Plantador inteligente: 14 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

A ideia deste projeto era construir uma plantadora inteligente para o projeto final de robótica Comp 3012, eu escolhi isso para um projeto porque gosto de plantas e jardinagem no verão e queria um ponto de partida para um projeto maior que posso concluir no verão. A ideia deste projeto era criar uma maneira de monitorar e plantar um loop de feedback robótico, a ideia era monitorar o conteúdo de água do solo e bombear água para o solo quando a planta precisava de água. Eu também adicionei uma tela lcd lida ao projeto junto com muitos sensores diferentes, no final minha plantadora inteligente leu e exibiu: a temperatura, o nível de água da bacia de coleta, o nível de umidade de duas áreas de planta / solo e o nível de luz.

Etapa 1: Componentes necessários:

• 1 placa arduino
• 1x módulo Lcd
• 1 potenciômetro de 10k
• 1 placa de ensaio
• 3 sensores de umidade
• 1x sensor de temperatura LM35
• 1x sensor de luz Adafruit
• 1x bomba de água 12v
• Fonte de alimentação 1x 12v (bateria mostrada)
• 1x relé de gatilho 5v
• 1x conector BNC macho positivo e negativo
• 1x conector BNC fêmea positivo e negativo
• 3 contêineres (feito pelo próprio, mostrado)
• 2x seções de tubulação de água
• 1x água
• 1x solo
• 1x planta

Etapa 2: Diagrama de fiação

Neste diagrama de fiação, usei 9v em vez de 12v e um motor em vez de uma bomba, pois essas opções não estavam disponíveis, também usei um sensor de temperatura no lugar do sensor de luz adafruit e sensores IR para representar o sensor de umidade. Esses substitutos devem ser bons e representativos dos sensores reais, pois são ambos grd de 3 fios, vcc e saída de sinal, além de serem analógicos.

Etapa 3: Verifique os sensores de umidade

Os que comprei têm uma faixa de 1023 a 0 quando conectado a 5v e 677 a 0 quando conectado a 3,3v. Os sensores também leem de alto a baixo, ou seja, alto (1023) sem umidade e baixo (200) estando na água.

Etapa 4: leitura básica e impressão

Programe o arduino para ler o valor analógico do sensor de umidade nos intervalos de tempo desejados, neste momento também programei em uma impressão para o monitor / plotter serial.

Etapa 5: construir ou adquirir seus contêineres

Construí meus contêineres com aço de calibre 20, pois queria manter e usar meu projeto após esta aula. A ideia para os contêineres era ter três contêineres separados interconectados por meio de tubulação e sensores, primeiro uma bacia de água, depois um contêiner para a placa e todos os sensores mais a tela de LCD para leitura e, em terceiro lugar, o contêiner da plantadeira.

Etapa 6: configurar e testar a tela LCD e imprimir o sensor de umidade

Etapa 7: configuração do contêiner e do componente

Comece adicionando o arduino e a placa de ensaio ao recipiente do meio, neste momento eu adicionei o sensor de bacia de água, a tela de lcd e o potenciômetro de 10k para a tela de lcd.

Etapa 8: Conectando as Coisas

conecte todas as coisas que você acabou de adicionar ao contêiner, como eu fiz o contêiner de metal, eu queria ter certeza de que não estava aterrando e causando curto-circuito no contêiner de metal, para evitar isso, adicionei arruelas às placas elétricas para adicionar uma lacuna de ar entre o recipiente eletrônico e o de metal.

Etapa 9: Teste da Bomba de Água

Teste a bomba de água para ver qual bica é a entrada e a saída, para isso você precisará de uma fonte de alimentação de 12v, pois essa é a voltagem da bomba, embora eu cansei de rodar a minha com 9v e pareceu funcionar também, você também precisará uma rápida conexão e desconexão é onde os conectores BNC macho e fêmea são úteis. Também é importante escorvar a bomba antes de testá-la; você nunca deve testar uma bomba d'água sem água, pois isso pode causar danos à bomba.

Etapa 10: Adicionando Coisas

Adicione os outros sensores (temperatura, luz e ambos os sensores de umidade do solo) aos recipientes e arduino, teste a impressão por meio da tela LCD e a impressão serial, neste ponto eu também configurei alguns dos sensores em 1-8 escala para nível de água na bacia e nível de umidade do solo para legibilidade, isso pode ser feito subtraindo 1024 da leitura de 1023 e dividindo por 100

Etapa 11: Fiação da bomba de água

Ligue e prenda a bomba de água, a fonte de alimentação de 12 V e o relé de gatilho de 5 V. Eu mantive a fiação negativa para a bomba d'água e fonte de alimentação de 12v conectada aos conectores BNC rápidos para teste, como se algo desse errado ao testar o gatilho da bomba, seria fácil puxar o plugue e desligar a bomba.

Etapa 12: Gatilho da bomba de água

Programe o gatilho da fonte de alimentação de 12 V através do relé de 5 V com base nos níveis de umidade do solo, pois a bomba é bastante forte, você deve configurá-la por um período muito pequeno de tempo e testar para obter o nível correto de irrigação. Não consegui terminar esta etapa, mas planejo durante o verão, quando tenho um pouco mais de tempo. Adicione solo ao seu contêiner de plantadeira, configure e conecte todos os seus sensores e linha de água.

Etapa 13: se eu tivesse mais tempo

Refine, quando eu tiver algum tempo extra, eu gostaria de refinar minha programação para fazer uso de chamadas de função adequadas e configuração em vez de ter tudo em um grande loop, eu também programaria uma verificação de água de autocorreção e ajustaria ligeiramente o design de as caixas.

Etapa 14: Explicação do código e fonte do código

O código é realmente muito simples, é uma configuração básica de pinos para todos os sensores e a tela lcd, leitura dos valores analógicos desses pinos e uma impressão no monitor serial / plotter com a tela lcd ao lado do ciclo. Se eu tivesse mais tempo teria programado também no gatilho da bomba d'água e planejado no verão.