Arduino Indoor-Garten - Gunook

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

Gärtnern in der Moderne bedeutet, die Dinge mit Elektronen, Bits und Bytes komplizierter und mühsamer zu machen. Die Kombination von Mikrocontrollern und Gartenarbeit ist eine sehr beliebte Idee. Ich denke, das liegt daran, dass Gärten sehr einfache Ein- und Ausgänge haben, die leicht zu verstehen sind. Ich denke, die Leute (mich eingeschlossen) sehen ein notorisch einfaches und entspanntes Hobby und können nicht anders, als sich gezwungen zu fühlen, es zu kompliziert zu machen.

In diesem Projekt zeige ich Ihnen, wie Sie mit dem Arduino Dev Board eine einfachere Version von Indoor Garden erstellen.

Ich biete Ihnen eine vollständige Schritt-für-Schritt-Anleitung, um Ihnen zu zeigen, wie Sie Ihren eigenen schönen Garten gestalten können, und erkläre sowohl Hardware- als auch Softwareteile im Detail, um diese Anleitung auf die einfachste Art und Weise zu gestalten, die Sie dazu führt, Ihren eigenen Garten auszuprobieren eigene Kenntnisse in der Elektronikfertigung. Dieses Projekt ist besonders praktisch, nachdem Sie die kundenspezifische Platine erhalten haben, die wir bei JLCPCB bestellt haben, um das Erscheinungsbild unseres Autos zu verbessern. Außerdem enthält dieses Handbuch genügend Dokumente und Codes, damit Sie Ihr automatisches Gartensystem erstellen können.

Wir haben dieses Projekt in nur 7 Tagen durchgeführt, nur drei Tage, um die Hardwareherstellung und den Zusammenbau abzuschließen, dann 4 Tage, um den Code und die Android-App vorzubereiten. um den Garten damit zu kontrollieren. Bevor wir anfangen, schauen wir zuerst

Was Sie in diesem Tutorial lernen werden:

• Auswahl der richtigen Komponenten in Abhängigkeit von Ihren Projektfunktionalitäten
• Herstellen der Schaltung zum Verbinden aller ausgewählten Komponenten
• Bauen Sie alle Projektteile zusammen und beginnen Sie mit dem Testen
• Verwenden der Android-App. um sich über Bluetooth zu verbinden und das System zu manipulieren

Schritt 1: Was ist ein Indoor-Garten?

Die meisten Pflanzen haben einfache Bedürfnisse. Als Gäste sind sie relativ anspruchslos. Es gibt nur drei grundlegende Dinge, die Sie verstehen müssen, bevor Sie sich entscheiden, eine Pflanze nach Hause einzuladen: Licht, Wasser und Luft. Wenn Sie diese vier Elemente aus Pflanzensicht beherrschen, können Sie fast überall auf der Welt und zu jeder Jahreszeit einen Indoor-Garten anlegen.

• Licht – Die meisten Gartenpflanzen brauchen mindestens sechs Stunden Licht am Tag. Aber es muss gutes Licht sein. Wenn Sie Ihre Hand vor das Fenster halten und es keinen Schatten wirft, ist das Licht wahrscheinlich für die meisten Pflanzen nicht ausreichend, um ein glückliches Leben zu führen. Sie können jedoch schlechte Lichtverhältnisse jederzeit mit Pflanzenlampen ergänzen. Wenn Sie in Ihrem Zuhause über ein bescheidenes natürliches Licht verfügen und sich nicht mit spezieller Beleuchtung herumschlagen möchten, bleiben Sie bei Pflanzen, die normalerweise schwache Lichtverhältnisse benötigen, oder versuchen Sie, Ihren Garten dorthin zu verlegen eine sonnige Fensterbank.
• Wasser - Pflanzen brauchen Bedingungen, die denen in ihren natürlichen Lebensräumen nahe kommen. Eine Pflanze, die in der Wüste zu Hause ist, muss seltener gegossen werden als eine Pflanze, die in einem Moor lebt. Zu wissen, welche Wasserbedingungen eine Pflanze bevorzugt, ist ein guter erster Schritt zu einem erfolgreichen Indoor-Garten. Es ist einfacher als Sie denken, denn oft geben Ihnen die Pflanzen selbst Hinweise. Pflanzen mit dicken gummiartigen Blättern sind Wasserfresser und können normalerweise mit weniger Wasser überleben als Pflanzen mit dünnen, empfindlichen Blättern. Wenn Sie es hassen, Ihre Pflanzen zu gießen, wählen Sie Sorten, die mit weniger gedeihen, oder wählen Sie Pflanzentöpfe mit versteckten Reservoirs, um Ihre Bewässerungsarbeiten zu reduzieren.
• Luft - Als Nebenprodukt der Photosynthese produzieren Pflanzen Sauerstoff und filtern über ihre Blätter unangenehme Gase wie Formaldehyd aus Ihrer häuslichen Umgebung. Um Pflanzen gesund zu halten, müssen Sie ihre Blätter sauber halten und die Luft um sie herum in Bewegung und feucht halten. Dazu können Sie sie an einer Stelle mit guter Luftzirkulation platzieren oder sie mit einem kleinen Lüfter versehen.

Ich werde ein Arduino-basiertes System erstellen, um den Temperatur- und Feuchtigkeitsstatus meiner Anlage zu überwachen und automatisch die notwendigen Bedürfnisse wie Lichtintensität, Wasser und reine Frischluft bereitzustellen. Dazu benötige ich einige Sensoren, um einige Aktoren zu steuern. Zum Beispiel steuere ich die Lichtintensität in Abhängigkeit von den vom Lichthelligkeitssensor empfangenen Signalen. Für die Bewässerung habe ich einen Feuchtigkeitssensor zum Ein- und Ausschalten einer Wasserpumpe und einen Temperatur- / Feuchtigkeitssensor zum Ein- und Ausschalten von 12-V-DC-Lüftern verwendet.

Schritt 2: Sensoren und Aktoren

Die Herstellung dieses Systems ist die Zusammenstellung einiger Sensoren und Aktoren, um auf die physikalischen Daten der Anlage zuzugreifen und herauszufinden, was von der Anlage angefordert wird und wann Sie es liefern sollten.

Aus diesem Grund sollten Sie einige Sensoren und Aktoren verwenden, die alle mit einem Arduino-Board verbunden sind:

Sensoren

1. Lichtsensor BH1750: BH1750FVI Ist ein digitaler Lichtsensor, der ein digitaler Umgebungslichtsensor-IC für die I2C-Busschnittstelle ist. Dieser IC ist am besten geeignet, um die Umgebungslichtdaten zum Einstellen der Hintergrundbeleuchtungsleistung von LCD und Tastatur des Mobiltelefons zu erhalten. Es ist möglich, einen großen Bereich bei hoher Auflösung zu erkennen. (1 - 65535 lx).
2. Bodenfeuchtigkeitssensor: Feuchtigkeitssensoren, die den Widerstand oder die Leitfähigkeit der Bodenmatrix zwischen zwei Kontakten messen, sind im Wesentlichen Schrott. Zunächst einmal ist die Beständigkeit kein sehr guter Indikator für den Feuchtigkeitsgehalt, da sie stark von einer Reihe von Faktoren abhängt, die von Garten zu Garten variieren können, einschließlich des pH-Werts des Bodens, der im Wasser gelösten Feststoffe und der Temperatur. Zweitens sind die meisten von ihnen von schlechter Qualität mit Kontakten, die leicht korrodieren. In den meisten Fällen haben Sie Glück, wenn Sie einen haben, der eine ganze Saison übersteht.
3. Temperatur- und Feuchtigkeitssensor: Der DHT11 ist ein einfacher, extrem kostengünstiger digitaler Temperatur- und Feuchtigkeitssensor. Es verwendet einen kapazitiven Feuchtigkeitssensor und einen Thermistor, um die Umgebungsluft zu messen, und gibt ein digitales Signal an den Datenpin aus (keine analogen Eingangspins erforderlich). Es ist ziemlich einfach zu bedienen, erfordert jedoch ein sorgfältiges Timing, um Daten zu erfassen. Der einzige wirkliche Nachteil dieses Sensors ist, dass Sie nur alle 2 Sekunden neue Daten von ihm erhalten können. Wenn Sie also unsere Bibliothek verwenden, können die Sensormesswerte bis zu 2 Sekunden alt sein.

Aktuatoren

1. Helle weiße LED: Eine Leuchtdiode (LED) ist eine zweiadrige Halbleiterlichtquelle. Es handelt sich um eine p-n-Übergangsdiode, die bei Aktivierung Licht emittiert.[5] Wenn eine geeignete Spannung an die Leitungen angelegt wird, können Elektronen mit Elektronenlöchern innerhalb der Vorrichtung rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen.
2. Wasserpumpe: Eine Pumpe ist ein Gerät, das Flüssigkeiten (Flüssigkeiten oder Gase) oder manchmal Schlämme durch mechanische Wirkung bewegt. Pumpen können nach der Methode, mit der sie das Fluid bewegen, in drei Hauptgruppen eingeteilt werden: Direkthub-, Verdränger- und Schwerkraftpumpen Flüssigkeit. Pumpen werden über viele Energiequellen betrieben, einschließlich Handbetrieb, Strom, Motoren oder Windkraft, und gibt es in vielen Größen, von mikroskopisch klein für den Einsatz in medizinischen Anwendungen bis hin zu großen Industriepumpen.
3. DC 12V-Lüfter: Es ist wichtig, Kühltechniken zu kennen, die verwendet werden können, um die Lebensdauer Ihrer Anlage zu erhalten, indem frische Luft um die Anlage herum bewegt wird, wenn dies erforderlich ist, um die Anlage in einem gesunden Zustand zu halten.

Schritt 3: Die Leiterplattenherstellung (hergestellt von JLCPCB)

Über JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), ist das größte Unternehmen für Leiterplatten-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf schnelle Leiterplatten-Prototyp- und Kleinserienfertigung von Leiterplatten spezialisiert hat.

Mit über 10 Jahren Erfahrung in der PCB-Herstellung hat JLCPCB mehr als 200.000 Kunden im In- und Ausland mit über 8.000 Online-Bestellungen für PCB-Prototyping und PCB-Produktion in kleinen Stückzahlen pro Tag. Die jährliche Produktionskapazität beträgt 200.000 qm. für verschiedene 1-Layer-, 2-Layer- oder Multilayer-Leiterplatten. JLC ist ein professioneller Leiterplattenhersteller, der sich durch große, gut ausgestattete, strenge Verwaltung und überragende Qualität auszeichnet.

Zurück zu unserem Projekt

Um die Leiterplatte zu produzieren, habe ich die Preise vieler Leiterplattenhersteller verglichen und JLCPCB als den besten Leiterplattenlieferanten und den billigsten Leiterplattenanbieter ausgewählt, um diese Schaltung zu bestellen. Alles, was ich tun muss, sind ein paar einfache Klicks, um die Gerber-Datei hochzuladen und einige Parameter wie Farbe und Menge der Leiterplattendicke einzustellen gibt es von Zeit zu Zeit einige kostenlose Versandangebote in dieser Online-Bestellplattform.

Hier können Sie die Circuit-Datei (PDF) herunterladen.

Wie Sie in den obigen Bildern sehen können, ist die Leiterplatte sehr gut verarbeitet und ich habe die gleiche Leiterplattenblattform, die wir entworfen haben, und alle Etiketten und Logos sind da, um mich während der Lötschritte zu leiten.

Schritt 4: Zutaten

Sehen wir uns nun die erforderlichen Komponenten für dieses Projekt an und Sie finden alle zugehörigen Links für eine Online-Bestellung, sodass wir Folgendes benötigen:

• - Die Leiterplatte, die wir bei JLCPCB bestellt haben
• - Arduino Nano:
• - ESP01-Modul:
• - HC-05 oder HC-06 Bluetooth-Modul:
• - Lichtsensor BH1750:
• - Temperatur- und Feuchtigkeitssensor:
• - Feuchtigkeitssensor:
• - Wasserpumpe:
• - 12V DC-Lüfter:
• - weiße LEDs:
• - Einige Header-Anschlüsse:

Schritt 5: Die Montage

Wir sind jetzt bereit, also beginnen wir mit dem Löten der Komponenten und vergessen Sie nicht, die Etiketten zu befolgen, um Lötfehler zu vermeiden. Wir beginnen mit dem Löten des Arduino-Steckers, um die Stromversorgung zu testen, und Sie können auch einige grundlegende Testcodes schreiben, um die richtige Verbindung für jeden Sensor wie den Lichtsensor zu überprüfen), damit Sie vollen Zugriff darauf haben.

Hinweis: Sie müssen Ihren Lötkolben schön und sauber halten. Das bedeutet, dass Sie es bei jeder Verwendung am Schwamm abwischen. Die Spitze Ihres Lötkolbens sollte sauber und glänzend sein. Wenn Sie feststellen, dass die Spitze durch Flussmittel verschmutzt oder oxidiert wird, dh ihren Glanz verliert, sollten Sie sie reinigen. Auch wenn Sie mitten im Löten sind. Eine saubere Lötspitze macht es VIEL einfacher, Wärme auf das Lötziel zu übertragen.

Die Leiterplatte, die wir bei JLCPCB bestellt haben, hilft Ihnen dabei, alles an der richtigen Stelle zu halten. Zögern Sie also nicht, diesen Link zu besuchen, wenn Sie die von uns hergestellte Leiterplatte anzeigen und online bestellen möchten.

Wie Sie sehen, ist die Verwendung dieser Platine aufgrund ihrer Qualität so praktisch und alle Etiketten dort bieten Ihnen die beste Orientierung, so dass Sie zu 100% sicher sind, dass Sie keine Lötfehler machen.

Ich habe jede Komponente an ihre Position gelötet und Sie können beide Seiten der Platine verwenden, um Ihre elektronischen Teile zu löten.

Jetzt haben wir die Platine fertig und alle Komponenten sind sehr gut gelötet, danach habe ich dieses Design vorbereitet, um einen CNC-Laserschnitt zu machen, um das elektronische Teil und die Anlage in einen Träger einzulegen, also wenn Sie das gleiche Design wie machen möchten meine finden Sie die (DXF)-Dateien hier

Schritt 6: Die Android-App

Diese App ermöglicht es Ihnen, sich über Bluetooth mit Ihrem Arduino zu verbinden, und im manuellen Modus können Sie auf die Lüfter und Lichter sowie auf die Wasserpumpe für die EIN- und AUS-Steuerung zugreifen, ohne die Sensoren zu vergessen, mit denen Sie Daten lesen können Drücken Sie die Schaltfläche „Daten abrufen“und alle entsprechenden Daten werden auf Ihrem Smartphone-Bildschirm angezeigt.

Sie können diese Android-App kostenlos über diesen Link herunterladen

Schritt 7: Der Arduino-Code und die Testvalidierung

der Code ist verfügbar und kann wie gewohnt unter diesem Link heruntergeladen werden. Und wie Sie auf den Fotos sehen können, ist der Code so einfach und sehr gut kommentiert, dass Sie ihn verstehen können.

Wie Sie sehen können, hat jede Taste eine Funktion mit dem System, aber was ich wirklich schätze, ist der automatische Modus zur Steuerung der Lichthelligkeit. Ich habe den Lichtsensor an der unteren Basis platziert. Wenn wir diesen Modus auswählen, steuert das System die Helligkeit der Vorderseite leuchten LEDs in Abhängigkeit von den Sensorsignalen. Außerdem können wir die Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte direkt auf dem Bildschirm des Smartphones ablesen, was wirklich beeindruckend ist.