Jardim inteligente - Clique e cresça: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

E se você pudesse cultivar suas próprias plantas, flores, frutas ou vegetais com a ajuda de um aplicativo de smartphone que garante que suas plantas obtenham a configuração ideal de água, umidade, luz e temperatura e permite que você monitore como crescer suas plantas A QUALQUER MOMENTO EM TODO LUGAR.

Smart Garden - Click and Grow cuidará de suas plantas mesmo quando você estiver de férias, a quilômetros de casa, garantindo que elas tenham água, luz e temperatura adequadas o tempo todo.

Usando sensores avançados que monitoram a umidade, luz e temperatura, nosso aplicativo inteligente sabe exatamente quando irrigar seu jardim e qual é a quantidade ideal de água necessária. Todas as informações relevantes sobre o seu jardim são monitoradas constantemente e aparecem na tela do smartphone o tempo todo.

Poderá optar por deixar a aplicação inteligente para regar automaticamente o jardim dependendo das condições que prevalecem no jardim ou, em alternativa, pode optar por regar manualmente o jardim sempre que decidir e na quantidade de água à sua escolha, pressionando um botão em seu smartphone.

Nosso jardim inteligente se adapta às suas condições locais e reduz o uso e as contas de água em até 60%, irrigando suas plantas no momento e nas condições perfeitas.

Avance para o futuro com o nosso jardim inteligente e comece a cultivar o seu jardim de forma fácil, rápida e não menos importante, sem gastar uma fortuna.

Etapa 1: Peças

Para este projeto, você precisará de:

Dispositivos eletrônicos e placas:

1) NodeMCU;

2) multiplexador analógico de 2 (ou mais) canais;

3) Transistor;

4) Bomba de água (usamos 12V Blige Pump 350GPH);

5) Fonte de alimentação

Sensores:

6) Sensor de luz (resistor dependente de luz);

7) sensor MPU-6050 (ou qualquer sensor de temperatura);

8) Sensor Capacitivo de Umidade do Solo;

Fisica

9) Tubo de água de 3/4 ;

10) Resistores;

11) Fios e extensões;

12) Smartphone

13) Aplicativo Blynk

Etapa 2: Fiação - Placa e sensores

Veja as instruções detalhadas abaixo sobre como conectar os diferentes componentes e consulte o diagrama de fiação postado acima.

Placa e MultiPlexer

Coloque o NodeMCU e o multiplexador na placa de ensaio, conforme mostrado no diagrama.

Use dois jumpers para conectar o 5V e o GND do NodeMCU à coluna '+' e '-' do breadBoard respectivamente, e conecte o multiplexador ao NodeMCU conforme mostrado acima.

Conectando os sensores

1) Sensor de luz (resistor dependente de luz) - Você precisará de três jumpers e um resistor de 100K.

Use os 3 jumpers para conectar o sensor ao 5V, GND e ao Y2 do multiPlexer como mostrado acima.

2) Sensor MPU-6050 - Você precisará de quatro jumpers para conectar o sensor a 5V, GND e D3, D4 do NodeMCU conforme mostrado acima.

3) Sensor Capacitivo de Umidade do Solo (CSMS) - Conecte o CSMS com 3 jumpers, ao 5V, GND e Y0 do multiplexador conforme mostrado acima.

Agora, conecte o cabo USB ao NodeMCU e continue para a próxima etapa.

Etapa 3: Fiação - Transistor e bomba

Veja as instruções detalhadas abaixo sobre como conectar o Rely e a bomba de água e consulte as fotos de fiação postadas acima.

Transistor

Use 3 jumpers para conectar o transistor da seguinte maneira:

1. Perna média para o '-' da bomba de água;

2. Perna esquerda para o '-' da fonte de alimentação de 12 V;

3. Perna direita para D0 do MCU;

Bomba de água

Conecte o '+' da fonte de alimentação de 12 V ao '+' da bomba d'água.

Etapa 4: Conectando o sistema

Recomendamos colocar o breadBoard junto com todos os outros componentes, exceto a bomba, em uma boa caixa.

O deve estar dentro de um balde de água.

Pegue um tubo longo de 3/4 '; Bloqueie uma extremidade do tubo e monte a outra extremidade na bomba de água; faz alguns furos ao longo do cano e posiciona perto das plantas;

coloque o sensor de solo no solo. Observe que a linha de advertência do sensor deve estar fora do solo.

Você pode dar uma olhada na foto acima para ver como colocamos o sistema.

Etapa 5: O Código

Abra o arquivo.ino anexado com o editor arduino.

Antes de fazer o upload para o NodeMCU, preste atenção aos seguintes parâmetros que você pode querer alterar:

1) const int AirValue = 900; Você precisa testar este valor com o sensor de umidade do solo.

Retire o sensor do solo e verifique o valor obtido. Você pode alterar o valor no código de acordo.

2) const int WaterValue = 380; Você precisa testar este valor com o seu sensor.

Retire o sensor do solo e coloque-o em um copo d'água. Verifique o valor que você obtém - Você pode alterar o valor no código de acordo.

Depois de fazer o acima, basta fazer o upload do código para o NodeMCU.

Etapa 6: miniaplicativos IFTTT

Se o sistema decidir fazer a irrigação automática do jardim ele enviará um e-mail, para que você saiba que o seu jardim foi irrigado, pois o solo estava muito seco.

Recomendamos que você configure o sistema de forma que ele irrigue apenas à noite, ou quando o nível do sol estiver baixo.

assim você economizará uma quantidade significativa de água a cada mês !!

No aplicativo Blynk, usamos um widget de webhook. O widget webhook foi usado para acionar um evento nos miniaplicativos IFTTT. IFTTT Data / Hora -> webhooks, um pino virtual em Blynk alterar seu valor. Que aciona uma função que envia um e-mail quando o solo está muito seco e a irrigação automática foi operada.

Etapa 7: Smart Garden - Aplicativo BLYNK

Nosso aplicativo BLYNK contém os seguintes recursos:

1) LCD - o LCD fornecerá informações relevantes sobre o sistema. Ele permitirá que você saiba quando o sistema opera a bomba d'água e irriga as plantas.

2) Escala de Umidade do Solo - Fornece informações sobre a umidade do solo.

A escala mostra a umidade em porcentagem de forma que zero por cento representa o nível médio de umidade do ar e 100 por cento representa a umidade da água.

Também adicionamos uma descrição verbal do nível de umidade representado por cinco opções:

A. Muito úmido - quando o solo flutua com água.

B. Úmido - entre o normal e o inundado. Prevê-se que esta situação ocorra algum tempo depois de termos irrigado a terra.

C. Ideal - quando o solo contém a quantidade ideal de água para as plantas.

D. Seco - Quando o solo começa a secar. Porém, na maioria das plantas ainda não há necessidade de irrigar.

E. Muito seco - nesta situação, regar o solo o mais rápido possível (Observe que se o modo de irrigação automática estiver LIGADO, o sistema irá irrigar automaticamente o jardim quando o solo estiver muito seco).

* É claro que o nível ideal de umidade do solo depende das plantas específicas que você tem em seu jardim.

* Você pode alterar o nível de umidade da água e o nível de umidade do ar conforme explicado acima.

3) Escala de sol - Fornece informações sobre o nível de luz a que as plantas estão expostas. O nível de luz ideal necessário depende do tipo de plantas que você tem em seu jardim.

4) Temp - fornece a você a temperatura na área ao redor de suas plantas.

5) Irrigação automática - quando este botão está ligado, o sistema irá irrigar automaticamente as plantas quando a umidade do solo chegar a 'Muito seco'.

6) Quantidade - pressionando '+' ou '-' você pode escolher a quantidade de água (em litros) para irrigar as plantas.

Etapa 8: Simulação do sistema em ação

Veja o sistema funcionando ao vivo no vídeo anexo !!:)

Observe que se você ligar a irrigação automática, o sistema irá irrigar automaticamente seu jardim assim que o solo ficar 'Muito seco'. o Sistema pode ser configurado para irrigar somente quando o sol não estiver muito forte (por exemplo, somente no final da noite) para que a água não seja desperdiçada !!!

Se o sistema decidir fazer a irrigação automática do jardim ele avisará no lcd do aplicativo (se estiver aberto, abra no smartphone), e também enviará um e-mail para você!

Etapa 9: melhorias e planos futuros

O principal desafio

Nosso principal desafio era descobrir quais sensores devemos usar, onde colocá-los e quais valores de ponto final devemos usar para obter os melhores resultados.

Como tínhamos muitas informações para exibir (umidade do solo, temperatura, nível de luz, condição do solo etc.), gastamos muito tempo para tornar nosso aplicativo o mais claro e confortável possível.

No início, trabalhamos com um Rely, que dificultava muito nossas vidas, tentamos vários relies e descobrimos que o NodeMCU e o trust às vezes não eram muito estáveis, pois o valor ALTO dos pinos digitais do NodeMCU saía de apenas 3 volts, quando a confiança trabalha com 5 V, então quando queríamos ligar a bomba e definir a saída D1 para HIGH, a chave não funcionou, pois a confiança esperava 5 V para mudar seu estado.

Assim que substituímos o relé pelo transistor, pudemos controlar a bomba facilmente.

As limitações do sistema

Nosso jardim é pequeno, não foi possível conter um grande número de sensores para receber informações de várias áreas diferentes em nosso jardim. Com mais sensores e um jardim maior, pudemos aprender mais sobre as condições prevalecentes em cada área do jardim e usar propriedades específicas para cada área do jardim, para que obtenha as melhores condições e tratamento para as suas necessidades específicas, e também ajustá-lo para irrigação automática.

Visão futura

Nossos pensamentos futuros surgem principalmente das limitações do sistema. O objetivo é implementar o mesmo sistema de jardim inteligente - apenas um grande em escalas maiores.

Acreditamos que tal sistema pode ser adaptado a qualquer tipo de plataforma desde jardins privados, bem como jardins públicos até à indústria agrícola, como grandes estufas e campos agrícolas.

Para cada sistema (dependendo do seu tamanho), usaremos mais sensores. Por exemplo:

1. Um grande número de sensores de umidade do solo: Com um grande número de sensores podemos saber o nível de umidade em qualquer parte específica do terreno / solo.

2. Grande número de sensores de luz: semelhante ao motivo acima, mesmo aqui podemos obter mais do que específico em diferentes áreas do jardim.

Ao adicionar esses sensores, podemos reunir um tratamento específico para qualquer tipo de planta em nosso jardim.

Uma vez que diferentes tipos de plantas requerem um tratamento diferente, podemos adaptar cada área do nosso jardim a outro tipo de planta e, com um grande número de sensores, adaptamos a planta específica às condições exatas de que necessita. Desta forma, podemos cultivar uma variedade de plantas em terrenos menores.

Outra vantagem significativa de um grande número de sensores é a capacidade de identificar o nível de umidade no solo e a temperatura, travando para saber quando é necessário regar alguma parte da Terra e podemos controlar a irrigação para que isso resulte em economia máxima de água. Temos que regar todo o jardim apenas se uma pequena parte estiver seca, só podemos mudar esta área.

3. Conectar o sistema à torneira de água principal - assim não precisamos encher o reservatório de água. A grande vantagem dessa ligação é o máximo controle da irrigação e da quantidade de água que cada região do solo recebe, sem a preocupação de que a água do tanque acabe.

4. Aplicativo dedicado para o sistema - Escrever um novo aplicativo que seja compatível com o sistema. Com todo o nosso amor אם Blynk aplicativo, não podemos usá-lo como o aplicativo principal do sistema. Gostaríamos de escrever um aplicativo exclusivo para o sistema que corresponda ao controlador e aos sensores com os quais queremos trabalhar, a fim de proporcionar uma experiência perfeita ao usuário.

Escrever um aplicativo como este nos dará a opção de adicionar mais recursos do que aqueles que podemos encontrar em Blynk. Por exemplo, construir um perfil de usuário para o cliente, coletar as informações sobre cada cliente e aconselhá-lo sobre os melhores e mais eficientes imóveis que se adaptam às suas necessidades.

Gostaríamos de construir um algoritmo que aprenda todas as informações que obtemos da variedade de sensores e as use para trazer as melhores condições para as plantas.

Além disso, podemos criar um círculo de clientes online que seja atualizado com recomendações e receba ajuda online na situação de um problema no sistema.

Acreditamos realmente que um projeto como este tem um grande potencial para servir uma ampla gama de clientes: desde particulares que têm pequenos jardins até jardins decorativos em empresas que gostariam de cultivar seus jardins com facilidade, economizando água e recursos, e até agricultores e grandes empresas que detêm grandes campos e estufas e procuram uma solução eficaz e relativamente barata que lhes dará as informações mais relevantes sobre seus produtos, portanto, lhes dará vantagens sobre seus rivais em termos de qualidade de seus produtos, e por poupança de despesas, tanto de água como de bens defeituosos que não foram devidamente manuseados (por exemplo, demasiada água).