IoT Hydroponics - Verwenden von IBM Watson für PH- und EC-Messungen - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Dieses anweisbare zeigt, wie man EC, pH und Temperatur eines Hydroponik-Setups überwacht und die Daten an den Watson-Service von IBM hochlädt.

Watson ist für den Einstieg frei. Es gibt kostenpflichtige Pläne, aber der kostenlose Plan ist für dieses Projekt mehr als genug.

Schritt 1: Dinge, die Sie brauchen

• Jedes ESP32-Entwicklungsboard. Dieser scheint vernünftig, aber jeder wird funktionieren.
• Eine isolierte EC-Sonden-Schnittstellenkarte und eine K1-Leitfähigkeitssonde. Sie können beides unter ufire.co erhalten.
• Ein isoliertes ISE-Sonden-Interface-Board und eine pH-Sonde ebenfalls von ufire.co.
• Einige Kleinigkeiten wie Drähte und USB-Kabel.

Schritt 2: Die Software

1. Ich gehe davon aus, dass Sie mit Arduino, der Arduino-IDE, vertraut sind und sie bereits installiert haben. Wenn nicht, folgen Sie den Links.
2. Als nächstes wird die ESP32-Plattform installiert. Aus irgendeinem Grund wurde dies durch die verfügbaren Plattformverwaltungsfunktionen der IDE nicht vereinfacht, daher müssen Sie zur Github-Seite gehen und den entsprechenden Installationsanweisungen folgen.

3. Nun zu den Bibliotheken: Gehen Sie in der Arduino IDE zu Sketch / Include Library / Manage Libraries…

   1. Suchen und installieren Sie 'Isolated EC Probe Interface'.
   2. Suchen und installieren Sie 'PubSubClient'.
   3. Suchen und installieren Sie 'Isolated ISE Probe Interface'.
   4. Suchen und installieren Sie 'ArduinoJson' Version 5.13.2.

Schritt 3: Verbindungen herstellen

Der von uns verwendete ESP32 verfügt über WiFi- und BLE-Schnittstellen, so dass er nur eine Stromversorgung benötigt. Sie werden wahrscheinlich ein USB-Kabel für die Stromversorgung benötigen, aber eine Batterie ist eine andere Option. Viele ESP32s können mit Batterieladeschaltung bereits auf der Platine gekauft werden.

Die uFire-Geräte, mit denen wir EC, pH und Temperatur messen werden, werden über den I2C-Bus mit dem ESP32 verbunden. Beim ESP32 können Sie zwei beliebige Pins für I2C auswählen. Beide Geräte befinden sich am selben Bus, daher sind die SCL- und SDA-Pins gleich. Wenn Sie sich den Code ansehen (nächster Schritt), sehen Sie diese beiden Zeilen.

ISE_pH pH(19, 23);uFire_EC mS(19, 23);

Ich beschloss, Pin 19 für SDA und Pin 23 für SCL zu verwenden. Verbinden Sie also die 3,3 V des ESP32 (oder wie auch immer der Pin auf Ihrem speziellen Board genannt wird) mit dem 3,3 / 5 V-Pin des EC uFire-Geräts, GND mit GND, 19 mit SDA und 23 mit SCL. Verbinden Sie nun das uFire pH-Board mit dem EC-Board Pin für Pin. Die Pinbelegung Ihres ESP32 kann von der Abbildung abweichen.

Schritt 4: Erstellen Sie ein IBM Watson-Konto

Rufen Sie die IBM Watson IoT Platform-Website auf und klicken Sie oben rechts auf „ANMELDEN“. Klicken Sie unten auf den Link "Create and IBMid". Schließen Sie den Registrierungsprozess ab und Sie finden sich schließlich auf einer größtenteils leer aussehenden Webseite wieder. In der oberen rechten Ecke sehen Sie Ihre E-Mail-Adresse, klicken Sie darauf und Sie werden sehen, dass Sie kein Mitglied einer Organisation sind. Klicken Sie auf 'Anmelden'.

Sie befinden sich auf der IBM Cloud-Anmeldeseite. Klicken Sie auf „Anmelden“und dann auf der nächsten Seite auf „ANMELDEN“. Füllen Sie das Formular aus und überprüfen Sie dann Ihre E-Mails. Gehen Sie zurück zu dieser Seite und installieren Sie die 'Internet of Things Platform'.

Gehen Sie nun zur allerersten Seite, klicken Sie hier auf Ihre E-Mail-Adresse, und Sie sollten im Menü eine Organisation namens "Bluemix Free xxxxxx" sehen. Beachten Sie die sechsstellige Zahlen-/Buchstaben-Kombination. Sie benötigen es für später, es ist Ihre Organisations-ID.

Jetzt können Sie zu diesem Link gehen und auf 'Internet of Things Platform-vr. Auf der nächsten Seite sehen Sie eine Schaltfläche "Starten". Ich würde diesen Link für einen schnelleren Zugriff beim nächsten Mal kopieren, dort wird von nun an alles erledigt.

Schritt 5: Bereitstellen eines Geräts

1. Sie sehen ein Menü auf der linken Seite des Bildschirms. Klicken Sie auf denjenigen, der wie ein Mikroprozessor mit der Bezeichnung "Geräte" aussieht.
2. In der oberen Mitte des Bildschirms sehen Sie "Durchsuchen", "Aktion" und "Gerätetypen". Wählen Sie „Gerätetypen“und dann „+ Gerätetyp hinzufügen“.
3. Geben Sie auf dem Bildschirm "Gerätetyp hinzufügen" ein neues Gerät mit dem Namen ESP32 ein und klicken Sie auf Weiter. Füllen Sie die zusätzlichen Informationen im Formular aus, wenn Sie möchten, und klicken Sie dann auf „Fertig“. Klicken Sie auf dem nächsten Bildschirm auf "Geräte registrieren".
4. Auf dem Bildschirm „Geräte registrieren“sollten Sie Ihren Gerätetyp, ESP32, bereits ausgefüllt und schwarz sehen, um eine „Geräte-ID“einzugeben. Ich nenne meine '0001'. Weiter klicken'. Lassen Sie das Authentifizierungstoken leer und klicken Sie auf „Weiter“und dann auf „Fertig“.
5. Auf dem folgenden Bildschirm erhalten Sie Ihre einzige Chance, das 'Authentifizierungstoken' zu kopieren. Kopieren Sie es und notieren Sie sich auch die 'Organisations-ID', die 'Geräte-ID' und den 'Gerätetyp'. Sie benötigen es für den nächsten Schritt.
6. Lassen Sie diese Seite geöffnet und fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 6: Skizze

Hier können Sie sich die Quelle ansehen.

1. Kopieren Sie die Dateien in ein Arduino-Projekt.

2. Watson.h bearbeiten.

   1. Ändern Sie die ssid und das Passwort in Ihre WLAN-Netzwerkinformationen.
   2. Ändern Sie Organization_ID, Device_Type, Device_ID und Authentication_Token in die Informationen aus dem vorherigen Schritt.
3. Laden Sie es auf Ihren ESP32 hoch und sehen Sie sich Ihr neues Gerät auf der IBM Watson-Site an. Klicken Sie auf das Gerät und dann auf „Status“. Es sollte Ihnen die Aktualisierungswerte anzeigen. Wenn es nicht funktioniert, finden Sie möglicherweise einige nützliche Informationen unter 'Logs'.

Schritt 7: Anzeigen der Daten

1. Klicken Sie auf der Seite IBM Watson IoT Platform ganz oben links auf das Symbol mit den neun kleinen Punkten mit der Bezeichnung „Boards“.
2. Klicken Sie auf '+ Neues Board erstellen', nennen Sie es wie Sie wollen, klicken Sie auf 'Weiter' und dann auf 'Fertig'.

3. Öffnen Sie das neu erstellte Board und klicken Sie dann auf "+ Neue Karte hinzufügen".

   1. Ich werde eine Temperaturvisualisierung mit dem Diagrammtyp Gauge erstellen.
   2. Wählen Sie auf der nächsten Seite unser Gerät aus und klicken Sie auf "Weiter".
   3. Klicken Sie auf der nächsten Seite auf „Neuen Datensatz verbinden“. Wählen Sie im Feld 'Ereignis' die Option 'Status' aus, dann sollten Sie in der 'Eigenschaft' eine Liste unserer Datenelemente sehen, wählen Sie 'C'. Ändern Sie den 'Typ' in Zahl und die 'Einheit' in 'C', dann 'Min' und 'Max' in 0 und 85. Klicken Sie auf 'Weiter'.
   4. Ändern Sie die Größe auf 'S' oder 'M', um tatsächlich die Messtabelle zu sehen. 'Weiter' und dann 'Absenden'.
4. Wiederholen Sie die obigen Schritte für die anderen Datenelemente.