مراقبة حديقتك: 16 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

راقب حديقتك من أي مكان ، واستخدم العرض المحلي لمراقبة ظروف التربة محليًا أو استخدم الهاتف المحمول للمراقبة عن بُعد. تستخدم الدائرة مستشعر رطوبة التربة ، إلى جانب درجة الحرارة والرطوبة للتوعية بالظروف المحيطة بالتربة.

الخطوة الأولى: المكونات:

1. اردوينو أونو
2. نوديمكو
3. مستشعر درجة الحرارة والرطوبة DHT 11
4. مستشعر رطوبة التربة - FC28
5. بنك البطارية 10000 مللي أمبير (لتشغيل اردوينو و nodemcu)
6. نوكيا LCD 5110
7. Resitor (5 × 10 كيلو ، 1 × 330 أوم)
8. نوع دوار مقياس الجهد (لضبط سطوع شاشة LCD) 0-100 ك
9. أسلاك العبور
10. اللوح

الخطوة 2: المستشعر الأساسي: رطوبة التربة FC 28

من أجل قياس الرطوبة ، نستخدم مستشعر رطوبة التربة FC 28 ، والمبدأ الأساسي له كما يلي: -

مواصفات جهاز استشعار رطوبة التربة FC-28 هي كما يلي: جهد الإدخال: 3.3 - 5 فولت

الجهد الناتج: 0 - 4.2V

تيار الإدخال: 35mA

إشارة الخرج: كلاهما تناظري ورقمي

يحتوي حساس رطوبة التربة FC-28 على أربعة دبابيس: VCC: Power

A0: الإخراج التناظري

D0: الإخراج الرقمي

GND: الأرض

الوضع التناظري لتوصيل المستشعر في الوضع التناظري ، سنحتاج إلى استخدام الإخراج التناظري للمستشعر. عند أخذ الناتج التناظري من مستشعر رطوبة التربة FC-28 ، يعطينا المستشعر قيمة من 0 إلى 1023. يتم قياس الرطوبة بالنسبة المئوية ، لذلك سنقوم بتعيين هذه القيم من 0 إلى 100 ثم سنعرض هذه القيم على الشاشة التسلسلية. يمكنك ضبط نطاقات مختلفة لقيم الرطوبة وتشغيل مضخة المياه أو إيقاف تشغيلها وفقًا لها.

تحتوي الوحدة أيضًا على مقياس الجهد الذي سيحدد قيمة العتبة. ستتم مقارنة هذه القيمة الحدية بمقارن LM393. سيضيء مؤشر LED الناتج لأعلى ولأسفل وفقًا لقيمة العتبة هذه.

يتم تناول رمز التفاعل مع مستشعر رطوبة التربة في خطوات أخرى

الخطوة 3: فهم MQTT: لنشر البيانات عن بعد

قبل أن نبدأ أكثر ، دعنا ننتقل أولاً إلى نشر البيانات عن بعد لـ IOT

يرمز MQTT إلى MQ للقياس عن بعد للنقل. إنه بروتوكول رسائل للنشر / الاشتراك ، بسيط للغاية وخفيف الوزن ، مصمم للأجهزة المقيدة والنطاق الترددي المنخفض ، والكمون العالي أو الشبكات غير الموثوقة. تهدف مبادئ التصميم إلى تقليل عرض النطاق الترددي للشبكة ومتطلبات موارد الجهاز مع محاولة ضمان الموثوقية ودرجة معينة من ضمان التسليم. تتحول هذه المبادئ أيضًا إلى بروتوكول مثالي لعالم "آلة إلى آلة" الناشئة (M2M) أو عالم "إنترنت الأشياء" للأجهزة المتصلة ، ولتطبيقات الهاتف المحمول حيث يكون النطاق الترددي وطاقة البطارية أعلى من سعرها.

المصدر:

MQTT [1] (النقل عن بعد MQ أو نقل القياس عن بعد في قائمة انتظار الرسائل) هو معيار ISO (ISO / IEC PRF 20922) [2] بروتوكول مراسلة قائم على النشر والاشتراك. يعمل فوق بروتوكول TCP / IP. إنه مصمم للاتصالات مع المواقع البعيدة التي تتطلب "أثر رمز صغير" أو يكون عرض النطاق الترددي للشبكة محدودًا.

المصدر:

الخطوة 4: MQTT: إنشاء حساب وسيط MQTT

هناك العديد من حسابات وسيط MQTT ، لهذا البرنامج التعليمي ، استخدمت cloudmqtt (https://www.cloudmqtt.com/)

CloudMQTT هي خوادم Mosquitto المُدارة في السحابة. تنفذ Mosquitto بروتوكول MQ للقياس عن بعد للنقل ، MQTT ، والذي يوفر طرقًا خفيفة الوزن لتنفيذ الرسائل باستخدام نموذج انتظار رسائل النشر / الاشتراك.

يجب تنفيذ الخطوات التالية لإعداد حساب cloudmqtt كوسيط

• قم بإنشاء حساب وقم بتسجيل الدخول إلى لوحة التحكم
• اضغط على إنشاء + لإنشاء مثيل جديد
• للبدء ، نحتاج إلى التسجيل للحصول على خطة العملاء ، يمكننا تجربة CloudMQTT مجانًا مع خطة CuteCat.
• بعد إنشاء "مثيل" ، فإن الخطوة التالية هي إنشاء مستخدم وتعيين إذن إضافي للمستخدم للوصول إلى الرسائل (عبر قواعد ACL)

يمكن الوصول إلى الدليل الكامل لإعداد حساب وسيط MQTT في cloudmqtt باتباع الرابط: -

يتم وضع جميع الخطوات المذكورة أعلاه واحدة تلو الأخرى في الشرائح التالية

الخطوة 5: MQTT: إنشاء مثيل

لقد أنشأت مثيلًا باسم "myIOT"

خطة: خطة لطيفة

الخطوة 6: MQTT: معلومات المثيل

يتم توفير المثيل فورًا بعد التسجيل ويمكنك عرض تفاصيل المثيل ، مثل معلومات الاتصال ، في صفحة التفاصيل. يمكنك أيضًا الوصول إلى واجهة الإدارة من هناك. تحتاج أحيانًا إلى استخدام تحديد عنوان URL للاتصال

الخطوة 7: MQTT: إضافة مستخدم

قم بإنشاء مستخدم باسم "nodemcu_12" وأعطه كلمة مرور

الخطوة 8: MQTT: تعيين قاعدة ACL

بعد إنشاء مستخدم جديد (nodemcu_12) احفظ المستخدم الجديد ، والآن يتم توفير المزيد من قائمة التحكم بالوصول (ACL) للمستخدم الجديد. في الصورة المرفقة ، يمكن ملاحظة أنني قدمت حق الوصول للقراءة والكتابة للمستخدم.

يرجى ملاحظة: يجب إضافة الموضوع كما هو موضح بالتنسيق (هذا مطلوب أيضًا للقراءة والكتابة من العقدة إلى عميل MQTT)

الخطوة 9: Nodemcu: التكوين

في هذا المشروع بالذات ، استخدمت nodemcu من Knewron Technologies ، يمكن الحصول على مزيد من المعلومات باتباع الرابط: - (https://www.dropbox.com/s/73qbh1jfdgkauii/smartWiFi٪20Development٪20Module٪20-٪20User٪ 20Guide.pdf؟ dl = 0)

يمكن ملاحظة أن NodeMCU عبارة عن برنامج ثابت قائم على eLua لـ ESP8266 WiFi SOC من Espressif. Nodemcu من knowron محمّل مسبقًا بالبرامج الثابتة ، لذلك علينا فقط تحميل برنامج التطبيق وهو: -

• init.lua
• setup.lua
• config.lua
• app.lua

يمكن تنزيل جميع نصوص لوا أعلاه من Github باتباع الرابط: تنزيل من Github

من البرامج النصية أعلاه ، قم بتعديل البرامج النصية config.lua باستخدام اسم مضيف MQTT وكلمة المرور و wifi ssid وما إلى ذلك.

لتنزيل البرامج النصية أعلاه إلى nodemcu ، يتعين علينا استخدام أدوات مثل "ESPlorer" ، والرجوع إلى المستندات لمزيد من المعلومات:

يتم وصف العمل مع ESPlorer في الخطوة التالية

الخطوة 10: Nodemcu: تحميل Lua Scripts إلى Nodemcu باستخدام ESPlorer_1

• انقر فوق الزر "تحديث"
• حدد منفذ COM (الاتصالات) ومعدل الباود (شائع الاستخدام 9600)
• انقر فوق فتح

الخطوة 11: Nodemcu: تحميل Lua Scripts إلى Nodemcu باستخدام ESPlorer_II

الخطوة 12: Nodemcu: تحميل Lua Scripts إلى Nodemcu باستخدام ESPlorer_III

سيرسل زر Save & compile جميع نصوص lua الأربعة إلى nodemcu ، بعد أن يكون nodemcu جاهزًا للتحدث إلى اردوينو الخاص بنا.

جمع معلومات معرّف الشريحة:

يحتوي كل nodemcu على معرّف شريحة (ربما لا يوجد.) ، ومعرف الشريحة هذا مطلوب أيضًا لنشر رسالة إلى وسيط MQTT ، من أجل معرفة معرف الشريحة ، انقر فوق الزر معرّف الشريحة في "ESPlorer"

الخطوة 13: Nodemcu: تكوين Arduino للتحدث مع Nodemcu

يحدد الكود المذكور أدناه رطوبة التربة ودرجة الحرارة والرطوبة ويعرض أيضًا البيانات على Nokia LCD 5110 وبشكل متسلسل.

كود اردوينو

من توصيل Arduino RX - Nodemcu TX

اردوينو TX - Nodemcu RX

يتضمن الكود أعلاه أيضًا طرقًا لاستخدام مكتبة softserial ، والتي يمكن من خلالها أيضًا استخدام دبابيس DO للعمل كدبابيس تسلسلية ، لقد استخدمت دبابيس RX / TX للاتصال بمنفذ nodemcu التسلسلي.

تحذير: نظرًا لأن nodemcu يعمل مع 3.3 فولت ، يُنصح باستخدام ناقل الحركة المستوي ، ومع ذلك فقد قمت بالاتصال مباشرة دون أي تغيير مستوى ويبدو الأداء مناسبًا تمامًا للتطبيق أعلاه.

الخطوة 14: Nodemcu: إعداد عميل MQTT في Android

الخطوة الأخيرة لعرض المعلومات على الهاتف باستخدام عميل android: -

هناك مجموعة متنوعة من تطبيقات MQTT android ، لقد استخدمت التطبيق من google play بالرابط التالي:

.https://play.google.com/store/apps/details؟

يعد تكوين تطبيق android بسيطًا للغاية ويجب على المرء تكوين ما يلي

• عنوان مضيف MQTT مع رقم المنفذ
• اسم المستخدم والعنوان MQTT
• عنوان عقدة وسيط MQTT

بعد إضافة التفاصيل أعلاه ، قم بتوصيل التطبيق ، إذا كان التطبيق متصلاً بـ MQTT broker ، فستظهر جميع بيانات حالة المدخلات / الاتصال التسلسلي من arduino كسجل.

الخطوة 15: خطوات إضافية: العمل مع Nokia LCD 5110

فيما يلي تكوين الدبوس لشاشة LCD 5110

1) RST - إعادة تعيين

2) CE - تمكين رقاقة

3) D / C - اختيار البيانات / الأوامر

4) DIN - الإدخال التسلسلي

5) CLK - إدخال الساعة

6) VCC - 3.3 فولت

7) الضوء - التحكم في الإضاءة الخلفية

8) GND - أرضي

كما هو موضح أعلاه ، قم بتوصيل اردوينو بشاشة LCD 5110 بالترتيب أعلاه بمقاوم 1-10 K بينهما.

فيما يلي توصيلات دبوس إلى دبوس لشاشة LCD 5110 إلى Arduino uno

• CLK - دبوس اردوينو الرقمي 3
• DIN - Arduino Digital pin 4
• D / C - دبوس Arduino Digital 5
• RST - دبوس اردوينو الرقمي 6
• CE - Arduino Digital pin 7

يمكن استخدام دبوس "BL" الإضافي لشاشة LCD 5110 جنبًا إلى جنب مع مقياس الجهد (0-100 كلفن) للتحكم في سطوع شاشة LCD

المكتبة المستخدمة للرمز أعلاه هي: - قم بتنزيل PCD8544 من الرابط المذكور أدناه

يمكن النظر إلى تكامل DHT11 ومستشعر درجة الحرارة والرطوبة مع اردوينو من الرابط التالي DHT11.

الخطوة 16: التجميع النهائي

الخطوة الأخيرة هي تجميع كل ما سبق في صندوق بشكل مفضل ، بالنسبة للإمداد ، استخدمت باور بانك 10000 مللي أمبير لتشغيل كل من Arduino و Nodemcu.

يمكننا أيضًا استخدام شاحن مقبس الحائط لمدة طويلة ، إذا رغبت في ذلك.