جهاز مراقبة نباتات داخلي ذكي - اعرف متى يحتاج نباتك إلى الري: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

قبل شهرين ، صنعت عصا مراقبة رطوبة التربة تعمل بالبطارية ويمكن أن تكون عالقة في التربة في وعاء النبات الداخلي الخاص بك لإعطائك بعض المعلومات المفيدة حول مستوى رطوبة التربة ومصابيح LED لإخبارك بموعد سقيك. مصنع.

إنه يقوم بعمل رائع ، لكنه عالق جدًا في الوعاء وهو ليس الجهاز الأفضل مظهرًا. لذلك جعلني هذا أفكر في طريقة لجعل شاشة مراقبة نباتات داخلية أفضل المظهر والتي يمكن أن توفر لك المعلومات التي تحتاجها في لمحة.

إذا كنت تستمتع بهذا Instructable ، فالرجاء التصويت له في مسابقة Remix!

اللوازم

• Seeeduino XIAO - اشتري من هنا
• أو Seeeduino XIAO من أمازون - اشترِ هنا
• مستشعر رطوبة التربة بالسعة - اشتري من هنا
• 5 مم RGB LED - اشترِ من هنا
• 100Ω المقاوم - اشترِ هنا
• 200Ω المقاوم - اشترِ هنا
• كابل الشريط - اشترِ من هنا
• دبابيس رأس أنثى - اشترِ هنا
• 3 مم MDF - اشتري من هنا
• 3 مم أكريليك - اشترِ من هنا
• لاصق إيبوكسي - اشتري من هنا

الخطوة 1: تصميم القاعدة

بعد اللعب مع بعض الأفكار ، فكرت في صنع قاعدة مستديرة بسيطة للنبات الداخلي للوقوف عليها ، على غرار السفينة. تتكون القاعدة من ثلاث طبقات ، طبقة من MDF ، ثم طبقة مؤشر من شأنها أن تضيء لإظهار حالة النبات ، ثم طبقة أخرى من MDF.

ستضيء طبقة المؤشر بواسطة RGB LED الذي يتحول إلى اللون الأخضر عندما يكون لدى النبات ما يكفي من الماء ويتحول إلى اللون الأحمر عندما يحتاج النبات إلى الماء. ستكون مستويات الرطوبة بينهما درجات متفاوتة من اللون الأصفر / البرتقالي حيث ينتقل مؤشر LED من الأخضر إلى الأحمر. لذا فإن اللون الأصفر المخضر يعني أنه لا تزال هناك كمية لا بأس بها من الماء والأصفر البرتقالي يعني أنك ستحتاج إلى سقي نباتك قريبًا.

ما زلت أرغب في استخدام نفس مستشعرات مراقبة رطوبة التربة السعوية التي استخدمتها في المشروع الأول ، حيث كان لدي بضع قطع غيار. هذه المرة ، ومع ذلك ، لن يكون هناك أي إلكترونيات متصلة بها مباشرة ، وستتم جميع عمليات المعالجة في القاعدة.

كان المتحكم الدقيق الذي قررت استخدامه هو Seeeduino XIAO لأنه صغير حقًا ، وهو متوافق مع Arduino ويكلف 5 دولارات فقط.

لقد بدأت بقياس قاعدة الإناء حتى أتمكن من جعل القاعدة الجديدة أكبر قليلاً. لقد صممت المكونات في Inkscape ليتم قصها بالليزر وكذلك بتنسيق PDF ليتم طباعتها وقصها يدويًا. يمكنك تنزيل القوالب من هنا.

الخطوة 2: قص الأكريليك و MDF

لقد قطعت المكونات من 3 مم MDF و 3 مم أكريليك شفاف على قاطع الليزر الخاص بي. إذا لم يكن لديك قاطع ليزر ، فيمكنك طباعة قوالب PDF وقص المكونات يدويًا. من السهل جدًا التعامل مع كل من MDF والاكريليك.

من أجل جعل RGB LED يضيء حواف طبقة الأكريليك ، ستحتاج إلى تخشينها باستخدام بعض ورق الصنفرة. لقد استخدمت حوالي 240 ورقة من ورق الصنفرة الحبيبية وصنفرت كل حواف الأكريليك حتى يتساوى الضباب الأبيض. تعمل الحواف الخشنة على توزيع ضوء LED وتجعل مظهر الأكريليك كما لو كان مضاءًا.

الخطوة 3: تجميع القاعدة

بعد ذلك ، قم بلصق الطبقات معًا باستخدام بعض لاصق الإيبوكسي.

استخدم فقط كمية صغيرة من الإيبوكسي ، فأنت لا تريد أن تتسرب من الحواف وعلى الوجوه الأكريليكية التي صنفرتها للتو أو ستضطر إلى صنفرتها مرة أخرى.

استخدم بعض المشابك الصغيرة لتثبيت الطبقات معًا أو ضعها تحت جسم ثقيل أثناء علاج الإيبوكسي.

الخطوة 4: لحام الإلكترونيات

أثناء معالجة الإيبوكسي ، يمكنك لحام مكوناتك معًا.

الدائرة بسيطة للغاية ، لديك فقط مخرجات PWM للتحكم في RGB LED ، أحدهما للساق الخضراء والآخر للساق الحمراء ، ثم إدخال تناظري واحد للقراءة في إخراج المستشعر.

ستحتاج أيضًا إلى المقاوم المحدد الحالي على كل من ساقي LED. يكون الضوء الأخضر من مصابيح LED هذه أكثر سطوعًا بشكل عام من اللون الأحمر ، لذلك استخدمت مقاوم 220 على الساق الخضراء ومقاوم 100 على الساق الحمراء لموازنة الألوان بشكل أفضل قليلاً.

من المفترض أن تكون مستشعرات رطوبة التربة السعوية هذه قادرة على العمل إما على 3.3 فولت أو 5 فولت ، ومع ذلك ، كان لدي زوجان لا ينتجان أي شيء عند تشغيلهما بجهد 3.3 فولت. إذا وجدت أنك لا تحصل على أي إخراج من المستشعر الخاص بك ، فقد تحتاج إلى تشغيله من مصدر 5 فولت على Arduino - Vcc بدلاً من ذلك. يعمل المستشعر على خفض الجهد لأسفل على أي حال ، لذلك ستظل تحصل على خرج 3.3 فولت فقط. كن حذرًا إذا كنت تستخدم مستشعرًا مختلفًا لأن Arduino هذا لا يمكنه قبول سوى ما يصل إلى 3.3 فولت على المدخلات التناظرية.

الخطوة الخامسة: تثبيت الإلكترونيات

بعد ذلك ، ستحتاج إلى تثبيت المكونات الإلكترونية الخاصة بك في السكن الخاص بك في الجزء الخلفي من القاعدة.

عندما حاولت تجميع مكوناتي في المرة الأولى ، رأيت أنني كنت متفائلًا بعض الشيء في التفكير في أنني سأضعهم جميعًا في مساحة من طبقتين ، لذلك اضطررت إلى قطع طبقة مباعدة إضافية.

ادفع LED في الفتحة الموجودة في الأكريليك ، وتأكد من أن الجزء الأكثر سطوعًا من LED موجود داخل طبقة الأكريليك. لذلك لا تدفعه بالكامل.

ثم قم بلصق بطاقة Arduino في الغلاف ودبابيس الرأس الموجودة على الغطاء العلوي. يمكنك استخدام الايبوكسي أو مسدس الغراء لهذه الخطوة ، لقد استخدمت مسدس الغراء لأنه يتم ضبطه بشكل أسرع. من الجيد أيضًا تغطية المفاصل الملحومة على دبابيس الرأس بالغراء حتى لا تقصر على أرجل LED عند إغلاقها.

هذا كل شيء للتجميع ، الآن ما عليك سوى برمجته.

الخطوة 6: برمجة Arduino

الرسم بسيط للغاية. إنه يأخذ قراءات فقط من مستشعر رطوبة التربة ثم يقوم بتعيينها بين الحدود الرطبة والجافة. ثم يستخدم هذه القيم المعينة لدفع مؤشري LED بشكل متناسب.

لذا فإن مؤشر LED الأحمر مضاء تمامًا والأخضر مطفأ تمامًا عند الجفاف والعكس صحيح عند البلل. تحتوي المستويات المتوسطة على مخرجات PWM لتحجيمها لتوفير درجات متفاوتة من الأصفر / البرتقالي.

في الإصدار الأول من الرسم ، قمت للتو بتحديث مصابيح LED مع قراءة كل قيمة من المستشعر. لقد لاحظت أنه كان هناك بعض الاختلاف في القياسات وفي كثير من الأحيان كانت هناك قيمة أعلى أو أقل بكثير من غيرها ، مما تسبب في وميض / خلل في اللون. لذلك قمت بتغيير الرمز قليلاً بحيث يتم حساب متوسط القراءات العشر الماضية وهذا المتوسط يقود لون LED بدلاً من ذلك. هذا يجعل التغييرات أكثر تدريجيًا ويسمح ببعض القيم المتطرفة دون التأثير بشكل كبير على اللون.

يمكن رؤية هذه البيانات في إخراج الشاشة التسلسلية.

يمكنك تنزيل المخطط هنا مع وصف كامل للرمز.

الخطوة السابعة: معايرة المستشعر

آخر شيء تفعله قبل استخدام الشاشة هو معايرة المستشعر. ستحتاج إلى القيام بذلك حتى يعرف Arduino مستوى الرطوبة الذي يحتوي على كمية كافية من الماء في نباتك ومستوى الرطوبة الذي يحتاجه الماء. هذه خطوة مهمة لأن ناتج كل جهاز استشعار يختلف قليلاً بناءً على الموضع ونوع التربة ولكل نبات متطلبات ري مختلفة.

أفضل طريقة للقيام بذلك هي البدء بنبتتك "الجافة" ، بحيث تكون التربة عند مستوى الرطوبة حيث تتوقع ريها.

ضع نباتك على القاعدة ، وادفع المستشعر في التربة (لا تغمر المكونات الإلكترونية) ، ثم قم بتوصيل المستشعر بمسامير الرأس الموجودة على القاعدة.

قم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك وافتح الشاشة التسلسلية. ستحتاج إلى إضافة Serial.print ("") ؛ خط إلى الكود لطباعة مخرجات المستشعر إلى الشاشة التسلسلية حتى تتمكن من رؤية القيم الأولية. تريد عرض قيمة جديدة كل ثانية إلى ثانيتين ، يمكنك تغيير ذلك باستخدام التأخير. يمكنك إخراج نتيجة المتوسط المتحرك أيضًا إذا كنت ترغب في ذلك ، ستحتاج فقط إلى الانتظار لفترة أطول قليلاً للحصول على قراءاتك المستقرة.

لاحظ متوسط حوالي 10-20 قراءة بمجرد أن تستقر ، ستكون هذه هي نقطة الضبط "الجافة".

بمجرد أن تصبح راضيًا عن القراءات الجافة ، اسقي نباتك كما تفعل عادةً. امنحها كمية كافية من الماء ليتم امتصاصها بالكامل في التربة ، لكن لا تغرقها. افعل الآن نفس الشيء كما كان من قبل واحصل على نقطة ضبط متوسطة "رطبة".

قم بتحديث نقطتي الضبط في الكود ثم أعد تحميل الرسم وستكون جاهزًا لبدء استخدام القاعدة بشكل صحيح.

الخطوة 8: استخدام جهاز مراقبة النبات الداخلي الذكي

نظرًا لأنك سقيت نباتك للتو لمعايرته ، يجب أن تكون الشاشة خضراء. سيبدأ اللون الأصفر ببطء ثم يتحول إلى اللون الأحمر مرة أخرى خلال الأيام القليلة القادمة حيث تجف التربة.

بسبب مصفوفة المتوسط المتحرك ، هناك بعض التأخير بين وقت سقي النبات والوقت الذي يتحول فيه المستشعر إلى اللون الأخضر مرة أخرى. يجب أن يتحول إلى اللون الأخضر بعد حوالي 20-30 ثانية.

إذا كنت ستستخدم القاعدة في مكان مشمس حقًا ، فقد ترغب في إضافة مصباح LED ثاني أو ثالث وطبقة أكريليك أخرى إلى القاعدة لجعلها أكبر قليلاً وأكثر إشراقًا.

اسمحوا لي أن أعرف ما هو رأيك في هذه الشاشة في قسم التعليقات أدناه. ماذا تحب وماذا تريد أن تغير؟

كما ذكرنا من قبل ، يرجى التصويت لهذا المشروع في مسابقة Remix إذا كنت قد استمتعت به!

استمتع ببناء بنفسك!