كيفية عمل نظام ري آلي باستخدام Arduino: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

في هذه التعليمات ، سأوضح لك كيفية بناء وتنفيذ نظام ري آلي يمكنه استشعار محتوى الماء في التربة وري حديقتك تلقائيًا. يمكن برمجة هذا النظام لمتطلبات المحاصيل المختلفة والتغيرات الموسمية. هذا النظام هو الأنسب لتقنية الري بالتنقيط. لقد اختبرت النظام أيضًا لظروف التربة المختلفة وتوافر المياه.

شاهد الفيديو المرتبط لفهمه بسهولة.

سيساعدك هذا النظام على ري حديقتك الخلفية أو حديقتك الداخلية تلقائيًا ولا داعي للقلق بشأن سقي نباتاتك المفضلة في جدولك المزدحم.

Arduino UNO هو العقل المدبر لهذا النظام ويتم التحكم في جميع أجهزة الاستشعار وأجهزة العرض من خلاله. يستخدم جهاز استشعار الرطوبة لقراءة محتوى الرطوبة في التربة. يتم توفير شاشة LCD لمراقبة حالة التربة ودرجة الحرارة المحيطة وحالة إمدادات المياه (مضخة المياه).

الخطوة 1: المواد المطلوبة

1. اردوينو UNO
2. مستشعر رطوبة التربة (مع برنامج تشغيل LM393)
3. مستشعر درجة الحرارة LM 35
4. شاشة LCD مقاس 16 × 2
5. مفتاح مستوى الماء
6. مكبر الصوت
7. 5V التقوية
8. BC547 أو ترانزستورات NPN مماثلة
9. المقاومات (راجع مخطط الدائرة)
10. مقياس الجهد (10Kohm)
11. 5 مم LED
12. 1N4007 ديود
13. الشرائط الطرفية والمحطات اللولبية
14. ثنائي الفينيل متعدد الكلور / اللوح
15. الأدوات الأساسية ومجموعة اللحام

الخطوة الثانية: بناء الدائرة

يمكن بناء هذه الدائرة إما على Breadboard أو على PCB. لمحاولة مؤقتة ، يمكنك بناء هذا على اللوح. راجع مخطط الدائرة للحصول على التفاصيل. قم بإجراء الاتصال كما هو مذكور أدناه.

دبابيس أردوينو

0 _ لا ينطبق

1 _ لا ينطبق

2 _ LCD-14

3 _ LCD-13

4 _ LCD-12

5 _ LCD-11

6 _ لا ينطبق

7_WATER_LEVEL_STATUS_LED

8 _ لا ينطبق

9_ المتحدث

10 _ لا ينطبق

11 _ LCD-6

12 _ LCD-4

13 _ PUMP_STATUS_LED) _AND_TO_RELAY

A0_SOIL_MOISTURE_SENSOR

A4 _ LM35_ (مستشعر درجة الحرارة)

LCD-1 _ GND

LCD-5 _ GND

LCD-2 _ + Vcc

LCD-3 _ LCD_ سطوع

* تم الإبلاغ عن خطأ لقراءات درجة حرارة غير مستقرة. يرجى تجنب جهاز استشعار درجة الحرارة. سوف أقوم بتحديث الكود بمجرد حله.

الخطوة 3: مبدأ عمل الدائرة

تعتمد قيم مستشعر رطوبة التربة على مقاومة التربة. برنامج التشغيل LM393 عبارة عن جهاز مقارنة تفاضلي مزدوج يقارن جهد المستشعر بجهد إمداد ثابت 5 فولت.

تتراوح قيمة هذا المستشعر من 0 إلى 1023. يمثل 0 حالة أكثر رطوبة و 1023 حالة جافة جدًا.

LM35 عبارة عن مستشعرات درجة حرارة ذات دائرة متكاملة دقيقة ، ويتناسب جهد خرجها خطيًا مع درجة الحرارة المئوية. يعمل LM35 عند -55 درجة مئوية إلى + 120 درجة مئوية.

يحتوي مفتاح مستوى الماء على مفتاح Reed-Magnetic Switch محاط بمغناطيس عائم. عندما تكون المياه متوفرة فإنها تجري.

يقرأ Arduino حالة التربة باستخدام مستشعر رطوبة التربة. إذا كانت التربة جافة ، فإنها تقوم بالعمليات التالية….

1) يتحقق من توافر المياه باستخدام جهاز استشعار مستوى الماء.

2) في حالة توفر الماء ، يتم تشغيل المضخة ويتم إيقاف تشغيلها تلقائيًا عند توفير كمية كافية من الماء. يتم تشغيل المضخة بواسطة دائرة سائق مرحل.

3) إذا كانت المياه غير متوفرة ، فسيتم إخطارك بصوت.

لأية ظروف أخرى ، تظل المضخة مطفأة ويتم عرض حالة التربة (جاف ، رطب ، مندي) ودرجة الحرارة وحالة المضخة على شاشة LCD.

الخطوة 4: كود اردوينو

إجراء

• قم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك.
• قم بتنزيل الكود المرفق وافتحه.
• حدد منفذ COM الخاص بك ولوحة Arduino من خيار الأدوات.
• انقر فوق زر التحميل.

بعد تحميل الكود ، افتح الشاشة التسلسلية التي تعرض قيم مستشعر رطوبة التربة التي تتراوح من 0-1023. اختبر المستشعر لظروف التربة المختلفة ولاحظ قيمة المستشعر لحالة التربة الأكثر ملاءمة وقم بتحرير القيم في الكود الخاص بتطبيقك. إذا كنت ترغب في تغيير حساسية المستشعر لظروف التربة المختلفة ، فقم بتغيير قيم الشروط الثلاثة التي تم التعليق عليها في الكود.

_

يتم حساب درجة الحرارة باستخدام الصيغة التالية X = ((قيمة المستشعر) * 1023.0) / 5000

درجة الحرارة بالدرجة المئوية = (X / 10)

الخطوة 5: التنفيذ والاختبار

يمكن اتباع الخطوات التالية لاختبار المشروع.

1) قم بتوصيل Arduino بمصدر الطاقة (5 فولت) عبر USB أو مصدر طاقة خارجي.

2) دفن حساس الرطوبة في التربة. من الأفضل وضع المستشعر بالقرب من جذور النباتات لإجراء قياسات دقيقة. ملاحظة: أطراف الأسلاك ليست مقاومة للماء.

3) قم بتوصيل مضخة الماء بالمرحل (N / O والأطراف المشتركة) وقم بتشغيل التيار الكهربائي. ارجع إلى الدائرة للحصول على تفاصيل الاتصال و pinout.

تحذير: الفولتية العالية. افهم الأسلاك قبل المتابعة

4) يمكن وضع مستشعر درجة الحرارة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور نفسه أو على التربة. لا تغمر المستشعر في الماء.

5) يمكن تغيير مقياس الجهد لضبط سطوع شاشة LCD.

6) ضع مستشعر مستوى الماء في وعاء / خزان الماء.

لقد قمت بتنفيذ هذا في حديقتي المنزلية ووضعت المستشعر بالقرب من إحدى النباتات. أيضًا ، لقد وضعت المضخة ومستشعر مستوى الماء في دلو من الماء. في الفيديو ، يمكنك أن ترى أنه عندما أسقط مستشعر مستوى الماء في الماء ، يتم تشغيل المضخة حتى تصبح التربة رطبة.

على الرغم من أن هذا يعمل بشكل مثالي ، إلا أن هناك أخطاء بسيطة وتحسينات يمكن إجراؤها في هذا المشروع. تم الإبلاغ عن خطأ لقراءات درجة حرارة غير مستقرة عندما يعمل كلا المستشعرين معًا. سوف أقوم بالتحديث إذا تم حل الخطأ.

مزيد من التحسينات التي يمكن للمستخدمين تنفيذها:

• إضافة ميزة IOT لتحليل البيانات والتحكم عن بعد.
• تتكامل مع نظام الري بالتنقيط وأجهزة الاستشعار المتعددة في أماكن مختلفة من الميدان.
• تحسين أداء المستشعر بحيث يمكن تنفيذه في التربة العميقة.
• استخدم مستشعرات درجة حرارة أكثر موثوقية.
• التحكم في الرطوبة والتحكم في درجة الحرارة للبيوت البلاستيكية.
• تحليل محتوى الماء المعدني وتركيز الأسمدة.

إذا واجهت أي شكوك أو اقتراحات ، فلا تتردد في إعلامي في قسم التعليقات. إذا قمت ببناء هذا ، فيرجى إبلاغي بذلك في قسم التعليقات.

شكرا لك

HS Sandesh

(قناة تكنوكرات على اليوتيوب)