نظام الري المتقدم بإنترنت الأشياء: 17 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

- بقلم مانيندر بير سينغ غولشان ، بهاونا سينغ ، بريرنا غوبتا

الخطوة 1:

في العملية اليومية المتعلقة بسقي النباتات هي أهم ممارسة ثقافية والمهمة الأكثر كثافة في العمل. بغض النظر عن الطقس ، سواء كان شديد الحرارة أو باردًا أو جافًا جدًا ورطبًا ، من الأهمية بمكان التحكم في كمية المياه التي تصل إلى النباتات. لذلك ، سيكون من الفعال استخدام فكرة نظام سقي النبات الأوتوماتيكي الذي يسقي النباتات عندما يحتاجون إليه. أحد الجوانب المهمة لهذا المشروع هو: "متى وكم من الماء". يتم استخدام هذه الطريقة لمراقبة مستوى رطوبة التربة بشكل مستمر ولتحديد ما إذا كان الري مطلوبًا أم لا ، وكمية المياه اللازمة في تربة النبات. في أبسط أشكاله ، يتم برمجة النظام بطريقة تجعل مستشعر رطوبة التربة يستشعر مستوى الرطوبة من النبات في وقت معين ، إذا كان مستوى الرطوبة في المستشعر أقل من القيمة المحددة للعتبة المحددة مسبقًا وفقًا لـ يتم توفير نبات معين من الكمية المرغوبة من المياه للنبات حتى يصل مستوى الرطوبة إلى قيمة العتبة المحددة مسبقًا. يشتمل النظام على مستشعر للرطوبة ودرجة الحرارة يحافظ على تتبع الغلاف الجوي الحالي للنظام وله تأثير عند حدوث الري. يتحكم صمام الملف اللولبي في تدفق المياه في النظام ، عندما يقرأ Arduino القيمة من مستشعر الرطوبة ، فإنه يقوم بتشغيل صمام الملف اللولبي وفقًا للحالة المرغوبة.. بالإضافة إلى ذلك ، يقوم النظام بالإبلاغ عن حالته الحالية ويرسل رسالة تذكير حول سقي النباتات ويتلقى الرسائل القصيرة من المستلم. كل هذا الإخطار يمكن القيام به باستخدام 800L SIM.

الخطوة 2: مخطط الإطار

يتطلب هذا النظام Arduino UNO الذي يعمل كمتحكم وخادم للنظام بأكمله. في نظام ري النبات هذا ، يتحقق مستشعر رطوبة التربة من مستوى الرطوبة في التربة وإذا كان مستوى الرطوبة منخفضًا ، يقوم Arduino بتبديل مضخة المياه لتوفير المياه للنبات. يتم إيقاف تشغيل مضخة المياه تلقائيًا عندما يجد النظام رطوبة كافية في التربة. عندما يتم تشغيل أو إيقاف تشغيل النظام للمضخة ، يتم إرسال رسالة إلى المستخدم عبر وحدة GSM ، لتحديث حالة مضخة المياه ورطوبة التربة. هذا النظام مفيد جدًا في المزارع والحدائق والمنزل وما إلى ذلك. هذا النظام مؤتمت بالكامل وليس هناك حاجة لأي تدخل بشري.

الخطوة 3: الأجهزة المستخدمة: Arduino UNO

Arduino UNO عبارة عن لوحة تحكم دقيقة مفتوحة المصدر تعتمد على وحدة التحكم الدقيقة Microchip ATmega328P وتم تطويرها بواسطة Arduino.cc. تم تجهيز اللوحة بمجموعات من دبابيس الإدخال / الإخراج الرقمية والتناظرية (I / O) التي يمكن توصيلها بلوحات التمدد المختلفة (الدروع) والدوائر الأخرى. تحتوي اللوحة على 14 دبوسًا رقميًا و 6 دبابيس تناظرية وقابلة للبرمجة باستخدام Arduino IDE (بيئة التطوير المتكاملة) عبر كبل USB من النوع B. يمكن تشغيله عن طريق كبل USB أو بواسطة بطارية خارجية 9 فولت ، على الرغم من أنه يقبل الفولتية بين 7 و 20 فولت.

الخطوة 4: بطاقة SIM 800L

SIM800L عبارة عن وحدة خلوية مصغرة تسمح بنقل GPRS وإرسال واستقبال الرسائل القصيرة وإجراء واستقبال المكالمات الصوتية. إن التكلفة المنخفضة والحجم الصغير ودعم التردد الرباعي يجعل هذه الوحدة حلاً مثاليًا لأي مشروع يتطلب اتصالاً طويل المدى.

الخطوة 5: مستشعر رطوبة التربة

أجهزة استشعار رطوبة التربة تقيس محتوى الماء الحجمي في التربة. نظرًا لأن قياس الجاذبية المباشرة لرطوبة التربة الحرة يتطلب إزالة عينة وتجفيفها ووزنها ، فإن مستشعرات رطوبة التربة تقيس محتوى الماء الحجمي بشكل غير مباشر باستخدام بعض الخصائص الأخرى للتربة ، مثل المقاومة الكهربائية أو ثابت العزل أو التفاعل مع النيوترونات ، كمؤشر لمحتوى الرطوبة.

الخطوة 6: مستشعر درجة الحرارة والرطوبة

DHT11 هو مستشعر رقمي لدرجة الحرارة والرطوبة أساسي ومنخفض التكلفة. يستخدم مستشعر رطوبة بالسعة وثرمستور لقياس الهواء المحيط ، ويبث إشارة رقمية على دبوس البيانات (لا حاجة إلى دبابيس إدخال تمثيلية). إنه سهل الاستخدام إلى حد ما ، ولكنه يتطلب توقيتًا دقيقًا للحصول على البيانات.

الخطوة السابعة: مستشعر تدفق المياه

يتكون مستشعر تدفق المياه من جسم صمام بلاستيكي ، ودوار مائي ، ومستشعر تأثير القاعة. عندما يتدفق الماء عبر الدوار ، يتدحرج الدوار. تتغير سرعته مع اختلاف معدل التدفق. يقوم مستشعر تأثير القاعة بإخراج إشارة النبض المقابلة. هذا الجهاز مناسب لاكتشاف التدفق في موزع المياه.

الخطوة 8: التتابع

التتابع هو مفتاح يعمل بالكهرباء. تستخدم العديد من المرحلات مغناطيسًا كهربائيًا لتشغيل مفتاح ميكانيكيًا ، ولكن يتم أيضًا استخدام مبادئ تشغيل أخرى ، مثل مرحلات الحالة الصلبة. تُستخدم المرحلات عندما يكون من الضروري التحكم في دائرة بواسطة إشارة منفصلة منخفضة الطاقة ، أو حيث يجب التحكم في عدة دوائر بواسطة إشارة واحدة.

الخطوة 9: LCD (شاشة عرض بلورية سائلة)

ترمز LCD إلى شاشة العرض البلورية السائلة وتسمح لك بالتحكم في شاشات LCD المتوافقة مع برنامج تشغيل Hitachi HD44780. يوجد الكثير منهم ، ويمكنك عادة إخبارهم بواجهة 16 دبوس.

الخطوة العاشرة: مضخة الماء

المضخة عبارة عن جهاز ينقل السوائل (السوائل أو الغازات) ، أو في بعض الأحيان الملاط ، عن طريق العمل الميكانيكي. يمكن تصنيف المضخات إلى ثلاث مجموعات رئيسية وفقًا للطريقة التي تستخدمها لتحريك السائل: مضخات الرفع المباشر والإزاحة والجاذبية.

تعمل المضخات ببعض الآليات (عادة ما تكون متبادلة أو دوارة) ، وتستهلك الطاقة لأداء العمل الميكانيكي الذي يحرك السائل. تعمل المضخات عبر العديد من مصادر الطاقة ، بما في ذلك التشغيل اليدوي أو الكهرباء أو المحركات أو طاقة الرياح ، وتأتي بأحجام عديدة ، من الميكروسكوب للاستخدام في التطبيقات الطبية إلى المضخات الصناعية الكبيرة.

الخطوة 11: المزايا

1. القدرة على توفير المياه والكفاءة في توصيل المياه.

2. الجدولة والاتصال.

(يمكن تحديث جدولهم الزمني من أي مكان باستخدام اتصالات الإنترنت.)

3. توفير الكهرباء.

(تُستخدم الألواح الشمسية أيضًا لتوليد الكهرباء في المزارع الزراعية.)

4. يمكن للمزارع معرفة طبيعة الحقل في أي وقت وفي أي مكان.

الخطوة 12: التطبيقات

1. يمكن استخدامه في المجالات الزراعية والمروج وكنظام الري بالتنقيط.

2. يمكن استخدامه لعملية الزراعة.

3. يمكن استخدامه لتوفير المياه في منطقة زراعة الحضانة.

4. يمكن استخدامه لمجموعة واسعة من المحاصيل حيث يمكن للمرء تخصيص المرجع المطلوب لأنواع مختلفة من المحاصيل.

5. يمكن استخدامه لإدارة مياه البركة ونقل المياه.

لقد استخدمنا جهاز IoT ، أي NodeMCU في مخطط الدائرة وأظهرنا أيضًا لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لنفسه ، يمكنك استخدام Arduino UNO أيضًا.

الخطوة 13: مخطط الدائرة

الخطوة 14: تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لنظام الري المتقدم بإنترنت الأشياء

الخطوة 15: طلب ثنائي الفينيل متعدد الكلور

الآن لدينا تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور وحان الوقت لطلب ثنائي الفينيل متعدد الكلور. لذلك ، ما عليك سوى الانتقال إلى JLCPCB.com ، والنقر فوق الزر "اقتباس الآن".

JLCPCB هي أيضا الراعي لهذا المشروع. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co. ، Ltd.) ، هي أكبر مشروع أولي ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الصين وهي شركة تصنيع عالية التقنية متخصصة في نموذج أولي سريع لثنائي الفينيل متعدد الكلور وإنتاج ثنائي الفينيل متعدد الكلور صغير. يمكنك طلب ما لا يقل عن 5 ثنائي الفينيل متعدد الكلور مقابل 2 دولار فقط.

الخطوة 16:

لتصنيع PCB ، قم بتحميل ملف gerber الذي قمت بتنزيله في الخطوة الأخيرة. قم بتحميل ملف.zip أو يمكنك أيضًا سحب ملفات جربر وإفلاتها.

بعد تحميل الملف المضغوط ، سترى رسالة نجاح في الجزء السفلي إذا تم تحميل الملف بنجاح.

الخطوة 17:

يمكنك مراجعة PCB في عارض Gerber للتأكد من أن كل شيء على ما يرام. يمكنك عرض كل من الجزء العلوي والسفلي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

بعد التأكد من أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور يبدو جيدًا ، يمكننا الآن تقديم الطلب بسعر معقول. يمكنك طلب 5 مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور مقابل دولارين فقط ، ولكن إذا كان هذا هو طلبك الأول ، فيمكنك الحصول على 10 مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور مقابل 2 دولار. لتقديم الطلب ، انقر فوق الزر "حفظ في عربة التسوق".

استغرق تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بي يومين حتى يتم تصنيعه ووصل في غضون أسبوع باستخدام خيار التسليم عبر DHL. كانت مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور معبأة جيدًا وكانت الجودة جيدة حقًا.