Monitor inteligente de plantas internas - saiba quando sua planta precisa de rega: 8 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Alguns meses atrás, eu fiz um bastão de monitoramento da umidade do solo que funciona com bateria e pode ser enfiado no solo no vaso de sua planta interna para fornecer algumas informações úteis sobre o nível de umidade do solo e LEDs de flash para informar quando regar seu plantar.

Faz um ótimo trabalho, mas é bastante proeminente preso na panela e não é o dispositivo mais bonito. Então, isso me fez pensar em uma maneira de fazer um monitor de planta interna com melhor aparência, que poderia fornecer as informações de que você precisa em um piscar de olhos.

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Suprimentos

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• Sensor capacitivo de umidade do solo - Compre aqui
• LED RGB 5mm - Compre Aqui
• Resistor 100Ω - Compre aqui
• Resistor 200Ω - Compre aqui
• Cabo fita - compre aqui
• Alfinetes de cabeçalho femininos - compre aqui
• 3mm MDF - Compre Aqui
• Acrílico 3mm - Compre Aqui
• Adesivo Epóxi - Compre Aqui

Etapa 1: projetando a base

Depois de brincar com algumas idéias, pensei em fazer uma base redonda simples para a planta de interior ficar, semelhante a uma montanha-russa. A base consistiria em três camadas, uma camada de MDF, depois uma camada indicadora que se iluminaria para mostrar o status da planta e, em seguida, outra camada de MDF.

A camada indicadora seria iluminada por um LED RGB que ficava verde quando a planta tinha água suficiente e ficava vermelho quando a planta precisava de água. Os níveis de umidade intermediários variam em tons de amarelo / laranja à medida que o LED muda de verde para vermelho. Portanto, um amarelo-esverdeado significaria que ainda há uma boa quantidade de água e um amarelo-alaranjado significaria que você precisaria regar sua planta em breve.

Eu ainda queria usar os mesmos sensores capacitivos de monitoramento de umidade do solo que usei no primeiro projeto, pois tinha alguns sobressalentes. Desta vez, porém, não haverá nenhum componente eletrônico conectado a ele diretamente, todo o processamento será feito na base.

O microcontrolador que decidi usar foi o Seeeduino XIAO porque é muito pequeno, é compatível com o Arduino e custa apenas US $ 5.

Comecei medindo a base do pote para que eu pudesse fazer a nova base um pouco maior. Eu projetei os componentes no Inkscape para serem cortados a laser, bem como no formato PDF para serem impressos e cortados manualmente. Você pode baixar os modelos aqui.

Etapa 2: corte de acrílico e MDF

Cortei os componentes de MDF de 3 mm e acrílico transparente de 3 mm no meu cortador a laser. Se você não tiver um cortador a laser, pode imprimir os modelos de PDF e cortar os componentes manualmente. Tanto o MDF quanto o acrílico são fáceis de trabalhar.

Para fazer com que o LED RGB ilumine as bordas da camada de acrílico, você precisará torná-las ásperas usando um pouco de lixa. Usei uma lixa 240 e lixei todas as bordas do acrílico até que tivessem uma névoa branca e uniforme. As arestas difundem a luz do LED e fazem com que o acrílico pareça que está acendendo.

Etapa 3: montagem da base

Em seguida, cole as camadas usando um pouco de adesivo epóxi.

Use apenas uma pequena quantidade de epóxi, você não quer que ele vaze das bordas para as faces de acrílico que você acabou de lixar ou terá que lixá-las novamente.

Use algumas pinças pequenas para manter as camadas juntas ou coloque-as sob um objeto pesado enquanto o epóxi cura.

Etapa 4: soldando os eletrônicos

Enquanto o epóxi está curando, você pode soldar seus componentes.

O circuito é bastante simples, você só tem duas saídas PWM para controlar o LED RGB, uma para a perna verde e outra para a perna vermelha, e depois uma única entrada analógica para ler na saída do sensor.

Você também precisará de um resistor limitador de corrente em cada uma das duas pernas do LED. A luz verde desses LEDs é geralmente muito mais brilhante do que a vermelha, então usei um resistor de 220Ω na perna verde e um resistor de 100Ω na perna vermelha para equilibrar um pouco melhor as cores.

Esses sensores capacitivos de umidade do solo deveriam ser capazes de funcionar com 3,3 V ou 5 V, no entanto, tive alguns que simplesmente não produzem nada quando alimentados por 3,3 V. Se você descobrir que não obtém saída de seu sensor, pode ser necessário alimentá-lo com a fonte de 5 V no Arduino-Vcc. O sensor reduz a voltagem de qualquer maneira, então você ainda terá apenas uma saída de 3,3V. Tenha cuidado se você usar um sensor de modelo diferente, pois este Arduino em particular só pode aceitar até 3,3 V nas entradas analógicas.

Etapa 5: Instalando os eletrônicos

Em seguida, você precisará instalar seus componentes eletrônicos em sua caixa na parte de trás da base.

Quando tentei montar meus componentes pela primeira vez, vi que estava um pouco otimista ao pensar que colocaria todos eles no espaço de duas camadas, então tive que cortar uma camada espaçadora adicional.

Empurre o LED no orifício do acrílico, certificando-se de que a parte mais brilhante do LED está dentro da camada de acrílico. Portanto, não empurre totalmente para dentro.

Em seguida, cole seu Arduino na caixa e os pinos de cabeçalho na tampa superior. Você pode usar epóxi ou uma pistola de cola para esta etapa, usei uma pistola de cola, pois endurece mais rápido. Também é uma boa ideia cobrir as juntas soldadas nos pinos do cabeçote com cola para que não causem curto-circuito nas pernas do LED ao fechá-lo.

A montagem é só, agora é só programar.

Etapa 6: Programando o Arduino

O esboço é bastante simples. Ele apenas faz leituras do sensor de umidade do solo e as mapeia entre os limites úmido e seco. Em seguida, usa esses valores mapeados para acionar os dois LEDs proporcionalmente.

Assim, o LED vermelho fica totalmente aceso e o verde totalmente apagado quando seco e vice-versa quando úmido. Os níveis intermediários têm saídas PWM escalonadas para fornecer os vários tons de amarelo / laranja.

Em minha primeira versão do esboço, acabei de atualizar os LEDs com cada valor lido do sensor. Notei que havia alguma variação nas medidas e de vez em quando havia um valor que era significativamente maior ou menor do que os outros, o que causava uma oscilação / falha de cor. Portanto, mudei um pouco o código para que as últimas dez leituras sejam calculadas e essa média direcione a cor do LED. Isso torna as mudanças um pouco mais graduais e permite alguns valores discrepantes sem afetar significativamente a cor.

Esses dados podem ser vistos na saída do monitor serial.

Você pode baixar o esboço aqui junto com uma descrição completa do código.

Etapa 7: Calibrando o Sensor

A última coisa a fazer antes de usar o monitor é calibrar o sensor. Você precisará fazer isso para que seu Arduino saiba em que nível de umidade sua planta tem água suficiente e em que nível de umidade ela precisa de água. Esta é uma etapa importante porque a saída de cada sensor é ligeiramente diferente com base na posição e tipo de solo e cada planta tem diferentes requisitos de irrigação.

A melhor maneira de fazer isso é começar com sua planta "seca", com o solo em um nível de umidade onde você esperaria regá-lo.

Coloque sua planta na base, empurre o sensor no solo (não submerja os componentes eletrônicos) e, em seguida, conecte o sensor nos pinos do cabeçote na base.

Conecte seu Arduino ao computador e abra o monitor serial. Você precisará adicionar um Serial.print (""); linha para o código para imprimir as saídas do seu sensor para o monitor serial para que você possa ver os valores brutos. Você deseja que um novo valor seja exibido a cada 1-2 segundos, você pode alterar isso usando o atraso. Você também pode gerar o resultado da média móvel se desejar, apenas precisará esperar um pouco mais para obter as leituras estabilizadas.

Observe a média de cerca de 10-20 leituras, uma vez que tenham se estabilizado, esse será o seu ponto de ajuste "seco".

Quando estiver satisfeito com as leituras secas, regue a planta como faria normalmente. Dê-lhe água suficiente para ser totalmente absorvido pelo solo, mas não o afogue. Agora faça o mesmo que antes e obtenha um ponto de ajuste "úmido" médio.

Atualize os dois pontos de ajuste no código e, em seguida, carregue novamente o esboço e você estará pronto para começar a usar a base corretamente.

Etapa 8: usando o monitor inteligente de plantas internas

Como você acabou de regar sua planta para calibrá-la, o visor deve estar verde. Ele começará lentamente a ficar amarelo e vermelho novamente nos próximos dias, conforme o solo seca.

Por causa da matriz de média móvel, há um pequeno atraso entre o momento em que você rega a planta e o momento em que o sensor fica verde novamente. Deve ficar verde após cerca de 20-30 segundos.

Se você for usar a base em um local realmente ensolarado, convém adicionar um segundo ou terceiro LED e outra camada de acrílico à base para torná-la um pouco maior e mais brilhante.

Deixe-me saber o que você acha deste monitor na seção de comentários abaixo. O que você gosta e o que você mudaria?

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