GEAVANCEERD IoT IRRIGATIESYSTEEM: 17 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

--door Maninder Bir Singh Gulshan, Bhawna Singh, Prerna Gupta

Stap 1:

In de dagelijkse bedrijfsvoering met betrekking tot het water geven zijn de planten de belangrijkste culturele praktijk en de meest arbeidsintensieve taak. Het maakt niet uit welk weer het is, of het nu te warm en koud of te droog en nat is, het is van cruciaal belang om de hoeveelheid water die de planten bereikt te beheersen. Het is dus effectief om een idee te gebruiken van een automatisch bewateringssysteem voor planten dat planten water geeft wanneer ze het nodig hebben. Een belangrijk aspect van dit project is dat: “wanneer en hoeveel water”. Deze methode wordt gebruikt om het bodemvochtgehalte continu te monitoren en om te beslissen of water nodig is of niet, en hoeveel water er nodig is in de bodem van de plant. In zijn meest basale vorm is het systeem zo geprogrammeerd dat een bodemvochtsensor die het vochtgehalte van de plant op een bepaald moment waarneemt, als het vochtgehalte van de sensor lager is dan de gespecificeerde drempelwaarde die vooraf is gedefinieerd volgens de betreffende plant dan wordt de gewenste hoeveelheid water aan de plant geleverd totdat het vochtgehalte de vooraf gedefinieerde drempelwaarde bereikt. Het systeem omvat een vochtigheids- en temperatuursensor die de huidige atmosfeer van het systeem bijhoudt en invloed heeft wanneer er water wordt gegeven. Magneetventiel regelt de waterstroom in het systeem, wanneer Arduino de waarde van de vochtsensor leest, activeert het de magneetventiel volgens de gewenste toestand.. Bovendien rapporteert het systeem de huidige status en verzendt het een herinneringsbericht over het bewateren van planten en ontvangt het een sms van de ontvanger. Al deze meldingen kunnen worden gedaan door SIM 800L te gebruiken.

Stap 2: Kaderdiagram

Dit systeem vereist een Arduino UNO die fungeert als controller en server van het hele systeem. In dit plantirrigatiesysteem controleert de bodemvochtsensor het vochtgehalte in de bodem en als het vochtgehalte laag is, schakelt Arduino een waterpomp in om de plant van water te voorzien. Waterpomp schakelt automatisch uit wanneer het systeem voldoende vocht in de bodem vindt. Telkens wanneer het systeem de pomp in- of uitschakelt, wordt via de GSM-module een bericht naar de gebruiker gestuurd, waarin de status van de waterpomp en het bodemvocht wordt bijgewerkt. Dit systeem is erg handig in boerderijen, tuinen, huizen enz. Dit systeem is volledig geautomatiseerd en er is geen menselijke tussenkomst nodig.

Stap 3: Gebruikte hardware: Arduino UNO

De Arduino UNO is een open-source microcontrollerkaart gebaseerd op de Microchip ATmega328P-microcontroller en ontwikkeld door Arduino.cc. Het bord is uitgerust met sets digitale en analoge input/output (I/O)-pinnen die kunnen worden aangesloten op verschillende uitbreidingskaarten (schilden) en andere circuits. Het bord heeft 14 digitale pinnen, 6 analoge pinnen en is programmeerbaar met de Arduino IDE (Integrated Development Environment) via een type B USB-kabel. Het kan worden gevoed door de USB-kabel of door een externe 9-volt batterij, hoewel het spanningen tussen 7 en 20 volt accepteert.

Stap 4: SIM 800L

SIM800L is een miniatuur mobiele module die GPRS-verzending, het verzenden en ontvangen van sms-berichten en het maken en ontvangen van spraakoproepen mogelijk maakt. Lage kosten en kleine footprint en quad-band frequentieondersteuning maken deze module de perfecte oplossing voor elk project dat lange afstandsconnectiviteit vereist.

Stap 5: Bodemvochtsensor

Bodemvochtsensoren meten het volumetrische watergehalte in de bodem. Aangezien de directe gravimetrische meting van vrij bodemvocht het verwijderen, drogen en wegen van een monster vereist, meten bodemvochtsensoren het volumetrische watergehalte indirect door gebruik te maken van een andere eigenschap van de bodem, zoals elektrische weerstand, diëlektrische constante of interactie met neutronen, als indicatie voor het vochtgehalte.

Stap 6: Temperatuur- en vochtigheidssensor

De DHT11 is een eenvoudige, ultra-voordelige digitale temperatuur- en vochtigheidssensor. Het gebruikt een capacitieve vochtigheidssensor en een thermistor om de omringende lucht te meten, en spuugt een digitaal signaal uit op de datapin (geen analoge ingangspinnen nodig). Het is vrij eenvoudig te gebruiken, maar vereist een zorgvuldige timing om gegevens te verzamelen.

Stap 7: Waterstroomsensor

Waterstroomsensor bestaat uit een kunststof kleplichaam, een waterrotor en een hall-effectsensor. Wanneer water door de rotor stroomt, rolt de rotor. De snelheid verandert met verschillende stroomsnelheid. De hall-effectsensor geeft het bijbehorende pulssignaal af. Deze is geschikt om stroming in de waterdispenser te detecteren.

Stap 8: relais

Een relais is een elektrisch bediende schakelaar. Veel relais gebruiken een elektromagneet om een schakelaar mechanisch te bedienen, maar er worden ook andere werkingsprincipes gebruikt, zoals solid-state relais. Relais worden gebruikt waar het nodig is om een circuit te besturen met een afzonderlijk laagvermogensignaal, of waar meerdere circuits moeten worden bestuurd door één signaal.

Stap 9: LCD (Vloeibaar kristalscherm)

LCD staat voor Liquid Crystal Display en hiermee kunt u LCD-schermen bedienen die compatibel zijn met de Hitachi HD44780-driver. Er zijn er veel en je kunt ze meestal zien aan de 16-pins interface.

Stap 10: Waterpomp

Een pomp is een apparaat dat vloeistoffen (vloeistoffen of gassen), of soms slurries, door mechanische actie verplaatst. Pompen kunnen worden ingedeeld in drie hoofdgroepen volgens de methode die ze gebruiken om de vloeistof te verplaatsen: directe lift-, verplaatsings- en zwaartekrachtpompen.

Pompen werken door een of ander mechanisme (meestal heen en weer bewegend of roterend) en verbruiken energie om mechanisch werk uit te voeren om de vloeistof te verplaatsen. Pompen werken via vele energiebronnen, waaronder handmatige bediening, elektriciteit, motoren of windenergie, zijn er in vele maten, van microscopisch voor gebruik in medische toepassingen tot grote industriële pompen.

Stap 11: Voordelen

1. Mogelijkheid om water te besparen en efficiëntie bij de levering van water.

2. Planning en connectiviteit.

(Hun schema kan overal met internetverbindingen worden bijgewerkt.)

3. Elektriciteit besparen.

(Zonnepaneel wordt ook gebruikt om elektriciteit op te wekken in landbouwbedrijven.)

4. Boeren kunnen altijd en overal op de hoogte zijn van de veldnatuur.

Stap 12: Toepassingen

1. Het kan worden gebruikt in landbouwvelden, gazons en als druppelirrigatiesysteem.

2. Het kan worden gebruikt voor het teeltproces.

3. Het kan worden gebruikt om water te leveren in het beplantingsgebied van de kwekerij.

4. Het kan worden gebruikt voor een breed scala aan gewassen, omdat men de referentie kan aanpassen die nodig is voor verschillende soorten gewassen.

5. Het kan worden gebruikt voor vijverwaterbeheer en wateroverdracht.

We hadden een IoT-apparaat gebruikt, d.w.z. NodeMCU in het schakelschema en ook de Printed Circuit Board (PCB) getoond voor hetzelfde, je kunt ook Arduino UNO gebruiken.

Stap 13: Schakelschema

Stap 14: PCB-ontwerp voor GEAVANCEERD IoT IRRIGATIESYSTEEM

Stap 15: De printplaten bestellen

Nu hebben we het PCB-ontwerp en is het tijd om de PCB's te bestellen. Daarvoor hoeft u alleen maar naar JLCPCB.com te gaan en op de knop "NU QUOTE" te klikken.

JLCPCB is ook sponsor van dit project. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.), is de grootste onderneming voor PCB-prototypes in China en een hightechfabrikant die gespecialiseerd is in snelle PCB-prototypes en PCB-productie in kleine batches. U kunt minimaal 5 PCB's bestellen voor slechts $ 2.

Stap 16:

Om de printplaat te laten maken, uploadt u het gerber-bestand dat u in de laatste stap hebt gedownload. Upload het.zip-bestand of u kunt de gerber-bestanden ook slepen en neerzetten.

Na het uploaden van het zipbestand zie je onderaan een succesbericht als het bestand succesvol is geüpload.

Stap 17:

U kunt de print in de Gerber-viewer bekijken om te controleren of alles goed is. U kunt zowel de boven- als onderkant van de print bekijken.

Nadat we ervoor hebben gezorgd dat onze print er goed uitziet, kunnen we de bestelling nu tegen een redelijke prijs plaatsen. Je kunt 5 PCB's bestellen voor slechts $ 2, maar als het je eerste bestelling is, kun je 10 PCB's krijgen voor $ 2. Om de bestelling te plaatsen, klikt u op de knop "OPSLAAN IN WINKELWAGEN".

Mijn PCB's duurden 2 dagen om te worden vervaardigd en kwamen binnen een week aan met de DHL-bezorgoptie. PCB's waren goed verpakt en de kwaliteit was echt goed.