaan pengguna baru (nodemcu_12) simpan pengguna baru, kini ACL selanjutnya akan diberikan kepada pengguna baru. Dalam gambar yang dilampirkan, dapat dilihat bahawa, saya telah memberikan akses membaca dan menulis kepada pengguna.

Sila ambil perhatian: Topik harus ditambahkan seperti yang ditunjukkan dalam format (ini diperlukan lebih lanjut untuk membaca dan menulis dari nod ke klien MQTT)

Langkah 9: Nodemcu: Mengkonfigurasi

Dalam projek ini, saya telah menggunakan nodemcu dari Knewron Technologies, lebih banyak maklumat dapat diperoleh dengan mengikuti pautan: - (https://www.dropbox.com/s/73qbh1jfdgkauii/smartWiFi%20Development%20Module%20-%20User% 20Guide.pdf? Dl = 0)

Mungkin dilihat bahawa, NodeMCU adalah firmware berasaskan eLua untuk ESP8266 WiFi SOC dari Espressif. Nodemcu dari knowron dimuat dengan firmware, jadi kita hanya perlu memuatkan perisian aplikasi iaitu: -

• init.lua
• persediaan.lua
• config.lua
• app.lua

Semua skrip lua di atas boleh dimuat turun dari Github dengan mengikuti pautan: Muat turun dari Github

Dari skrip lua di atas, ubah skrip config.lua dengan nama host MQTT, kata laluan, wifi ssid dll.

Untuk memuat turun skrip di atas ke nodemcu, kita harus menggunakan alat seperti "ESPlorer", rujuk dokumen untuk maklumat lebih lanjut:

Bekerja dengan ESPlorer dijelaskan pada langkah seterusnya

Langkah 10: Nodemcu: Memuat naik Skrip Lua ke Nodemcu Dengan ESPlorer_1

• Klik butang Refresh
• Pilih port COM (Komunikasi) & kadar baud (9600 biasa digunakan)
• Klik Buka

Langkah 11: Nodemcu: Memuat naik Skrip Lua ke Nodemcu Dengan ESPlorer_II

Langkah 12: Nodemcu: Memuat naik Skrip Lua ke Nodemcu Dengan ESPlorer_III

Butang Save & compile akan menghantar keempat skrip lua ke nodemcu, setelah nodemcu ini siap untuk berbicara dengan arduino kami.

Mengumpulkan maklumat ID CHIP:

Setiap nodemcu mempunyai id cip (mungkin ada no.), Id cip ini selanjutnya diperlukan untuk menerbitkan mesej kepada broker MQTT, untuk mengetahui tentang ID cip tersebut, klik butang Chip id di "ESPlorer"

Langkah 13: Nodemcu: Mengkonfigurasi Arduino untuk Bercakap Dengan Nodemcu

Kod yang disebutkan di bawah ini menentukan kelembapan, suhu dan kelembapan tanah dan seterusnya memaparkan data pada nokia LCD 5110, dan secara bersiri.

Kod Arduino

Daripada menghubungkan Arduino RX --- Nodemcu TX

Arduino TX --- Nodemcu RX

Kod di atas juga merangkumi cara menggunakan perpustakaan softserial, di mana pin DO juga dapat digunakan untuk berfungsi sebagai pin bersiri, saya telah menggunakan pin RX / TX untuk menyambung ke port bersiri nodemcu.

Perhatian: Oleh kerana nodemcu berfungsi dengan 3.3V, disarankan untuk menggunakan level shifter, namun saya telah berhubung secara langsung tanpa ada level level shifter dan prestasi nampaknya tepat untuk aplikasi di atas.

Langkah 14: Nodemcu: Menyiapkan Pelanggan MQTT di Android

Langkah terakhir untuk melihat maklumat di telefon bimbit dengan klien android: -

Terdapat pelbagai aplikasi android MQTT, saya telah menggunakannya dari google play dengan pautan berikut:

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

Konfigurasi untuk aplikasi android agak mudah dan seseorang harus mengkonfigurasi yang berikut

• Alamat Host MQTT beserta port no
• Nama dan alamat pengguna MQTT
• Alamat nod broker MQTT

Setelah menambahkan butiran di atas, sambungkan aplikasi, jika aplikasi disambungkan ke broker MQTT, daripada semua status input / data komunikasi bersiri dari arduino muncul sebagai log.

Langkah 15: Langkah Tambahan: Bekerja dengan Nokia LCD 5110

Berikut adalah konfigurasi pin untuk LCD 5110

1) RST - Tetapkan semula

2) CE - Chip Enable

3) D / C - Pemilihan Data / Perintah

4) DIN - Input Bersiri

5) CLK - Input Jam

6) VCC - 3.3V

7) CAHAYA - Kawalan Lampu Latar

8) GND - Tanah

Seperti ditunjukkan di atas, sambungkan arduino ke LCD 5110 dalam urutan di atas dengan perintang 1-10 K di antara.

Berikut adalah sambungan pin ke pin untuk LCD 5110 ke Arduino uno

• CLK - Pin Arduino Digital 3
• DIN - Arduino Digital pin 4
• D / C - Arduino Digital pin 5
• RST - Pin Digital Arduino 6
• CE - Arduino Digital pin 7

Lebih jauh pin "BL" LCD 5110 dapat digunakan bersama dengan potensimeter (0-100K) untuk mengendalikan kecerahan LCD

Perpustakaan yang digunakan untuk kod di atas adalah: - Muat turun PCD8544 dari pautan yang disebutkan di bawah

Penyatuan DHT11, sensor suhu dan kelembapan dengan arduino dapat dilihat dari pautan DHT11 berikut.

Langkah 16: Perhimpunan Akhir

Langkah terakhir adalah Menyusun semua perkara di atas dalam kotak sebaiknya, kerana bekalan saya telah menggunakan powerbank 10000mah untuk memberi kuasa kepada Arduino dan juga Nodemcu.

Kami juga boleh menggunakan pengecas soket dinding untuk jangka masa panjang, jika dikehendaki.