Kopshti i zgjuar "SmartHorta": 9 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Përshëndetje djema, Ky udhëzues do të paraqesë projektin e kolegjit të një kopshti inteligjent të perimeve që siguron lotim automatik të bimëve dhe mund të kontrollohet nga një aplikacion celular. Qëllimi i këtij projekti është t'u shërbejë klientëve që duan të mbjellin në shtëpi, por nuk kanë kohë për t'u kujdesur dhe ujitur në oraret e përshtatshme çdo ditë. Ne e quajmë "SmartHorta" sepse horta do të thotë kopsht perimesh në portugalisht.

Zhvillimi i këtij projekti u krye për t'u miratuar në disiplinën e Projektit të Integrimit në Universitetin Federal Teknologjik të Paranës (UTFPR). Qëllimi ishte të kombinoheshin disa fusha të Mekatronikës si Mekanika, Elektronika dhe Inxhinieria e Kontrollit.

Falenderimet e mia personale për profesorët në UTFPR Sérgio Stebel dhe Gilson Sato. Dhe gjithashtu për katër shokët e mi të klasës (Augusto, Felipe, Mikael dhe Rebeca) të cilët ndihmuan në ndërtimin e këtij projekti.

Produkti ka mbrojtje kundër motit të keq, duke ofruar mbrojtje kundër dëmtuesve, erës dhe shiut të fortë. Duhet të ushqehet nga një rezervuar uji përmes një zorre. Dizajni i propozuar është një prototip që i përshtatet tre bimëve, por mund të zgjerohet në më shumë vazo.

Tre teknologji prodhuese u përdorën në të: prerja me lazer, bluarja CNC dhe printimi 3D. Për pjesën e automatizimit Arduino u përdor si kontrollues. Një modul bluetooth u përdor për komunikim dhe një aplikacion Android u krijua përmes MIT App Inventor.

Ne të gjithë kaluam me një notë afër 9.0 dhe jemi shumë të kënaqur me punën. Diçka që është shumë qesharake është se të gjithë mendojnë të mbjellin barërat e këqija në këtë pajisje, nuk e di pse.

Hapi 1: Dizajni Konceptual dhe Modelimi i Komponentit

Para montimit, të gjithë përbërësit u projektuan dhe u modeluan në CAD duke përdorur SolidWorks për të siguruar që gjithçka të ishte e përsosur. Qëllimi ishte gjithashtu që të futet i gjithë projekti brenda bagazhit të një makine. Prandaj dimensionet e tij u përcaktuan si 500mm në maksimum. Prodhimi i këtyre përbërësve përdori prerje me lazer, bluarje CNC dhe printime 3D. Disa pjesë në dru dhe tuba u prenë në sharrë.

Hapi 2: Prerja me lazer

Prerja me lazer u bë në një fletë çeliku të galvanizuar AISI 1020 të trashë 1 mm, 600 mm x 600 mm dhe më pas u palos në skeda 100 mm. Baza ka funksionin e strehimit të enëve dhe pjesës hidraulike. Vrimat e tyre përdoren për të kaluar tubat mbështetës, sensorët dhe kabllot solenoide, dhe për të përshtatur varen e dyerve. Gjithashtu prerja me lazer ishte një pllakë në formë L që shërben për të përshtatur tubat në çati.

Hapi 3: Makina mulliri CNC

Montimi servomotor u prodhua duke përdorur një makinë bluarëse CNC. Dy copa druri u përpunuan, pastaj u ngjitën dhe u veshën me stuko druri. Një pllakë e vogël alumini u përpunua gjithashtu për të përshtatur motorin në mbështetësen e drurit. Një strukturë e fortë u zgjodh për t'i bërë ballë çift rrotullues servo. Kjo është arsyeja pse druri është aq i trashë.

Hapi 4: Shtypja 3D

Në përpjekje për të ujitur saktë bimët dhe për të pasur një kontroll më të mirë të lagështisë së tokës, u krijua një strukturë për të drejtuar ujin nga tubi i furnizimit në bazë në spërkatës. Duke e përdorur atë, spërkatësi u pozicionua përballë tokës (me një prirje 20º poshtë) në vend të gjetheve të bimëve. Ajo u shtyp në dy pjesë në PLA të verdhë të tejdukshme dhe më pas u montua me arra dhe bulona.

Hapi 5: Sharrë dore

Struktura e çatisë prej druri, dyert dhe tubat PVC u prenë me dorë në sharrë dore. Struktura e çatisë prej druri u haku, u lëmua, u shpua dhe më pas u mblodh me vida druri.

Kulmi është një fletë tekstil me fije qelqi e tejdukshme eternit dhe është prerë me një gijotinë të veçantë të prerjes së fibrave, pastaj është shpuar dhe montuar në dru me vida.

Dyert prej druri u thyen, u lëmuan, u shpuan, u mblodhën me vida druri, u veshën me masë druri, dhe më pas u vendos një rrjet mushkonjash me stapler për të parandaluar dëmtimin e bimëve nga shiu i fortë ose insektet.

Tuba PVC thjesht u prenë në sharrë dore.

Hapi 6: Komponentët hidraulikë dhe mekanikë dhe montimi

Pas prodhimit të çatisë, bazës, kokës dhe dyerve, ne vazhdojmë në montimin e pjesës strukturore.

Së pari ne montojmë kapëset e kanalit në bazën dhe pllakën L me arrë dhe rrufe në qiell, pas kësaj thjesht vendosim katër tubat PVC në kapëset. Pasi të keni nevojë të vidhosni çatinë në çarçafët L. Pastaj vetëm vidhosni dyert dhe dorezat me arra dhe bulona. Së fundi ju duhet të montoni pjesën hidraulike.

Por kushtojini vëmendje, ne duhet të shqetësohemi me vulosjen e pjesës hidraulike në mënyrë që të mos ketë rrjedhje uji. Të gjitha lidhjet duhet të mbyllen hermetikisht me ngjitës fije ose zam PVC.

U blenë disa përbërës mekanikë dhe hidraulikë. Më poshtë janë listuar përbërësit:

- Set i ujitjes

- 2x doreza

- varet 8x

- 2x 1/2 gju PVC

- kapëse përçuese 16x 1/2"

- 3x gju 90º 15mm

- zorrë 1 m

- 1x 1/2 mëngë blu të saldueshme

- 1x 1/2 gju blu i saldueshëm

- 1 herë dalë me fije

- enë 3x

- 20x vidë druri 3.5x40mm

- Rrufe dhe arrë 40x 5/32"

- 1m ekran kundër mushkonjave

- tub PVC 1/2"

Hapi 7: Përbërësit dhe montimi elektrik dhe elektronik

Për montimin e pjesëve elektrike dhe elektronike duhet të shqetësohemi për lidhjen e saktë të telave. Nëse ndodh një lidhje e gabuar ose një qark i shkurtër, mund të humbni pjesë të shtrenjta që kërkojnë kohë për t'u zëvendësuar.

Për ta bërë më të lehtë montimin dhe qasjen në Arduino, ne duhet të prodhojmë një mburojë me një tabelë universale, kështu që është më e lehtë të hiqni dhe shkarkoni një kod të ri në Arduino Uno, dhe gjithashtu të shmangni shpërndarjen e shumë telave.

Për valvulën solenoide duhet të bëhet një pllakë me mbrojtje të izoluar për stafetën, për të kursyer veten nga rreziku i djegies së hyrjeve/daljeve të Arduino dhe përbërësve të tjerë. Kujdes duhet treguar kur aktivizoni valvulën solenoid: nuk duhet të ndizet kur nuk ka presion uji (përndryshe mund të digjet).

Tre sensorë lagështie janë thelbësorë, por mund të shtoni më shumë për tepricën e sinjalit.

U blenë disa përbërës elektrikë dhe elektronikë. Më poshtë janë listuar përbërësit:

- 1x Arduino Uno

- 6 herë sensorë të lagështisë së tokës

- 1x 1/2 Valvula solenoide 127V

- 1x servomotor 15kg.cm

- 1x 5v 3A burim

- 1x 5v 1A burim

- 1 x modul bluetooth hc-06

- 1x Orë në kohë reale RTC DS1307

- 1x stafetë 5v 127v

- Optokoupler i pjerrët 1x 4n25

-1x tiristor bc547

- 1x diodë n4007

- Rezistencë 1x 470 ohms

- 1x rezistencë 10k ohm

- 2x pjatë universale

- 1x shirit elektrik me 3 priza

- 2 herë prizë mashkullore

- 1x prizë p4

- Kabllo 10 m 2 drejtim

- kabllo interneti 2 m

Hapi 8: Programimi C me Arduino

Programimi Arduino është në thelb për të kryer kontrollin e lagështisë së tokës në vazot "n". Për këtë ajo duhet të plotësojë kërkesat e aktivizimit të valvulës solenoide, si dhe pozicionimin e servo motorit dhe leximin e variablave të procesit.

Ju mund të modifikoni sasinë e anijeve

#përcaktoni KUANTIDADE 3 // Quantidade de plantas

Mund të modifikoni kohën kur valvula do të jetë e hapur

#define TEMPO_V 2000 // Tempo que a válvula ficará aberta

Ju mund të modifikoni kohën e pritjes që toka të njomet.

#define TEMPO 5000 // Tempo de esperar para ose solide umidecer.

Ju mund të modifikoni vonesën e shërbëtorit.

#përcaktoni TEMPO_S 30 // Vonesa në servo.

Për secilin sensor lagështie të tokës ka një gamë të ndryshme tensioni për tokën e thatë dhe tokën me lagështi të plotë, kështu që ju duhet ta provoni këtë vlerë këtu.

umidade [0] = hartë (umidade [0], 0, 1023, 100, 0);

Hapi 9: Aplikacioni celular

Aplikacioni u zhvillua në faqen e internetit të MIT App Inventor për të kryer mbikëqyrjen e projektit dhe funksionet e konfigurimit. Pas lidhjes midis telefonit celular dhe kontrolluesit, aplikacioni tregon në kohë reale lagështinë (0 deri në 100%) në secilën prej tre vazove dhe operacionin që po kryhet për momentin: ose në modalitetin e gatishmërisë, duke e transferuar servomotorin në pozicioni i duhur ose lotimi i njërës prej vazove. Konfigurimi i llojit të bimës në secilën vazo është bërë edhe në aplikacion, dhe konfigurimet tani janë gati për nëntë lloje bimësh (marule, nenexhik, borzilok, qepë, rozmarinë, brokoli, spinaq, lakërisqe, luleshtrydhe). Përndryshe, mund të futni manualisht cilësimet e ujitjes për bimët që nuk janë në listë. Bimët në listë u zgjodhën sepse janë të lehta për tu rritur në tenxhere të vogla si ato në prototipin tonë.

Për të shkarkuar aplikacionin, së pari duhet të shkarkoni aplikacionin MIT App Inventor në telefonin tuaj celular, aktivizoni wifi. Pastaj në kompjuterin tuaj duhet të regjistroheni në faqen e internetit të MIT https://ai2.appinventor.mit.edu/ për t'u identifikuar, importuar projektin SmartHorta2.aia dhe më pas lidhni telefonin tuaj celular përmes kodit QR.

Për të lidhur arduino me telefonin inteligjent, duhet të ndizni bluetooth -in në telefonin tuaj, të ndizni arduino -n dhe më pas të çiftoni pajisjen. Kjo është ajo, ju jeni lidhur tashmë me SmartHorta!