მზის წონაზე დაფუძნებული მცენარეების მართვა ESP32– ით: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

მცენარეების მოყვანა სახალისოა და მორწყვა და მათზე ზრუნვა ნამდვილად არ არის პრობლემა. მიკროკონტროლერის პროგრამები მათი ჯანმრთელობის მონიტორინგისთვის არის ინტერნეტში და მათი დიზაინის შთაგონება მოდის მცენარის სტატიკური ბუნებიდან და მონიტორინგის სიმარტივიდან, რაც არ ტრიალებს და არ ოფლიანდება. მე შედარებით ახალი ვარ მცენარეთა ზრდისთვის და ინტერნეტში მეგზურები, როგორც ჩანს, დაწერილი იყო კეთილშობილური, მაგრამ არა ინჟინერი ტიპებით. მეგობარმა, რომელსაც მე ვკითხე "რამდენს ვრწყავ მათ …" მიპასუხა, რომ ერთადერთი გზა არის მცენარის გახეხვა და თუ სინათლე იგრძნობა, მორწყეთ. ის ძალიან კარგად "იზრდება". მიწაში თითის ჩამაგრება დიდად არ უწყობს ხელს. ინსტრუქციის უმეტესობა იყენებს იაფ ნიადაგის ტენიანობის ზონდს, რომელიც მიდრეკილია სხვადასხვა სახის ჩავარდნებისკენ-რომელთაგან ყველაზე აშკარაა უზუსტობა და კოროზია.

ლიტერატურის მიმოხილვა ცხადყოფს, რომ ჭუჭყი შეიძლება იყოს 40% –მდე წყალი და ამის გაზომვა მოითხოვს საკმაოდ ძვირადღირებულ ინსტრუმენტებს. იაფი ზონდები ეყრდნობა წყლის გამტარობას, რომელიც განსხვავდება გახსნილი მარილებისა და სხვა ფაქტორების მიხედვით. ზემოთ არის გრაფიკი, რომელიც გავაკეთე ჭუჭყის ჭურჭლით, რომელიც იწონიდა 2 კვირის განმავლობაში, რასაც მოჰყვა ღუმელის გათბობა 300 -მდე, რათა ამოეღო ყველა დაუმაგრებელი წყალი. მთლიანი ნიადაგის ორმოცი პროცენტი წყალია და პირდაპირი მზის ათ ცხელ დღეზე მან დაკარგა ამ წყლის 75% შედარებით წრფივი სიჩქარით. რა არის ტენიანობის სწორი დონე? ეს დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორზე, მაგრამ ამ აპარატის შექმნისას კარგი მინიშნებაა მცენარის ფრთხილად მორწყვა იმ დონეზე, რაც თქვენ მიგაჩნიათ სწორად და დააინსტალირეთ მანქანაზე, რომელიც ფრთხილად ზომავს მის წონას და შემდეგ განსაზღვრულ ლიმიტში ამატებს წყალს საჭიროების შემთხვევაში. დიზაინი შეიძლება შეიცვალოს ჩამოკიდებული მცენარეული კალათებისა და წნევის ქვეშ მყოფი წყლის სისტემებისთვის.

მანქანა უნდა მუშაობდეს მზის ენერგიაზე, იყოს ავტონომიური საკუთარი წყალმომარაგებით, თვალყური ადევნოს მის წყალმომარაგებას ინტერნეტში შეტყობინებებით, დაიძინოს, როდესაც არ გამოიყენება ენერგიის შესამცირებლად და დაიმახსოვროს საბაზისო წონა და რამდენი მორწყვა და სხვა მონაცემები ძილს შორის. ციკლები. ახალი ESP32 ტვინისთვის კარგი კანდიდატი ჩანდა.

ნაბიჯი 1: შეაგროვეთ თქვენი მარაგი

მანქანა დამზადებულია ორი BigBox მაღაზიისგან 12 ინჩიანი კერამიკული ფილებისგან ალუმინის არხის ჩარჩოში, რომელიც სენდვიჩს აკეთებს წყლის ავზზე. ელექტრონიკა დაცულია პლასტმასის ელექტრული ყუთში უკანა მხარეს. წყლის ავზს აქვს გასასვლელი შლანგი დახურული ტუმბოდან და სენსორული განყოფილებიდან, რომელიც მიმაგრებულია ავზის ბოლოში, რომელიც კვებავს მცენარეს. ერთეულის ზედა ნაწილში ჯვარედინი სხივიდან დატვირთული უჯრედის კონსოლი.

1. Arrow Home Products 00743 2 Gallon Slimline სასმელის კონტეინერი გამჭვირვალე

2. uxcell 5Pcs 5.5V 60mA Poly Mini Solar Cell Panel Module DIY

3. Gikfun Metal Ball Tilt Shaking Position Switches for Arduino

4. Uxcell a14071900ux0057 10 კგ ალუმინის შენადნობის ელექტრონული სასწორი დატვირთვის უჯრედი

5. ადაფრუტი HUZZAH32 - ESP32 ბუმბულის დაფა

6. HX711 წონის აწონილი დატვირთვის უჯრედის კონვერტაციის მოდულის სენსორები სარეკლამო მოდული Arduino– სთვის

7. Adafruit Latching Mini Relay FeatherWing

8. TP4056 ლითიუმის უჯრედის დამტენი მოდული ბატარეის დაცვით

9. ECEEN USB Pump Mini Submersible Water Pumping for Aquarium Hydroponic Powered Via USB DC 3.5-9V

10. 18650 ლიპო ბატარეა ბატარეის დამჭერით

ნაბიჯი 2: შექმენით ყუთი

ყუთის ჩარჩო დამზადებულია BigBox 1 ინჩის ალუმინის კუთხისგან. თქვენ იღებთ ზოგად იდეას სურათებიდან და მისი შეკრება არც ისე რთულია. ჩარჩოები დაფუძნებულია კვადრატული ფეხის ფილებზე, რომლებიც ქმნიან ერთეულის წინა და უკანა მხარეს. ფილები ეჭირა ალუმინის ჩარჩოს სახეებს სილიკონის წებოთი. ცენტრის მონაკვეთის განზომილება დამოკიდებულია თქვენი წყლის ავზის ზომაზე. სატანკო გახსნა შექმნილია ისე, რომ თქვენ ადვილად ამოიღოთ იგი განყოფილებიდან და შეავსოთ იგი ზემოდან. მავთულები და მილები, რომლებიც აკავშირებს ავზს, უნდა იყოს საკმარისად გრძელი და მოტრიალდეს უკანა მხარეს.

მზის პანელების განთავსება დამოკიდებულია დიზაინზე. მე ვაპირებდი რამოდენიმე მრგვალი პანელის გამოყენებას, რათა მას "კამათელი" ეჩვენებინა, მაგრამ მოედანზე დავსახლდი, რადგან მათ ძაბვისა და დენის საუკეთესო კომბინაცია მისცეს. მე არ ვაპირებ შევიდე რამდენიმე მზის პანელის მიერთების დეტალებში, მაგრამ თქვენ გჭირდებათ მინიმუმ 5.5 ვ, რომ დამტენი ჩართოთ. ეს პანელები ყველა პარალელურად იყო მიჯაჭვული ამპერაჟის გასაძლიერებლად. კერამიკული ფილაზე ხვრელები საგულდაგულოდ არის გაბურღული ალმასის ბიტით-დარწმუნდით, რომ თქვენ იყენებთ წყალს, როგორც გამაგრილებელს ამისათვის, ან გაანადგურებთ მას. ამ ხვრელებს თითოეულს მხოლოდ რამდენიმე წუთი უნდა დასჭირდეს. გამოიყენეთ ლიბერალური რაოდენობით სილიციუმის წებო, რომ შეინარჩუნოთ პანელები და მავთულები ფილების შიგნიდან.

დატვირთვის უჯრედი არის ძალიან გონივრული და მოდის სხვადასხვა წონაში. მე გამოვიყენე 10 კილოგრამიანი ჯიში, მაგრამ თუ აპირებთ მძიმე გამწვანებას, დაგეგმეთ შესაბამისად. ჩემი სხვა ინსტრუქციის მსგავსად: https://www.instructables.com/id/Bike-Power-Pedal-IoT/ ეს დატვირთვის უჯრედები უნდა იყოს კონსოლიდირებული მათი დამხმარე მხრიდან მათი 4 მმ და 5 მმ ხრახნიანი ხრახნიანი ხვრელებით. ამ შემთხვევაში ალუმინის ჯვარედინი ნაჭერი ორ კერამიკული ფილის საყრდენს შორის იტევს დატვირთვის უჯრედის ერთ ბოლოს. მეორე მხარს უჭერს ალუმინის ბრტყელ სილიციუმის პლატფორმას, რომელიც წებოვანია მცენარეთა სადრენაჟო თასზე. იყავით ძალიან ფრთხილად ამ ბიჭების მავთულხლართებთან-ისინი ძალიან მყიფეა და თითქმის შეუძლებელია მათი შეკეთება, თუკი გაწყვეტილია მათ წარმოშობასთან ახლოს. Goop ბევრი ცხელი წებო ან სილიკონი შეინარჩუნოს მათი მთლიანობა.

ნაბიჯი 3: შექმენით ტუმბოს/ცარიელი გადამრთველის დამჭერი

ტუმბო იკვებება რელე Lipo ბატარეიდან და კარგად მუშაობს შეზღუდული ძაბვით, მაგრამ თქვენ არ შეგიძლიათ გადააჭარბოთ სიმაღლეს დაახლოებით 2 ფუტს, თუ არ იყენებთ დენის გამაძლიერებელს ძაბვის ასამაღლებლად. ტუმბო ფაქტიურად ჩემპიონია, არ სჭირდება პრაიმინგი, წყალგაუმტარი და აქვს USB დანამატი ერთ ბოლოზე. თუმცა კარგად არ გამოდის მშრალი. წყალსაცავის სრული/ცარიელი ჩამრთველი უბრალოდ დახრის გადამრთველია, რომელიც სილიკონში ჩავასხი წყალგაუმტარი და შემდეგ მივაწებე ტუმბოს ალუმინის ზოლს და მცურავ რეზინის იხვს. რეზინის იხვი უშუალოდ უნდა იყოს მიბმული ალუმინის ზოლზე, რათა დაიჭიროს დახრის ჩამრთველი მილები. როდესაც წყალსაცავს აქვს წყალი, იხვი მიცურავს და დახრის გადამრთველს-მიწას ახშობს და სარელეოსა და ტუმბოს ძალას აძლევს ბრძანებებს. ის ასევე აგზავნის ამ მონაცემებს ინტერნეტში და გამოგიგზავნით ტვიტს, თუ წყალი გჭირდებათ. ტუმბო არის სილიციუმის წებოვანი ამ დამხმარე სტრუქტურაზე და ვიდრე წებოვანი წყლის რეზერვუარის ფსკერზე.

ნაბიჯი 4: ელექტრონიკის შექმნა

Adafruit HUZZAH32 - ESP32 ბუმბულის დაფა არის შედარებით ახალი მიკროკონტროლერი და ძალიან კარგად მუშაობს ამ ტკბილეულ მცენარეთა დამხმარეში. ამ დაფის უპირატესობა ძველ 8266 -სთან შედარებით მდგომარეობს იმაში, რომ მას აქვს უკეთესი ძილის უნარი (სავარაუდოდ წლები ნაცვლად ერთი საათის ნაცვლად…) მისი უნარი დაიმახსოვროს ის რაც ისწავლა ძილებს შორის (ძველი 8266 ნულიდან გადატვირთვა…) და ენერგიის დაბალი მოხმარება. ძილის დროს და მეტი ქინძისთავები. დიდი Youtuber Andreas Spiess აღწერს კოდის ცვლილებებს, რათა ESP32 შეასრულოს სათანადო წონა და თქვენ უნდა ნახოთ მისი ვიდეო, თუ გსურთ გაიგოთ მეტი დეტალების მუშაობის შესახებ. ძილის მაგალითი Arduino IDE– დან ასევე გამოიყენეს და შეცვალეს ამ პროგრამული უზრუნველყოფისთვის.

ფრიზინგის დიაგრამა ყურადღებით გიჩვენებს გაყვანილობის ყველა კავშირს. კომპონენტები შეიკრიბნენ პერფის დაფაზე და შემდეგ ერთმანეთთან შეერთდნენ. Lipo ბატარეა არის თქვენი სტანდარტული იაფი 18650 საკუთარი სასწავლებელი. დამტენი დაფა არის TP4056, რომელიც ანდრეასის თქმით, ძალიან ეფექტურია მზის დატენვის ამ როლში. ჩართული/გამორთვის ღილაკი ჩაშენებული LED აგზავნის ენერგიას მთელ სისტემას, ისევე როგორც საერთო სარელეო კავშირი, რომელიც ამარაგებს ტუმბოს. სარელეო დაფა არის ლამაზი ადაფრუტის ჩამკეტი სარელეო ბუმბულის დაფა, რომელიც მუშაობს 3 ვ -ზე. HX711 გამაძლიერებელი იკვებება ადაფრუტის საშუალებით და დაკავშირებულია მის დაფაზე ორ ქინძისთავამდე.

ყველა კომპონენტი მოთავსებულია პლასტმასის გარე ელექტრულ ყუთში, რომელიც ღიაა ქვედა ნაწილში, რათა ჰაერის ნაკადის დაშვება მოხდეს, მაგრამ წვიმა დაბლოკოს. მოათავსეთ ESP32 თავზე, რომ დაუშვას პროგრამირება და სერიული მონიტორინგი საფარით გამორთული.

ნაბიჯი 5: პროგრამული უზრუნველყოფა

"დატვირთვა =" ზარმაცი"

მოწყობილობა მარტივი გამოსაყენებელია. ელექტროენერგიის გადამრთველზე LED- ის ჩართვისას აციმციმდება სანამ პლატფორმაზე არ დაიდება ქოთნის ქარხანა, რომელიც მორწყულია იმ დონეზე, რომლის შენარჩუნებაც გსურთ. წონის სტაბილიზაციის შემდეგ კომპიუტერს ახსოვს ეს საწყისი წონა და ყოველ საათში ან დადგენილ ინტერვალში ადარებს მცენარეებს ახალ წონას ან ან ასწორებს მას დამატებით ამოტუმბული წყლით, ან აცნობებს ახალ წონას და სხვა ინფორმაციას Thingspeak– ს და შემდეგ იძინებს. ზემოთ მოყვანილი გრაფიკები ასახავს გამომუშავებას ტომატის მცენარისთვის, რომლის სიმაღლეა დაახლოებით 2 ფუტი, სავსე მზეზე. დროთა განმავლობაში მცენარის ზრდა აშკარად იმოქმედებს ქოთნის წონაზე და უნდა ანაზღაურდეს ინიციალიზაციის ხელახლა გაკეთებით, მცენარის ზრდის მოცულობით განსაზღვრული დროის შემდეგ. პროგრამული უზრუნველყოფის დამატებითი ადაპტაცია საშუალებას მოგვცემს მცენარეების მაქსიმალური და მინიმალური წყლის ტოლერანტობისა და მოთხოვნების ავტომატური ანალიზი ქოთნის დატბორვით, სანამ წონა აღარ შეიცვლება და შემდეგ წყლის წონის დაკარგვის ფერდობის გაზომვა დროთა განმავლობაში. ეს დამოკიდებული იქნება ნიადაგის ტიპზე, ამინდზე და მცენარეთა და ფესვთა სტრუქტურაზე. შემდგომი მორწყვის ალგორითმები, რომლებიც დაფუძნებულია Thingspeak მონაცემების შეფასებებზე, შემდეგ შეიძლება ადაპტირდეს. წონის ნაკლოვანებები გამტარი სენსორული ქარხნის მოვლის ნაცვლად არის შეზღუდული მორწყული ფართობის საჭიროება, მაგრამ ჭკვიანი გამწვანება, როგორიც ეს არის, არის იაფი, ადვილად ქსელური და კონტროლირებადი და უცნაური OCD გზით, რომ მიჰყვეს ინტერნეტში.

ნაბიჯი 7: გამეორება

დიახ, კარგად შემუშავებული მანქანა კარგად მუშაობდა დაახლოებით ერთი კვირის განმავლობაში და შემდეგ ექნებოდა ტენდენცია, რომ ESP32 გადავიდეს უცნაურ მარყუჟში და არ ჩატვირთოს სწორად და დატენოს ბატარეა ღამით. პროგრამული უზრუნველყოფის არცერთმა ცვლილებამ არ შეიძლება იმოქმედოს ამაზე, მე დავანებე თავი და დავამატე Adafruit TPL5111, რომ გავაკონტროლო ESP– ის ენერგიის ციკლი, მაგრამ რადგან აღარ შემიძლია გამოვიყენო მეხსიერება, როგორც ადრე დავწერე EEPROM– ის გამოსაყენებლად და Thingspeak– დან Blynk– ში გადავინაცვლე. იპოვეთ მეტი გართობა თქვენს ტელეფონში და მართლაც კარგი სისტემა. აპარატურის შეცვლა მხოლოდ TPL 5111 დენსა და მიწასთან დაკავშირების საკითხია, დასრულებული პინი ESP– სთან და ჩართვა EN პინზე. დარწმუნდით, რომ განათავსეთ გადამრთველი EN-out- სა და EN- ს შორის დაფაზე, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ პროგრამები და ატვირთოთ. მე ვადგენ ძილის ციკლს ყოველ ორ საათში. EEPROM– ის გასასუფთავებლად და მოწყობილობის გადასაყენებლად ახალი ქარხნისთვის ან დამატებითი წონისთვის, მე შევქმენი ჩამრთველი ბლინკში მეხსიერების გასასუფთავებლად და წონის დასაწყებად. ახალი პროგრამული უზრუნველყოფის პროგრამა მოცემულია ზემოთ და ბლინკის პროგრამა აშკარად შეიქმნება. ეს მანქანა მართლაც მშვენივრად მუშაობს და აწარმოებს რამდენიმე დენდის პროდუქტს. მე ნამდვილად შთაბეჭდილება მოახდინა იმაზე, თუ რამდენად სახალისო აღმოჩნდა ეს-მზის უჯრედები ადვილად მუშაობენ და ის არასოდეს იწურება.