Интелигентна оранжерия на Arduino, сглобяване от нулата

Интелигентна оранжерия на Arduino - направете първите стъпки

Оранжериите са предназначени да осигурят оптимален микроклимат за растежа и развитието на растенията. Това могат да бъдат големи промишлени сгради и малко място на перваза на прозореца за отглеждане на любимото ви цвете. Но дори и най-малката оранжерия на перваза на прозореца се нуждае от грижи: поливане, поддържане на правилната температура, ниво на осветление и др.

Мнозина с удоволствие се занимават с такава икономика, но няма нито сила, нито време за това. И само една мечта казва: само ако имаше такъв дизайн, който би бил толкова умен, че да направи всичко сам. Такава оранжерия ще бъде търсена от тези, които не искат да прекарват много време в грижи за растенията и може също да нямат възможност за това в случай на дълго отсъствие - командировки, ваканции и др. Ще започнем да създаваме такава оранжерия, ще я наречем умна. А контролерът Arduino ще ни помогне да създадеминтелигентна оранжерия. Какви функции ще изпълнява умната оранжерия? Първо, необходимо е бързо да получите цялата необходима информация за климатичните параметри на нашата оранжерия: температура и влажност на въздуха, температура и съдържание на влага в почвата, осветление на оранжерията. Тези. следете климатичните параметри на оранжерията.

Какъв проблем ще реши функцията за мониторинг на клиента? На първо място, тя ще премахне притесненията дали всичко е наред с растенията по време на неговото отсъствие: има ли вода в системата, изключено ли е електричеството, може ли вентилационната система да осигури правилната температура, ако помещението е станало твърде горещо и т.н.

Следващият етап е автономната функция на оранжерията. Когато нивото на почвената влага падне под определена стойност,необходимо е да се включи напояването, когато температурата в оранжерията спадне, е необходимо да се включи отоплението, осветяването на оранжерията трябва да се извърши според определен цикъл.

Фигура 1. Схематично представяне на интелигентна оранжерия

В нашите уроци ще разгледаме практическото изпълнение на проект за интелигентна оранжерия. Нека създадем интелигентен проект за оранжерия - "Домашно цвете". И нека започнем с внедряването на функцията за наблюдение на параметрите на оранжерията. За наблюдение трябва да получим следните данни за средата на нашето цвете:

1. температура на въздуха;
2. влажност на въздуха;
3. влажност на почвата;
4. цветно осветление.

За да реализираме функцията за наблюдение, се нуждаем от следните подробности:

1. Arduino Uno;
2. USB кабел;
3. платка за създаване на прототипи;
4. Проводници "баща-баща" - 15 бр.;
5. Фоторезистор - 1 бр.;
6. Резистор 10 kOhm - 1 бр.;
7. Датчик за температура TMP36 - 1 бр.;
8. Модул за температура и влажност DHT11 – 1 бр.
9. Модул за почвена влага - 1 бр.

Позиции 1-6 са налични в комплектите от серията „Dare“ („Основни“, „Експериментиране на Arduino“ и „Умен дом“), температурният сензор TMP36 е наличен в комплектите „Основни“ и „Изживяване на Arduino“. Линковете към позиции 8 и 9 ще бъдат дадени в края на статията. Първо, нека се запознаем със сензорите, които ще използваме за функцията за наблюдение на параметрите на нашия проект. С помощта на фоторезистор (Фигура 2) се измерва осветеността. Факт е, че на тъмно съпротивлението на фоторезистора е много високо, но когато светлината го удари, това съпротивление пада пропорционално на осветеността.

Фигура 2. Фоторезистор

Аналоговият температурен сензор TMP36 (Фигура 2) улеснява преобразуването на нивото на изходното напрежениев показанията на температурата в градуси по Целзий. Всеки 10mV съответства на 10C, можете да напишете формула за преобразуване на изходното напрежение в температура.

Отместване -500 за работа при температури под 0 0C.

Фигура 3. Аналогов температурен сензор TMP36

Сензорът DHT11 се състои от капацитивен сензор за влажност и термистор. В допълнение, сензорът съдържа прост ADC за преобразуване на аналогови стойности на влажност и температура. Ще използваме сензора във версията на модула за Arduino (Фигура 4).

Фигура 4. Модул DHT11

Модулът за влажност на почвата (Фигура 5) е предназначен да определя съдържанието на влага в почвата, в която е потопен. Позволява ви да разберете дали вашите домашни или градински растения са недостатъчно или прекалено напоени. Модулът се състои от две части: контактна сонда YL-28 и сонда YL-38, сондата YL-28 е свързана към сондата YL-38 чрез два проводника. Между двата електрода на сондата YL-28 се генерира малко напрежение. Ако почвата е суха, съпротивлението е високо и токът ще бъде по-малък. Ако земята е мокра, съпротивлението е по-малко, токът е малко по-голям. Според крайния аналогов сигнал може да се прецени степента на влажност.

Фигура 5 Модул за влажност на почвата

Сега ще сглобим веригата, показана на Фигура 6 на макетната платка.

Фигура 6. Схема на свързване за параметри за наблюдение за "Домашно цвете".

Нека започнем да пишем скица. Фоторезисторът, температурният сензор TMP36 и модулът за влажност на почвата са обичайни аналогови сензори. За сензора TMP36 можем да конвертираме аналогови стойности в температурни показания в градуси по Целзий. За да работим с модула DHT11, ще използваме библиотеката Arduino DHT (Изтегляне). Ние ще измерваме данните с интервал от 5 секунди и ще показваме стойностите за момента в серияАрдуино порт. Нека създадем нова скица в Arduino IDE, да добавим кода от листинг 1 в нея и да качим скицата на платката на Arduino. Напомняме ви, че в настройките на Arduino IDE трябва да изберете типа платка (Arduino UNO) и порта за свързване на платката.

След като качим скицата на платката, отваряме монитора на серийния порт и наблюдаваме изхода на стойности с показанията на нашите сензори (Фигура 7).

Фигура 7. Извеждане на стойности с показанията на нашите сензори към монитора на серийния порт на Arduino.

И ето нашето култивирано цвете (Фигура 8).

Фигура 8. Проект за домашно цвете

Не е много удобно да гледате показанията на сензорите през серийния порт, в следващия урок ще разгледаме по-удобна индикация на показанията.

---