ERWEITERTES IoT-BEWÄSSERUNGSSYSTEM - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

--von Maninder Bir Singh Gulshan, Bhawna Singh, Prerna Gupta

Schritt 1:

Im täglichen Betrieb rund um das Gießen sind die Pflanzen die wichtigste kulturelle Praxis und die arbeitsintensivste Aufgabe. Egal welches Wetter es ist, sei es zu heiß und kalt oder zu trocken und nass, es ist sehr wichtig, die Wassermenge zu kontrollieren, die zu den Pflanzen gelangt. Es wird also effektiv sein, eine Idee eines automatischen Pflanzenbewässerungssystems zu verwenden, das Pflanzen bewässert, wenn sie es brauchen. Ein wichtiger Aspekt dieses Projekts ist: „wann und wie viel Wasser“. Diese Methode wird verwendet, um den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens kontinuierlich zu überwachen und zu entscheiden, ob eine Bewässerung erforderlich ist oder nicht und wie viel Wasser im Pflanzenboden benötigt wird. In seiner einfachsten Form ist das System so programmiert, dass ein Bodenfeuchtigkeitssensor, der den Feuchtigkeitsgehalt der Pflanze zu einem bestimmten Zeitpunkt erfasst, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Sensors unter dem festgelegten Schwellenwert liegt, der gemäß der jeweiligen Pflanze wird die gewünschte Wassermenge zugeführt, bis der Feuchtigkeitsgehalt den vordefinierten Schwellenwert erreicht. Das System umfasst einen Feuchtigkeits- und Temperatursensor, der die aktuelle Atmosphäre des Systems verfolgt und einen Einfluss auf die Bewässerung hat. Das Magnetventil steuert den Wasserfluss im System, wenn Arduino den Wert vom Feuchtigkeitssensor liest, löst es das Magnetventil entsprechend der gewünschten Bedingung aus.. Darüber hinaus meldet das System seinen aktuellen Status und sendet die Erinnerungsnachricht über das Gießen von Pflanzen und erhält eine SMS vom Empfänger. All diese Benachrichtigungen können mit SIM 800L erfolgen.

Schritt 2: Rahmendiagramm

Dieses System erfordert ein Arduino UNO, das als Controller und Server des gesamten Systems fungiert. In diesem Pflanzenbewässerungssystem überprüft der Bodenfeuchtigkeitssensor den Feuchtigkeitsgehalt im Boden und wenn der Feuchtigkeitsgehalt niedrig ist, schaltet Arduino eine Wasserpumpe ein, um die Pflanze mit Wasser zu versorgen. Die Wasserpumpe schaltet sich automatisch aus, wenn das System genügend Feuchtigkeit im Boden findet. Immer wenn das System die Pumpe ein- oder ausschaltet, wird über das GSM-Modul eine Nachricht an den Benutzer gesendet, die den Status der Wasserpumpe und der Bodenfeuchtigkeit aktualisiert. Dieses System ist sehr nützlich in Bauernhöfen, Gärten, Haushalten usw. Dieses System ist vollständig automatisiert und es ist kein menschliches Eingreifen erforderlich.

Schritt 3: Verwendete Hardware: Arduino UNO

Das Arduino UNO ist ein Open-Source-Mikrocontroller-Board, das auf dem Microchip ATmega328P-Mikrocontroller basiert und von Arduino.cc entwickelt wurde. Das Board ist mit Sätzen von digitalen und analogen Input/Output (I/O) Pins ausgestattet, die mit verschiedenen Erweiterungsboards (Shields) und anderen Schaltkreisen verbunden werden können. Das Board verfügt über 14 digitale Pins, 6 analoge Pins und ist mit der Arduino IDE (Integrated Development Environment) über ein USB-Kabel vom Typ B programmierbar. Es kann über das USB-Kabel oder über eine externe 9-Volt-Batterie mit Strom versorgt werden, obwohl es Spannungen zwischen 7 und 20 Volt akzeptiert.

Schritt 4: SIM 800L

SIM800L ist ein Miniatur-Mobilfunkmodul, das die GPRS-Übertragung, das Senden und Empfangen von SMS sowie das Tätigen und Empfangen von Sprachanrufen ermöglicht. Niedrige Kosten und geringer Platzbedarf sowie Quadband-Frequenzunterstützung machen dieses Modul zur perfekten Lösung für jedes Projekt, das eine Konnektivität mit großer Reichweite erfordert.

Schritt 5: Bodenfeuchtesensor

Bodenfeuchtesensoren messen den volumetrischen Wassergehalt im Boden. Da die direkte gravimetrische Messung der freien Bodenfeuchte das Entfernen, Trocknen und Wiegen einer Probe erfordert, messen Bodenfeuchtesensoren den volumetrischen Wassergehalt indirekt, indem sie andere Eigenschaften des Bodens wie den elektrischen Widerstand, die Dielektrizitätskonstante oder die Wechselwirkung mit Neutronen nutzen, als Proxy für den Feuchtigkeitsgehalt.

Schritt 6: 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.

Schritt 7: Wasserdurchflusssensor

Der Wasserdurchflusssensor besteht aus einem Kunststoffventilkörper, einem Wasserrotor und einem Hall-Effekt-Sensor. Wenn Wasser durch den Rotor fließt, rollt der Rotor. Seine Geschwindigkeit ändert sich mit unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit. Der Hall-Effekt-Sensor gibt das entsprechende Pulssignal aus. Dieser ist geeignet, um den Durchfluss im Wasserspender zu erkennen.

Schritt 8: Relais

Ein Relais ist ein elektrisch betätigter Schalter. Viele Relais verwenden einen Elektromagneten, um einen Schalter mechanisch zu betätigen, aber es werden auch andere Funktionsprinzipien verwendet, wie beispielsweise Halbleiterrelais. Relais werden dort eingesetzt, wo es notwendig ist, einen Stromkreis durch ein separates Schwachstromsignal zu steuern, oder wo mehrere Stromkreise von einem Signal gesteuert werden müssen.

Schritt 9: LCD (Flüssigkristallanzeige)

LCD steht für Liquid Crystal Display und ermöglicht die Steuerung von LCD-Displays, die mit dem Hitachi HD44780-Treiber kompatibel sind. Es gibt viele davon, und Sie können sie normalerweise an der 16-Pin-Schnittstelle erkennen.

Schritt 10: Wasserpumpe

Eine Pumpe ist ein Gerät, das Flüssigkeiten (Flüssigkeiten oder Gase) oder manchmal Schlämme durch mechanische Einwirkung bewegt. Pumpen können nach der Methode, mit der sie das Fluid bewegen, in drei Hauptgruppen eingeteilt werden: Direkthub-, Verdrängungs- und Schwerkraftpumpen.

Pumpen arbeiten durch einen Mechanismus (typischerweise hin- und hergehend oder drehend) und verbrauchen Energie, um mechanische Arbeit zum Bewegen des Fluids zu leisten. 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.

Schritt 11: Vorteile

1. Fähigkeit, Wasser zu sparen und Effizienz bei der Wasserversorgung.

2. Planung und Konnektivität.

(Ihr Zeitplan kann von überall mit Internetverbindung aktualisiert werden.)

3. Strom sparen.

(Solarzellen werden auch zur Stromerzeugung in landwirtschaftlichen Betrieben verwendet.)

4. Der Landwirt kann jederzeit und überall über die Feldnatur Bescheid wissen.

Schritt 12: Anwendungen

1. Es kann in der Landwirtschaft, auf Rasenflächen und als Tropfbewässerungssystem verwendet werden.

2. Es kann für den Anbauprozess verwendet werden.

3. Es kann verwendet werden, um Wasser im Pflanzbereich der Baumschule bereitzustellen.

4. Es kann für eine Vielzahl von Pflanzen verwendet werden, da die für verschiedene Arten von Pflanzen erforderliche Referenz angepasst werden kann.

5. Es kann für Teichwassermanagement und Wassertransfer verwendet werden.

Wir hatten im Schaltplan ein IoT-Gerät, d. h. NodeMCU, verwendet und auch die Leiterplatte (PCB) dafür gezeigt, Sie können auch Arduino UNO verwenden.

Schritt 13: Schaltplan

Schritt 14: PCB-Design für ADVANCED IoT-BEWÄSSERUNGSSYSTEM

Schritt 15: Bestellung der Leiterplatten

Jetzt haben wir das PCB-Design und es ist Zeit, die PCBs zu bestellen. Dazu müssen Sie nur zu JLCPCB.com gehen und auf die Schaltfläche „JETZT QUOTE“klicken.

JLCPCB ist auch Sponsor dieses Projekts. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.) ist das größte Unternehmen für Leiterplatten-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf die schnelle Herstellung von Leiterplatten-Prototypen und PCB-Kleinserien spezialisiert hat. Sie können mindestens 5 Leiterplatten für nur 2 US-Dollar bestellen.

Schritt 16:

Um die Leiterplatte herzustellen, laden Sie die im letzten Schritt heruntergeladene Gerber-Datei hoch. Laden Sie die.zip-Datei hoch oder ziehen Sie die Gerber-Dateien per Drag & Drop.

Nach dem Hochladen der ZIP-Datei sehen Sie unten eine Erfolgsmeldung, wenn die Datei erfolgreich hochgeladen wurde.

Schritt 17:

Sie können die Leiterplatte im Gerber-Viewer überprüfen, um sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist. Sie können sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Platine anzeigen.

Nachdem wir sichergestellt haben, dass unsere Leiterplatte gut aussieht, können wir die Bestellung jetzt zu einem vernünftigen Preis aufgeben. Sie können 5 PCBs für nur 2 USD bestellen, aber wenn es Ihre erste Bestellung ist, können Sie 10 PCBs für 2 USD erhalten. Um die Bestellung aufzugeben, klicken Sie auf die Schaltfläche „IN DEN WARENKORB SPEICHERN“.

Meine Leiterplatten brauchten 2 Tage, um hergestellt zu werden, und kamen innerhalb einer Woche mit der DHL-Lieferoption an. PCBs waren gut verpackt und die Qualität war wirklich gut.