Smart Indoor Plant Monitor - Wissen, wann Ihre Pflanze gegossen werden muss - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Vor ein paar Monaten habe ich einen batteriebetriebenen Bodenfeuchte-Überwachungsstab hergestellt, der in die Erde im Topf Ihrer Zimmerpflanze gesteckt werden kann, um Ihnen einige nützliche Informationen über den Bodenfeuchtigkeitsgehalt und blinkende LEDs zu geben, die Ihnen sagen, wann Sie gießen müssen Pflanze, Anlage.

Es macht einen tollen Job, aber es ist ziemlich prominent in den Topf gesteckt und es ist nicht das beste Gerät. Das brachte mich dazu, über eine Möglichkeit nachzudenken, einen besser aussehenden Zimmerpflanzenmonitor zu entwickeln, der Ihnen die Informationen, die Sie benötigen, auf einen Blick liefert.

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Schritt 1: Entwerfen der Basis

Nachdem ich mit ein paar Ideen herumgespielt hatte, dachte ich daran, eine einfache runde Basis für die Zimmerpflanze zu machen, auf der sie stehen können, ähnlich einem Untersetzer. Die Basis würde aus drei Schichten bestehen, einer MDF-Schicht, dann einer Indikatorschicht, die aufleuchtet, um den Status der Anlage anzuzeigen, und dann eine weitere Schicht MDF.

Die Indikatorschicht würde von einer RGB-LED beleuchtet, die grün leuchtet, wenn die Pflanze genug Wasser hat, und rot, wenn die Pflanze Wasser benötigt. Die Feuchtigkeitswerte dazwischen wären unterschiedliche Gelb- / Orangetöne, wenn die LED von Grün zu Rot übergeht. Grün-Gelb würde also bedeuten, dass noch genügend Wasser vorhanden ist und Orange-Gelb würde bedeuten, dass Sie Ihre Pflanze recht bald gießen müssen.

Ich wollte immer noch die gleichen kapazitiven Bodenfeuchteüberwachungssensoren verwenden, die ich im ersten Projekt verwendet habe, da ich ein paar Ersatzteile hatte. Diesmal wird jedoch keine Elektronik direkt daran angeschlossen, die gesamte Verarbeitung würde im Sockel erfolgen.

Der Mikrocontroller, für den ich mich entschieden habe, war der Seeeduino XIAO, weil er sehr klein ist, Arduino-kompatibel ist und nur 5 US-Dollar kostet.

Ich begann damit, den Boden des Topfes zu messen, damit ich den neuen Boden etwas größer machen konnte. Ich habe die Komponenten in Inkscape sowohl zum Laserschneiden als auch im PDF-Format zum Drucken und Schneiden von Hand entworfen. Hier können Sie die Vorlagen herunterladen.

Schritt 2: Schneiden von Acryl & MDF

Ich schneide die Komponenten aus 3mm MDF und 3mm klarem Acryl auf meinem Laserschneider aus. Wenn Sie keinen Laserschneider haben, können Sie die PDF-Vorlagen ausdrucken und die Bauteile von Hand ausschneiden. Sowohl MDF als auch Acryl sind recht einfach zu verarbeiten.

Damit die RGB-LED die Kanten der Acrylschicht zum Leuchten bringt, müssen Sie sie mit etwas Sandpapier aufrauen. Ich benutzte Schleifpapier mit 240er Körnung und schleifte alle Kanten des Acryls, bis sie einen gleichmäßigen weißen Schleier hatten. Die rauen Kanten streuen das Licht der LED und lassen das Acryl so aussehen, als würde es aufleuchten.

Schritt 3: Zusammenbau der Basis

Als nächstes kleben Sie die Schichten mit etwas Epoxidkleber zusammen.

Verwenden Sie nur eine kleine Menge Epoxid, damit es nicht aus den Kanten und auf die gerade geschliffenen Acrylflächen sickert oder Sie sie erneut schleifen müssen.

Verwenden Sie einige kleine Klammern, um die Schichten zusammenzuhalten, oder legen Sie sie unter einen schweren Gegenstand, während das Epoxid aushärtet.

Schritt 4: Löten der Elektronik

Während das Epoxid aushärtet, können Sie Ihre Komponenten zusammenlöten.

Die Schaltung ist recht einfach, Sie haben nur zwei PWM-Ausgänge zur Steuerung der RGB-LED, einen für das grüne Bein und einen für das rote Bein, und dann einen einzigen analogen Eingang zum Einlesen des Sensorausgangs.

Sie benötigen auch einen Strombegrenzungswiderstand an jedem der beiden LED-Beine. Das grüne Licht dieser LEDs ist im Allgemeinen viel heller als das rote, daher habe ich einen 220--Widerstand am grünen Bein und einen 100--Widerstand am roten Bein verwendet, um die Farben etwas besser auszugleichen.

Diese kapazitiven Bodenfeuchtigkeitssensoren sollen entweder mit 3,3 V oder 5 V betrieben werden können, aber ich hatte ein paar, die bei 3,3 V einfach nichts ausgeben. Wenn Sie feststellen, dass Sie keinen Ausgang von Ihrem Sensor erhalten, müssen Sie ihn möglicherweise stattdessen über die 5-V-Versorgung des Arduino - Vcc mit Strom versorgen. Der Sensor reduziert die Spannung sowieso, sodass Sie immer noch nur einen 3,3-V-Ausgang erhalten. Seien Sie vorsichtig, wenn Sie ein anderes Sensormodell verwenden, da dieser spezielle Arduino nur bis zu 3,3 V an den analogen Eingängen akzeptieren kann.

Schritt 5: Installation der Elektronik

Als nächstes müssen Sie Ihre elektronischen Komponenten in Ihrem Gehäuse auf der Rückseite der Basis installieren.

Als ich das erste Mal versuchte, meine Komponenten zusammenzubauen, sah ich, dass ich etwas optimistisch war, dass ich sie alle in den zweischichtigen Raum bringen würde, also musste ich eine zusätzliche Abstandsschicht schneiden.

Drücken Sie Ihre LED in das Loch im Acryl und stellen Sie sicher, dass sich der hellste Teil der LED innerhalb der Acrylschicht befindet. Also nicht ganz hineindrücken.

Dann kleben Sie Ihr Arduino in das Gehäuse und die Header-Pins auf die obere Abdeckung. Sie können für diesen Schritt Epoxid oder eine Klebepistole verwenden, ich habe eine Klebepistole verwendet, da sie schneller aushärtet. Es ist auch eine gute Idee, die Lötstellen an den Kopfstiften mit Klebstoff abzudecken, damit sie beim Schließen nicht an den Beinen der LED kurzgeschlossen werden.

Das war's für die Montage, jetzt müssen Sie es nur noch programmieren.

Schritt 6: Programmierung des Arduino

Die Skizze ist ganz einfach. Es nimmt nur Messwerte vom Bodenfeuchtesensor und ordnet diese dann zwischen den Nass- und Trockengrenzen zu. Es verwendet dann diese zugeordneten Werte, um die beiden LEDs proportional anzusteuern.

Die rote LED leuchtet also vollständig und die grüne LED ist bei Trockenheit vollständig aus und umgekehrt bei Nässe. Zwischenstufen haben skalierte PWM-Ausgänge, um die unterschiedlichen Schattierungen von Gelb/Orange bereitzustellen.

In meiner ersten Version der Skizze habe ich nur die LEDs mit jedem vom Sensor eingelesenen Wert aktualisiert. Ich bemerkte, dass es einige Abweichungen bei den Messungen gab und von Zeit zu Zeit ein Wert deutlich höher oder niedriger als die anderen war, was zu einem Farbflimmern / -fehlern führte. Also habe ich den Code ein wenig geändert, so dass die letzten zehn Messwerte gemittelt werden und dieser Durchschnitt eher die LED-Farbe steuert. Dies macht die Änderungen etwas langsamer und lässt einige Ausreißer zu, ohne die Farbe wesentlich zu beeinflussen.

Diese Daten können in der Ausgabe des seriellen Monitors angezeigt werden.

Sie können die Skizze hier zusammen mit einer vollständigen Beschreibung des Codes herunterladen.

Schritt 7: Kalibrieren des Sensors

Das letzte, was Sie tun müssen, bevor Sie den Monitor verwenden, ist die Kalibrierung des Sensors. Sie müssen dies tun, damit Ihr Arduino weiß, bei welcher Feuchtigkeit Ihre Pflanze genug Wasser hat und bei welcher Feuchtigkeit sie Wasser benötigt. Dies ist ein wichtiger Schritt, da die Ausgabe jedes Sensors je nach Position und Bodenart leicht unterschiedlich ist und jede Pflanze unterschiedliche Bewässerungsanforderungen hat.

Der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, mit Ihrer "trockenen" Pflanze zu beginnen, wobei die Erde einen Feuchtigkeitsgehalt hat, bei dem Sie sie erwarten würden.

Stellen Sie Ihre Pflanze auf die Basis, drücken Sie den Sensor in den Boden (tauchen Sie die elektronischen Komponenten nicht ein) und stecken Sie den Sensor dann in die Stiftleisten an der Basis.

Verbinden Sie Ihr Arduino mit Ihrem Computer und öffnen Sie Ihren seriellen Monitor. Sie müssen ein Serial.print(""); Zeile zum Code, um die Ausgaben Ihres Sensors auf dem seriellen Monitor zu drucken, damit Sie die Rohwerte sehen können. Soll alle 1-2 Sekunden ein neuer Wert angezeigt werden, können Sie dies über die Verzögerung ändern. Sie können auch das Ergebnis des gleitenden Durchschnitts ausgeben, wenn Sie möchten, Sie müssen nur etwas länger warten, um Ihre stabilisierten Messwerte zu erhalten.

Notieren Sie den Durchschnitt von etwa 10-20 Messwerten, sobald sie sich stabilisiert haben. Dies ist Ihr "trockener" Sollwert.

Wenn Sie mit den trockenen Messwerten zufrieden sind, gießen Sie Ihre Pflanze wie gewohnt. Geben Sie ihm genug Wasser, um vollständig vom Boden aufgenommen zu werden, aber ertrinken Sie ihn nicht. Machen Sie nun dasselbe wie zuvor und erhalten Sie einen durchschnittlichen "nassen" Sollwert.

Aktualisieren Sie die beiden Sollwerte im Code und laden Sie dann die Skizze erneut hoch, und Sie können die Basis richtig verwenden.

Schritt 8: Verwenden des intelligenten Zimmerpflanzenmonitors

Da Sie Ihre Pflanze gerade bewässert haben, um sie zu kalibrieren, sollte die Anzeige grün sein. In den nächsten Tagen wird sie langsam gelb und dann wieder rot, wenn die Erde austrocknet.

Aufgrund des gleitenden Durchschnittsarrays gibt es eine kleine Verzögerung zwischen dem Gießen der Pflanze und dem erneuten Grün des Sensors. Es sollte nach etwa 20-30 Sekunden grün werden.

Wenn Sie den Sockel an einem wirklich sonnigen Ort verwenden, möchten Sie vielleicht eine zweite oder dritte LED und eine weitere Acrylschicht auf den Sockel auftragen, um ihn etwas größer und heller zu machen.

Lassen Sie mich im Kommentarbereich unten wissen, was Sie von diesem Monitor halten. Was magst du und was würdest du ändern?

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Viel Spaß beim Selberbauen!