Arduino automatisches Pflanzenbewässerungssystem - Gunook

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

Lernen Sie Sprout kennen - den modernen Indoor-Pflanzer, der Ihre Pflanzen, Kräuter, Gemüse usw. automatisch bewässert und Ihr Gartenspiel revolutioniert.

Es besteht aus einem integrierten Wasserreservoir, aus dem Wasser gepumpt wird und hält den Boden der Pflanze mit Feuchtigkeit versorgt.

Ein Bodenfeuchtigkeitssensor ist so kalibriert, dass er periodisch die Feuchtigkeit des Bodens misst und dadurch den Wasserfluss reguliert. Ist der Boden zu trocken, schaltet sich die Wasserpumpe automatisch ein und aus, wenn die Bodenfeuchtigkeit das gewünschte Niveau erreicht hat.

Wenn Sie die Person sind, die ihre Pflanzen unter Wasser hält, sorgt Sprout dafür, dass Sie sich nie wieder Sorgen machen müssen, ein schlechter Gärtner zu sein. Und wenn Sie die Art von Person sind, die ihre Pflanzen überwässert, um Fehlzeiten auszugleichen, bedeutet dies, dass Sie nicht in Gefahr sind, Ihre Pflanzen oder Samen zu ertrinken.

Das Fassungsvermögen des Wasserreservoirs von Sprout beträgt etwa 500 ml / 17 fl oz, was es Ihnen ermöglicht, Ihre Pflanzen bis zu einem Monat lang zu vernachlässigen, bevor sie nachgefüllt werden müssen.

Die optionale Bluetooth-Funktion kann verwendet werden, um die Wasserpumpe drahtlos von Ihrem Smartphone aus manuell umzuschalten und zu steuern.

Entwickeln: Sind Sie ein Programmierer, Ingenieur oder Designer, der eine großartige Idee für ein neues Feature/Design in Sprout hat? Vielleicht sind Sie nur ein Anfänger oder haben einen Fehler entdeckt? Zögern Sie nicht, unseren Code, Schaltpläne, 3D-Designdateien und Laserschneiddateien von Github zu holen und daran zu basteln.

Sprout: GitHub

Schritt 1: Elektronisches Design

Elektronische Komponentenliste:-Arduino Nano: AliExpressDC Wasserpumpe: AliExpressSoil Feuchtigkeitssensor: AliExpressHC-05 Bluetooth-Modul: AliExpressLM7805 Spannungsregler: AliExpressIRF540 MOSFET: AliExpress220 Ohm Widerstand: AliExpressIN4001 Diode: AliExpressHeader Pin Strips: AliExpressDC Barrel Jack: AliExpressScrew Terminal Block: AliExpressPCB: AliExpressAC-12VDC Adapter: AliExpress

Werkzeuge:- Lötkolben: AliExpressSolder Wire: AliExpress

Kraftblock

Der 7805 regelt die Versorgungsspannung und reduziert sie auf konstant 5V, wodurch er sich für den Betrieb des Arduino & Soil Moisture Sensors eignet.

Pumpensteuerung

Der MOSFET fungiert als Schalter, der vom Arduino gesteuert wird. Wir verwenden den MOSFET, da der Arduino die DC-Pumpe nicht direkt mit Strom versorgen kann. Der mit dem Gate des MOSFET verbundene Widerstand verhindert, dass der MOSFET beschädigt wird. Die parallel zur Pumpe geschaltete Rücklaufdiode stellt einen Weg zur Ableitung gespeicherter Energie bereit, wenn die Pumpe ausgeschaltet ist. Die Anode der Diode ist mit dem Drain des MOSFET verbunden. Die Kathode der Diode ist mit der 9V-Versorgungsschiene verbunden. Die Source der Diode ist mit GND verbunden.

FeuchtigkeitssensorDer Sensor speist einen analogen Wert an den Arduino. Der Feuchtigkeitsgrenzwert wird vom Benutzer in Abhängigkeit von der verwendeten Pflanzenart kalibriert.

Bluetooth-Modul

Verwendet serielle Kommunikation, um Daten zwischen dem Arduino und Ihrem Smartphone zu übertragen.

Schritt 2: Elektronische Baugruppe

Ein 1x Scale druckbares PCB sowie die Platinenansicht und der Schaltplan sind im GitHub-Repository verfügbar.

Sprout: GitHub/Elektronik

Das Repository enthält auch ein PDF im A4-Format, das mehrere PCBs auf einer einzigen Seite enthält. Dies kann verwendet werden, um mehrere PCBs gleichzeitig für die Massenproduktion herzustellen

Löten Sie alle Komponenten gemäß den angegebenen Schaltplänen.

Die bearbeitbaren Eagle-Dateien sind unten verfügbar.

Sie können die Leiterplatte hier bestellen: PCBWay

Schritt 3: Software- und Bluetooth-Konfiguration

Software

Der Feuchtigkeitssensor ist mit einem analogen Eingangspin des Arduino verbunden. Ein Schwellenwert bestimmt, ob die Pumpe EIN/AUS sein soll.

Sie finden den Code bei Sprout: GitHub/Code

Fühlen Sie sich frei, das GitHub-Repository zu ändern und dazu beizutragen.

Smartphone-App & Bluetooth-Konfiguration

Das Bluetooth-Modul HC-05 ist der Zwischenblock zwischen Smartphone & Arduino. Es verwendet serielle Kommunikation, um Daten vom Smartphone an den Arduino zu senden und fungiert als Fernbedienung.

Die App überträgt den Wert '48' bzw. '49', die jeweils für 'ON' und 'OFF' stehen. Die Pumpe kann somit drahtlos gesteuert werden.

Öffnen Sie einfach die App, suchen Sie nach erkennbaren Geräten und koppeln Sie sie mit dem HC-05-Modul. Klicken Sie dann auf "Modus wechseln" und schalten Sie die Schaltfläche auf dem Bildschirm um.

Die App ist verfügbar unter Bluetooth App

Schritt 4: Mechanisches Design

Der Hauptkörper von Sprout ist eine 30 cm x 15 cm x 19 cm große Box aus MDF.

Alle Schritte des mechanischen Designs wurden in dem am Anfang des Instructable beigefügten Video deutlich demonstriert. Sie können es sich auch bei Sprout ansehen: Video/Mechanisches Design

Die Box ist in zwei Abschnitte unterteilt:

1. Der größere Abschnitt enthält die Erde & Pflanzen
2. Der kleinere Abschnitt ist weiter in zwei weitere Abschnitte unterteilt, so dass ein Abschnitt die Platine enthält, während der andere den Wasserbehälter enthält.

Der Wasserbehälter ist eine 500ml Plastikflasche.

Die MDF-Box hat 8 separate ineinandergreifende Flächen, die lasergeschnitten und ineinander gesteckt werden können.

Die Laserschneiden-Dateien, Fusion 360 Design-Datei (3D-Design-Datei), isometrische sowie orthogonale Ansichten jedes Gesichts finden Sie unter Sprout: GitHub/Mechanical Design

Sie können auch bearbeitbare Illustrator-Dateien im GitHub-Repository finden, die an Ihre spezifischen Anforderungen / Abmessungen angepasst und dann lasergeschnitten werden können.

Schritt 5: Mechanische Montage: Flaschenvorbereitung

Der Wasserbehälter ist eine 500ml Plastikflasche. Dafür kann eine typische 500ml-Plastik-Soda-Flasche verwendet werden.

Der maximale Durchmesser der Flasche sollte 74 mm betragen. Der maximale Durchmesser des Flaschenverschlusses sollte 50 mm betragen. Die maximale Höhe vom Flaschenboden bis zum untersten Teil des Verschlusses sollte 18,5 cm betragen.

Die Flasche muss etwa 50 mm über ihrem Boden abgeschnitten werden, damit die Pumpe darin platziert werden kann. In die Flasche müssen Löcher geschnitten werden, damit das Auslassrohr und die Stromkabel durch die Flasche geführt werden können.

Nachdem das Auslassrohr und die Drähte durch die entsprechenden Löcher herausgenommen wurden, kann die Flasche wieder verschlossen werden. Um die Flasche zu versiegeln, müssen wir eine Epoxidmasse verwenden, die innerhalb weniger Stunden aushärtet. Dadurch wird verhindert, dass Wasser austritt.

Das Wasser kann von der Oberseite der Flasche nachgefüllt werden, indem einfach der Verschluss geöffnet wird.

Schritt 6: Mechanische Montage: Vorbereitung der Box

Sobald Sie die 8 verschiedenen Seiten der Box erfolgreich lasergeschnitten haben, tragen Sie mehrere Schichten eines hochwertigen Holzlacks auf jede Seite jeder Seite auf. Dadurch ist sie stark wasserabweisend und resistent gegen Feuchtigkeit und Feuchtigkeit.

Montieren Sie die Strombuchse auch auf der Rückplatte und verbinden Sie sie mit der Platine.

Montieren Sie die Platine so auf der Rückplatte der Box, dass sie in den entsprechenden Abschnitt passt.

Ziehen Sie das Pumpenauslassrohr durch die angegebenen Löcher, sodass es den Abschnitt Pflanzenerde erreicht. Machen Sie dasselbe für die Feuchtigkeitssensorkabel.

Vergessen Sie nicht, die Wasserpumpe wie im Schaltplan gezeigt an die Platine anzuschließen

Beginnen Sie, die verschiedenen Seiten der Box zu verriegeln und stellen Sie sicher, dass die Flasche genau in den vorgesehenen Bereich passt.

Tragen Sie Holzleim oder einen Klebstoff auf, um die gesamte Schachtel zu versiegeln

Alle diese Schritte wurden in dem Video demonstriert, das am Anfang dieses Instructable gefunden wurde.

Schritt 7: Mechanische Montage: Zement

Dieser Schritt bestimmt die äußere Textur und das endgültige Finish der Schachtel und verleiht dem Pflanzgefäß eine weitere Schutzbeschichtung.

Tragen Sie Klebstoff auf jede Seite der Schachtel auf. Dann streuen Sie etwas Zement über den Kleber. Verwenden Sie das verbleibende kreisförmige MDF-Stück, das von der oberen Platte geschnitten wurde, um den Zement über die Oberfläche jeder Seite der Box zu glätten. Wiederholen Sie diesen Schritt für jede Seite der Schachtel, wie im Video gezeigt.

Sobald der Zement getrocknet ist, besprühen Sie 1 Tag lang alle 6 Stunden mit Wasser. Dadurch kann der Zement ohne Risse aushärten und verhindert auch das Auslaufen von Wasser.

Schritt 8: Boden & Pflanzen hinzufügen

Sobald der Zement ausgehärtet ist, füllen Sie die Kiste mit Erde.

Denken Sie daran, das Ende des Auslassrohrs heiß zu versiegeln, bevor Sie ein Loch für den Tropfer bohren. Der Tropfer wird verwendet, um das aus dem Rohr kommende Wasser zu regulieren, damit das Wasser nicht aus dem Pflanzgefäß fließt.

Platzieren Sie den Bodenfeuchtesensor im Boden.

Power Sprout durch die Power Jack an der Back Plate und stellen Sie sicher, dass der Wasserbehälter bis zum vollen Füllstand gefüllt ist.

Testen Sie, ob alles funktioniert und Sie sollten fertig sein.

Zweiter in der Epilog Challenge 9

Zweiter Platz beim Arduino-Wettbewerb 2017