Slimme tuin - Klik en groei: 9 stappen

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

Wat als u uw eigen planten, bloemen, fruit of groenten zou kunnen kweken met behulp van een smartphone-app die ervoor zorgt dat uw planten de optimale configuratie van water, vochtigheid, licht en temperatuur krijgen en waarmee u ALTIJD OVERAL kunt volgen hoe u uw planten kunt laten groeien.

Smart Garden - Click and Grow zorgt voor uw planten, zelfs als u op vakantie bent, kilometers ver van huis, door ervoor te zorgen dat ze te allen tijde voldoende water, licht en de juiste temperatuur hebben.

Door gebruik te maken van geavanceerde sensoren die de luchtvochtigheid, het licht en de temperatuur monitoren, weet onze slimme applicatie precies wanneer je je tuin moet irrigeren en wat de optimale hoeveelheid water is. Alle relevante informatie over uw tuin wordt constant gemonitord en verschijnt te allen tijde op uw smartphonescherm.

U kunt ervoor kiezen om de tuin automatisch te laten irrigeren door de slimme applicatie, afhankelijk van de omstandigheden in de tuin, of u kunt ervoor kiezen om de tuin handmatig te irrigeren wanneer u maar wilt en in de hoeveelheid water naar keuze, door op een knop in uw smartphone te drukken.

Onze Smart Garden past bij uw lokale omstandigheden en vermindert het waterverbruik en de waterrekening tot 60% door uw planten op de perfecte timing en omstandigheden te irrigeren.

Ga de toekomst tegemoet met onze slimme tuin en begin gemakkelijk, snel en niet minder belangrijk met het cultiveren van uw tuin zonder een fortuin uit te geven.

Stap 1: Onderdelen

Voor dit project heb je nodig:

Elektronische apparaten en borden:

1) NodeMCU;

2) 2 (of meer) kanaals analoge multiplexer;

3) Transistor;

4) Waterpomp (we gebruikten 12V Blige Pump 350GPH);

5) Stroombron:

Sensoren:

6) Lichtsensor (lichtafhankelijke weerstand);

7) MPU-6050-sensor (of een temperatuursensor);

8) Capacitieve Bodemvochtsensor;

Fysiek

9) 3/4 waterleiding;

10) Weerstanden;

11) Draden en verlengstukken;

12) Smartphone

13) Blynk-app

Stap 2: Bedrading - bord en sensoren

Zie onderstaande gedetailleerde instructies over het aansluiten van de verschillende componenten, en raadpleeg het hierboven vermelde bedradingsschema.

Bord en MultiPlexer

Plaats de NodeMCU en de multiplexer op het breadboard zoals weergegeven in het diagram.

Gebruik twee jumpers om de 5V en de GND van de NodeMCU aan te sluiten op respectievelijk de '+' en '-' kolom van het breadBoard, en verbind de multiplexer met de NodeMCU zoals hierboven weergegeven.

De sensoren aansluiten

1) Lichtsensor (lichtafhankelijke weerstand) - U hebt drie jumpers en een weerstand van 100K nodig.

Gebruik de 3 jumpers om de sensor aan te sluiten op de 5V, GND en op de Y2 van de multiPlexer zoals hierboven weergegeven.

2) MPU-6050-sensor - U hebt vier jumpers nodig om de sensor aan te sluiten op de 5V, GND en D3, D4 van de NodeMCU, zoals hierboven weergegeven.

3) Capacitieve bodemvochtsensor (CSMS) - Sluit de CSMS met 3 jumpers aan op de 5V, GND en Y0 van de multiplexer zoals hierboven weergegeven.

Sluit nu de USB-kabel aan op de NodeMCU en ga verder met de volgende stap.

Stap 3: Bedrading - Transistor en pomp

Zie onderstaande gedetailleerde instructies voor het aansluiten van de Rely en de waterpomp, en raadpleeg de bedradingsfoto's die hierboven zijn geplaatst.

Transistor

Gebruik 3 jumpers om de transistor als volgt aan te sluiten:

1. Middelste been naar de '-' van de waterpomp;

2. Linkerbeen naar de '-' van de 12V voeding;

3. Rechterbeen naar D0 van de MCU;

Waterpomp

Sluit de '+' van de 12V voeding aan op de '+' van de waterpomp.

Stap 4: Het systeem aansluiten

We raden aan om het breadboard samen met alle andere componenten behalve de pomp in een mooie doos te doen.

Het zou in een emmer water moeten zitten.

Neem een lange 3/4' pijp; Blokkeer het ene uiteinde van de leiding en monteer het andere uiteinde op de waterpomp; maakt enkele gaten langs de pijp en zet deze in de buurt van de planten;

plaats de bodemsensor in de bodem. Houd er rekening mee dat de waarschuwingslijn van de sensor zich buiten de grond moet bevinden.

U kunt de afbeelding hierboven bekijken om te zien hoe we het systeem hebben geplaatst.

Stap 5: De code

Open het bijgevoegde.ino-bestand met de arduino-editor.

Voordat u het naar de NodeMCU uploadt, moet u aandacht besteden aan de volgende parameters die u mogelijk wilt wijzigen:

1) const int AirValue = 900; Deze waarde moet je testen met je bodemvochtsensor.

Haal de sensor uit de grond en controleer de waarde die je krijgt. U kunt de waarde in de code overeenkomstig wijzigen.

2) const int WaterValue = 380; U moet deze waarde testen met uw sensor.

Haal de sensor uit de grond en leg hem in een glas water. Controleer de waarde die u krijgt - U kunt de waarde in de code overeenkomstig wijzigen.

Nadat je het bovenstaande hebt gedaan, upload je de code naar de NodeMCU.

Stap 6: IFTTT-applets

Als het systeem besluit de tuin automatisch te irrigeren, stuurt het u een e-mail, zodat u weet dat uw tuin is geïrrigeerd, aangezien de grond erg droog was.

We raden u aan het systeem zo te configureren dat het alleen 's nachts of wanneer de zon laag staat, irriteert.

op die manier bespaart u elke maand een aanzienlijke hoeveelheid water!!

In de Blynk-app hebben we één webhook-widget gebruikt. De webhook-widget werd gebruikt om een gebeurtenis te activeren op IFTTT. IFTTT-applets Datum/tijd -> webhooks, een virtuele pin op Blynk verandert de waarde ervan. Wat een functie activeert die je een mail stuurt als de grond erg droog is en de automatische irrigatie is geactiveerd.

Stap 7: Smart Garden - BLYNK-toepassing

Onze BLYNK-applicatie bevat de volgende functies:

1) LCD - het lcd geeft u relevante informatie over het systeem. Het laat u weten wanneer het systeem de waterpomp bedient en de planten irriteert.

2) Bodemvochtigheidsschaal - Geeft u informatie over de vochtigheid van de grond.

De schaal geeft de vochtigheid in procenten weer, zodat nul procent de gemiddelde vochtigheidsgraad van de lucht is en 100 procent de vochtigheid van water.

We hebben ook een verbale beschrijving toegevoegd van het vochtigheidsniveau dat wordt weergegeven door vijf opties:

A. Zeer nat - wanneer de grond drijft met water.

B. Nat - tussen normaal en overstroomd. Deze situatie zal naar verwachting enige tijd duren nadat we het land hebben geïrrigeerd.

C. Ideaal - wanneer de grond een ideale hoeveelheid water voor de planten bevat.

D. Droog - Wanneer de grond begint te drogen. Bij de meeste planten is het echter nog niet nodig om te irrigeren.

E. Zeer droog - in deze situatie de grond zo snel mogelijk water geven (Merk op dat als de automatische irrigatiemodus AAN is, het systeem de tuin automatisch zal irrigeren als de grond erg droog is).

* De ideale bodemvochtigheid hangt natuurlijk af van de specifieke planten die je in je tuin hebt staan.

* U kunt het watervochtigheidsniveau en het luchtvochtigheidsniveau wijzigen zoals hierboven uitgelegd.

3) Zonnige schaal - Geeft u informatie over het lichtniveau waaraan de planten worden blootgesteld. Het ideale lichtniveau dat nodig is, hangt af van het type planten dat u in uw tuin heeft.

4) Temp - geeft u de temperatuur in de omgeving van uw planten.

5) Automatisch irrigeren - wanneer deze knop AAN staat, zal het systeem de planten automatisch irrigeren wanneer de bodemvochtigheid 'zeer droog' wordt.

6) Hoeveelheid - door op '+' of '-' te drukken kunt u de hoeveelheid water (in liters) kiezen voor het besproeien van de planten.

Stap 8: Simulatie van het systeem in actie

Zie het systeem live werken in de bijgevoegde video !!:)

Merk op dat als u de automatische irrigatie AAN zet, het systeem uw tuin automatisch zal irrigeren zodra de grond 'zeer droog' wordt. het systeem kan worden geconfigureerd om alleen te irrigeren als de zon niet te sterk is (bijvoorbeeld alleen laat in de nacht), zodat er geen water wordt verspild!!!

Als het systeem besluit om de tuin automatisch te irrigeren, laat het je dat weten op het lcd-scherm van de applicatie (als het open staat op je smartphone), en het stuurt je ook een e-mail!

Stap 9: Verbeteringen en toekomstplannen

De belangrijkste uitdaging

Onze belangrijkste uitdaging was om erachter te komen welke sensoren we moesten gebruiken, waar we ze moesten plaatsen en welke eindpuntwaarden we moesten gebruiken om de beste resultaten te krijgen.

Omdat we veel informatie moesten weergeven (bodemvochtigheid, temperatuur, lichtniveau, bodemgesteldheid enz.), hebben we veel tijd besteed om onze app zo duidelijk en comfortabel mogelijk te maken.

In het begin werkten we met een Rely, die ons het leven erg moeilijk maakte, we probeerden verschillende relais en we kwamen erachter dat de NodeMCU en de Rely soms niet erg stabiel waren, omdat de HOGE waarde van de digitale pinnen van de NodeMCU slechts 3 uitgangen heeft. volt, wanneer de Rely met 5V werkt, dus toen we de pomp AAN wilden zetten en de D1-uitgang op HOOG wilden zetten, werkte de schakelaar niet omdat de Rely verwachtte dat 5V zijn status zou veranderen.

Zodra we het vertrouwen hadden vervangen door de transistor, konden we de pomp gemakkelijk aansturen.

De beperkingen van het systeem

Onze tuin is klein, het was niet mogelijk om een groot aantal sensoren te bevatten om informatie uit verschillende gebieden in onze tuin te ontvangen. Met meer sensoren en een grotere tuin kunnen we meer te weten komen over de omstandigheden in elk deel van de tuin en specifieke eigenschappen gebruiken voor elk deel van de tuin, zodat het de beste omstandigheden en behandeling krijgt voor zijn specifieke behoeften, en het ook kan aanpassen voor automatische irrigatie.

Toekomst visie

Onze toekomstige gedachten komen vooral voort uit de beperkingen van het systeem. Het doel is om hetzelfde slimme tuinsysteem te implementeren, alleen een grote op grotere schaal.

Wij zijn van mening dat een dergelijk systeem kan worden aangepast aan elk type platform, van particuliere tuinen, maar ook openbare tuinen tot aan de landbouwindustrie, zoals grote kassen en landbouwvelden.

Voor elk systeem (afhankelijk van de grootte) zullen we meer sensoren gebruiken. Bijvoorbeeld:

1. Een groot aantal bodemvochtigheidssensoren: Met een groot aantal sensoren kunnen we de vochtigheidsgraad in elk specifiek deel van het land/bodem kennen.

2. Groot aantal lichtsensoren: vergelijkbaar met de reden hierboven, zelfs hier kunnen we meer dan specifiek zijn voor verschillende delen van de tuin.

Door deze sensoren toe te voegen, kunnen we voor elk type plant in onze tuin een specifieke behandeling samenstellen.

Omdat verschillende soorten planten een andere behandeling nodig hebben, kunnen we elk gebied van onze tuin aanpassen aan een ander type planten en met een groot aantal sensoren stemmen we de specifieke plant precies af op de conditie die deze nodig heeft. Op deze manier kunnen we verschillende planten kweken op kleiner terrein.

Een ander belangrijk voordeel van een groot aantal sensoren is de mogelijkheid om het vochtgehalte in de bodem en de temperatuur te identificeren, te vergrendelen om te weten wanneer het nodig is om een deel van de aarde water te geven en we kunnen de irrigatie regelen zodat dit resulteert in maximale waterbesparing. We hoeven de hele tuin alleen water te geven als een klein deel ervan droog is, we kunnen dit gebied alleen veranderen.

3. Het systeem aansluiten op de hoofdwaterkraan - zo hoeven we geen water in de container te vullen. Het grote voordeel van zo'n aansluiting is maximale controle over de irrigatie en de hoeveelheid water die elk gebied van de bodem ontvangt, zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over het opraken van het water in de tank.

4. Specifieke applicatie voor het systeem - Schrijven van een nieuwe applicatie die compatibel is met het systeem. Met al onze liefde אם Blynk-applicatie kunnen we deze niet gebruiken als de belangrijkste systeemapplicatie. We willen graag een unieke applicatie voor het systeem schrijven die past bij de controller en sensoren waarmee we willen werken om de gebruiker een perfecte ervaring te geven.

Het schrijven van een applicatie als deze geeft ons de mogelijkheid om meer functies toe te voegen dan die we in Blynk kunnen vinden. Bijvoorbeeld het bouwen van een gebruikersprofiel voor de klant, het verzamelen van de informatie over elke klant en hem adviseren over de beste en meest efficiënte eigenschappen die bij zijn behoeften passen.

We willen een algoritme bouwen dat alle informatie die we krijgen van de verschillende sensoren leert en deze gebruiken om planten de beste omstandigheden te geven.

Verder kunnen we een online klantenkring creëren die wordt bijgewerkt met aanbevelingen en online hulp krijgt bij een probleem in het systeem.

We denken echt dat een project als dit een groot potentieel heeft om een breed scala aan klanten te bedienen: van particulieren met kleine tuinen tot siertuinen bij bedrijven die hun tuinen gemakkelijk willen aanleggen en tegelijkertijd water en hulpbronnen willen besparen, en tot boeren en grote bedrijven die grote velden en kassen bezitten en op zoek zijn naar een effectieve en relatief goedkope oplossing die hen de meest relevante informatie over hun producten geeft, waardoor ze voordelen krijgen ten opzichte van hun rivalen in termen van de kwaliteit van hun producten, en de door kostenbesparing, zowel van water als van defecte goederen die niet goed zijn behandeld (bijvoorbeeld te veel water gekregen).