Grüner Daumen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Green Thumb ist ein Internet-of-Things-Projekt im Agrarbereich für meine Klasse. Ich wollte etwas speziell für die Entwicklungsländer bauen, und bei meinen Recherchen fand ich heraus, dass die afrikanischen Länder nur 6% des Kontinents bewässert haben, es gibt schlechte Technologie, weniger Zuverlässigkeit beim Wassermanagement oder die Bewässerung, was zu einer geringeren Produktivität führt. In Sambia wurde festgestellt, dass Kleinbauern, die in der Trockenzeit Gemüse anbauen konnten, 35 % mehr verdienten als diejenigen, die dies nicht tun.

Die meisten der bestehenden Systeme kosten mehr als 200 US-Dollar, was teuer und für Kleinbauern sicherlich nicht erschwinglich ist. Landwirte in diesen Entwicklungsländern bemühen sich bereits um ein kleinräumiges Wassermanagementsystem.

Das Ziel von Green Thumb ist es, Landwirten in Afrika ein kostengünstiges, individuelles Bewässerungssystem im kleinen Maßstab bereitzustellen, das ihnen mit intelligenten Bewässerungs- und Wassermanagementtechniken hilft, die Menge ihrer Produkte zu erhöhen

Schritt 1: Schritt 1: Feuchtesensoren an einer Pflanze implementieren

Auswahl einer Pflanze: Ich brauchte eine Pflanze, die ich im Laufe meines Projekts überwachen konnte, da viele afrikanische Länder Auberginen anbauen, habe ich mir am Ende eine kleine Aubergine aus dem Heimatlager geholt, mit der ich experimentieren konnte.

Feuchtigkeitssensoren: Um den Feuchtigkeitsgehalt der Pflanze zu überwachen, müssen Sie einen kostengünstigen Sensor herstellen, der dies kann.

Benötigte Komponenten:

1. Verzinkte Nägel - 2

2. Einzellitzendrähte - eine Menge davon

3. Partikel Bor - 1

4. Widerstand (220 Ohm oder jeder andere Wert) - 1

5. Steckbrett

Nehmen Sie 2 verzinkte Nägel und löten Sie sie an Einzellitzen.

Stellen Sie die folgende Verbindung auf Ihrem Steckbrett her.

Verbinden Sie einen der Nägel mit einem analogen Pin und den anderen mit einem digitalen Pin. Halten Sie die Nägel 3 cm auseinander, es kann ein beliebiger Abstand sein, solange er konstant ist, da der Abstand zwischen 2 Nägeln die Messwerte ändern kann.

Schreiben Sie den folgenden Code in Ihre Particle Boron IDE und flashen Sie den Code

Setzen Sie die Nägel in Ihre Anlage ein, sie sollte Messwerte auf Ihrem seriellen Monitor oder Ihrer Konsole anzeigen.

Hier ist eine kurze Anleitung zum Einrichten Ihres Boron.

Schritt 2: Schritt 2: Erfassen der Feuchtigkeitssensor-Messwerte

Der nächste Schritt bestand darin, alle Messwerte in einem Excel-Dokument zu Überwachungszwecken über IFTTT zu sammeln.

1. Besuchen Sie IFTTT und erstellen Sie ein Konto (falls noch nicht geschehen) oder melden Sie sich an. IFTTT (wenn das dann das ist) ist ein kostenloser webbasierter Dienst zum Erstellen von Ketten einfacher bedingter Anweisungen, die als Applets bezeichnet werden.

2. Gehen Sie zu -> Meine Applets, klicken Sie auf -> Neue Applets

3. für +this - Partikel auswählen -> 'Neues Ereignis veröffentlicht' wählen -> 'PlantData' als Ereignisnamen schreiben, für den IFTTT ausgelöst werden soll

4. für +dass wählen Sie Google Sheets -> wählen Sie 'Zeile zu einer Tabelle hinzufügen' -> Schreiben Sie den Namen der zu erstellenden Tabelle -> klicken Sie auf 'Aktion erstellen'

5. Wenn Ihr Partikel also das Ereignis 'PlantData' veröffentlicht, wird eine neue Datenzeile zu einer Tabelle in Ihrem Google-Laufwerk hinzugefügt.

Schritt 3: Schritt 3: Analysieren der Daten

Sie können die Excel-Datei herunterladen und die Daten testen. Ich erstellte Liniendiagramme der Daten, die jede halbe Stunde gesammelt wurden, und stellte fest, dass sich die Messwerte im Laufe der Zeit nicht wesentlich änderten. Die Nagelsensoren lieferten ziemlich zuverlässige Messwerte.

Der Messwert schwankte normalerweise zwischen 1500-1000, wann immer es bewässert werden musste.

Wenn man also den Schwellenwert von 1500 bedenkt, können wir sagen, dass, wenn der Messwert weniger als 1500 beträgt, sich die Pflanze in der Welkephase befindet und das System in etwa 5-10 Minuten durch Gießen der Pflanzen reagieren kann.

Auch da die Daten bisher jede Millisekunde erfasst wurden, korrodiert es die Nägel.

Sobald die Daten überwacht wurden und wir feststellen, dass die Messwerte nicht viel schwanken, kann der Sensor jede Stunde mit Strom versorgt werden, den Messwert erfassen und prüfen, ob er unter dem Schwellenwert liegt.

Dadurch halten die Nagelsensoren länger.

Schritt 4: Schritt 4: Mehrere Sensoren herstellen und über Mesh kommunizieren

Die gesamte Betriebsfläche kann in mehrere Regionen unterteilt werden und diese Regionen können durch einzelne Sensoren überwacht werden. Alle diese Sensoren können mit dem 'Hauptsystem' kommunizieren, das die Wasserpumpe steuert.

Das 'Hauptsystem' hat Partikel-Bor - es ist zellular, daher kann es an Orten ohne WiFi kommunizieren.

Die einzelnen Sensoren verfügen über Partikel-Xenon, sie kommunizieren mit Boron, indem sie ein lokales Mesh-Netzwerk aufbauen.

Hier ist eine Kurzanleitung zum Hinzufügen Ihres Xenon zu einem bestehenden Mesh-Netzwerk.

Hier habe ich 2 Sensoren gemacht. Übertragen Sie die gesamte Schaltung auf ein Protoboard.

Testen Sie den folgenden Code, um zu sehen, ob die Mesh-Kommunikation funktioniert.

Schritt 5: Schritt 5: Vollständige physische Form der Sensoren

Die Elektronik für die Sensoren benötigt eine feldtaugliche Box. Da das System kostengünstig sein musste, stellte ich mir vor, Geld für die Elektronik auszugeben und gleichzeitig Kosten für die physische Form zu sparen. Die physische Box, in der der Sensor platziert werden muss, kann von einem Bauern hergestellt oder in Afrika mit seinen Rohstoffen lokal hergestellt werden. Der Bauer kann auch jedes ihm zur Verfügung stehende Material verwenden und die Elektronik hineinlegen.

Ich prototypiere aus Pappe, die durch Lackieren wasserfest gemacht werden kann.

Machen Sie eine Schachtel mit 8,5 cm Breite, 6,5 cm Breite und 5,5 cm Höhe. Schneiden Sie diese Maße aus einem Karton. Machen Sie unten 2 Löcher im Abstand von 3 cm für die Sensoren. Kleben Sie die Kartons mit einer Klebepistole zusammen.

Machen Sie 2 Lagen Karton mit den Maßen 8,5 cm x 6,5 cm, die in die Schachtel passen. Schneiden Sie in diesen Schichten ein Loch aus, damit die Drähte hindurchgehen können.

Die Nägel würden durch die Löcher gehen. Darauf wird eine Kartonlage gelegt, die das Protoboard trägt. Krokodilklemmen werden verwendet, um die Nägel mit dem Stromkreis zu verbinden, damit diese Nägel leicht vom Stromkreis getrennt werden können.

Die zweite Kartonschicht darüber hat eine LIPO-Batterie, die die Xenons mit Strom versorgt.

Diese Schichten können durch Anheben mit Hilfe der ausgeschnittenen Löcher entfernt und die Nägel leicht ausgetauscht werden, wodurch das System wartungs- und montagefreundlich ist.

Schritt 6: Schritt 6: Endgültige Implementierung

Ich teilte eine Kiste voller Erde in 3 Teile, einen mit maximalem Wassergehalt, einen zweiten mit mittlerem Wassergehalt und einen dritten mit trockenem Boden.

Jeder Sensor, wenn er in einem der 3 Teile der Box platziert wird, übermittelt den Messwert an Bor, der eine Entscheidung trifft, ob dieser Bereich bewässert werden muss. Dies wird durch eine LED angezeigt, die jedem Sensor entspricht.

Der Sensor würde jede Stunde eingeschaltet werden.