Sistema de rega automática de plantas Arduino: 8 etapas (com fotos)

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

Conheça o Sprout - o moderno plantador de interiores que rega automaticamente as suas plantas, ervas, vegetais, etc. e irá revolucionar o seu jogo de jardinagem.

Consiste em um reservatório de água integrado do qual a água é bombeada e mantém o solo da planta hidratado.

Um sensor de umidade do solo é calibrado de forma que mede periodicamente a umidade do solo, regulando assim o fluxo de água. Se o solo estiver muito seco, a bomba d'água LIGA e DESLIGA automaticamente quando a umidade do solo atinge o nível desejado.

Se você é a pessoa que molha suas plantas, Sprout garante que você nunca mais terá que se preocupar em ser um péssimo jardineiro. E se você é o tipo de pessoa que rega demais suas plantas para compensar o absenteísmo, isso significa que você não corre o risco de afogar suas plantas ou sementes.

A capacidade do reservatório de água do Sprout é de cerca de 500 ml / 17 fl oz, o que permite que você negligencie suas plantas por até um mês antes de precisar de uma recarga.

O recurso Bluetooth opcional pode ser usado para alternar e controlar manualmente a bomba de água sem fio a partir de seu smartphone.

Desenvolver: você é um programador, engenheiro ou designer que tem uma ótima ideia para um novo recurso / design no Sprout? Talvez você seja apenas um iniciante ou tenha detectado um bug? Sinta-se à vontade para pegar nosso código, esquemas, arquivos de design 3D e arquivos de corte a laser do Github e mexer com eles.

Sprout: GitHub

Etapa 1: Design eletrônico

Lista de componentes eletrônicos: -Arduino Nano: AliExpressDC Bomba de água: AliExpressSoil Sensor de umidade: AliExpressHC-05 Módulo Bluetooth: AliExpressLM7805 Regulador de voltagem: AliExpressIRF540 MOSFET: AliExpress220 Resistor de Ohm: AliExpressIN4001 Diodo: AliExpress Bloco de terminais do AliExpress: AliExpress Bloqueio de pinos do AliExpress: AliExpress Bloco de pinos Express: AliExpressPC Adaptador AliExpressAC-12VDC: AliExpress

Ferramentas: - Ferro de soldar: AliExpressSolder Wire: AliExpress

Bloco de energia

O 7805 regula a tensão de alimentação e a reduz para 5 V constantes, tornando-o adequado para operar o Sensor de Umidade do Solo e Arduino.

Controle de bomba

O MOSFET atua como uma chave controlada pelo Arduino. Usamos o MOSFET, pois o Arduino não pode alimentar diretamente a bomba DC. O resistor conectado à porta do MOSFET evita que o MOSFET seja danificado. O diodo flyback conectado à bomba fornece um caminho para dissipação da energia armazenada quando a bomba é desligada. O ânodo do diodo é conectado ao dreno do MOSFET. O cátodo do diodo é conectado ao trilho de alimentação de 9V. A fonte do diodo está conectada ao GND.

Sensor de umidade O sensor fornece um valor analógico para o Arduino. O nível limite de umidade é calibrado pelo usuário dependendo do tipo de planta usada.

Módulo Bluetooth

Usa comunicação serial para transferir dados entre o Arduino e seu smartphone.

Etapa 2: Montagem Eletrônica

Uma placa de circuito impresso para impressão em escala 1x, bem como a visualização da placa e o esquema estão disponíveis no repositório GitHub.

Sprout: GitHub / Electronics

O repositório também contém um PDF de tamanho A4 que contém vários PCBs em uma única página. Isso pode ser usado para fazer vários PCBs de uma vez para produção em massa

Solde todos os componentes de acordo com os esquemas fornecidos.

Os arquivos editáveis do Eagle estão disponíveis abaixo.

Você pode solicitar o PCB aqui: PCBWay

Etapa 3: Configuração de software e Bluetooth

Programas

O sensor de umidade é conectado a um pino de entrada analógica do Arduino. Um valor limite determina se a bomba deve estar LIGADA / DESLIGADA.

Você pode encontrar o código em Sprout: GitHub / Code

Sinta-se à vontade para modificar e contribuir com o repositório GitHub.

Aplicativo de smartphone e configuração de Bluetooth

O módulo HC-05 Bluetooth é o bloco intermediário entre o Smartphone e o Arduino. Ele usa comunicação serial para enviar dados do smartphone para o Arduino e atua como um controle remoto.

O aplicativo transmite o valor '48' ou '49' que representam 'ON' e 'OFF' respectivamente. A bomba pode, portanto, ser controlada sem fio.

Basta abrir o aplicativo, procurar dispositivos detectáveis e emparelhar com o módulo HC-05. em seguida, clique em 'Alternar modo' e alterne o botão na tela.

O aplicativo está disponível em Bluetooth App

Etapa 4: Projeto Mecânico

O corpo principal do Sprout é uma Caixa de 30cm X 15cm X 19cm feita de MDF.

Todas as etapas do projeto mecânico foram claramente demonstradas no vídeo anexado no início do Instructable. Você também pode conferir em Sprout: Video / Mechanical Design

A caixa é dividida em duas seções:

1. A seção maior contém o Solo e Plantas
2. A seção menor é dividida em mais duas seções, de modo que uma seção contém a placa de circuito enquanto a outra contém o reservatório de água.

O reservatório de água é uma garrafa de plástico de 500ml.

A caixa de MDF tem 8 faces interligadas separadas que podem ser cortadas a laser e encaixadas umas nas outras.

Os arquivos Laser Cutting, Fusion 360 Design (arquivo 3D Design), visualizações isométricas e ortogonais de cada face podem ser encontrados em Sprout: GitHub / Mechanical Design

Você também pode encontrar arquivos editáveis do Illustrator no repositório GitHub, que podem ser modificados para seus requisitos / dimensões específicos e, em seguida, podem ser cortados a laser.

Etapa 5: Montagem Mecânica: Preparação da Garrafa

O reservatório de água é uma garrafa de plástico de 500ml. Uma garrafa de refrigerante de 500ml típica pode ser usada para isso.

O diâmetro máximo da garrafa deve ser de 74 mm. O diâmetro máximo da tampa da garrafa deve ser de 50 mm. A altura máxima da base da garrafa até a parte inferior da tampa deve ser de 18,5 cm.

A garrafa deve ser cortada cerca de 50 mm acima de sua base para que a bomba possa ser colocada dentro dela. Os orifícios devem ser cortados na garrafa de forma que o tubo de saída e os fios de energia possam ser alimentados através da garrafa.

Uma vez que o tubo de saída e os fios tenham sido retirados através de seus respectivos orifícios, a garrafa pode ser selada novamente. Para selar a garrafa, devemos usar um Composto Epoxy que irá endurecer em algumas horas. Isso evitará que a água vaze.

A água pode ser recarregada pelo topo da garrafa, simplesmente abrindo a tampa.

Etapa 6: Montagem Mecânica: Preparação da Caixa

Depois de cortar a laser com sucesso as 8 faces diferentes da caixa, aplique várias camadas de verniz para madeira de alta qualidade em cada lado de cada face. Isso o torna altamente repelente de água e resistente à umidade e umidade.

Monte também o conector de força na placa traseira e conecte-o à placa de circuito.

Monte a placa de circuito na placa traseira da caixa de forma que ela se encaixe em suas respectivas seções.

Puxe o tubo de saída da bomba através dos orifícios fornecidos de forma que alcance a seção de solo da planta. Faça o mesmo para os fios do sensor de umidade.

Não se esqueça de conectar a bomba d'água à placa de circuito, conforme mostrado no esquema

Comece interligando as diferentes faces da caixa e certifique-se de que a garrafa se encaixa perfeitamente em sua área designada.

Aplique cola de madeira ou um adesivo para selar toda a caixa

Todas essas etapas foram demonstradas no vídeo encontrado no início deste Instrutível.

Etapa 7: Montagem Mecânica: Cimento

Esta etapa determinará a textura e o acabamento final da caixa, além de dar ao plantador outra camada protetora.

Aplique cola em cada face da caixa. Em seguida, polvilhe um pouco de cimento sobre a cola. Use a peça circular de MDF restante que foi cortada da Placa Superior para alisar o cimento na superfície de cada face da caixa. Repita esta etapa para cada face da caixa, conforme demonstrado no vídeo.

Assim que o cimento secar, borrife água a cada 6 horas por 1 dia. Isso permitirá que o cimento cure, sem rachaduras e também impedirá o vazamento de água.

Etapa 8: adicione o solo e as plantas

Assim que o cimento estiver curado, preencha a caixa com terra.

Lembre-se de selar a quente a extremidade do tubo de saída antes de fazer um orifício para o gotejador. O gotejador é usado para regular a água que sai da tubulação para que a água não flua para fora da plantadeira.

Coloque o sensor de umidade do solo dentro do solo.

Power Sprout através do Power Jack na placa traseira e certifique-se de encher o reservatório de água até o nível máximo.

Teste se tudo funciona e se você deve terminar.

Vice-campeão no desafio Epilog 9

Vice-campeão no Arduino Contest 2017