Menaxhimi i bimëve diellore me bazë peshe me ESP32: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Rritja e bimëve është argëtuese dhe lotimi dhe kujdesi për to nuk është me të vërtetë një sherr. Aplikimet e mikrokontrolluesve për të monitoruar shëndetin e tyre janë në të gjithë internetin dhe frymëzimi për dizajnin e tyre vjen nga natyra statike e uzinës dhe lehtësia e monitorimit të diçkaje që nuk qarkullon dhe djersitet. Unë jam relativisht i ri në rritjen e bimëve dhe udhëzuesit në internet dukej se ishin shkruar nga lloje të mira, por jo nga inxhinierë. Një mik të cilin e pyeta "sa i ujis …" u përgjigj e vetmja mënyrë është të mbjellësh bimën dhe nëse ndihet e lehtë e ujit atë. Ai është shumë i mirë në "rritje". Ngjitja e gishtit në tokë nuk ndihmon shumë. Shumica e Instructables përdorin një sondë të lirë të lagështisë së tokës e cila është e prirur për një sërë dështimesh-më të dukshmet prej të cilave janë pasaktësia dhe gërryerja.

Shqyrtimi i literaturës zbulon se papastërtia mund të jetë deri në 40% ujë dhe matja e kësaj kërkon instrumente mjaft të shtrenjta. Sondat më të lira mbështeten në përçueshmërinë e ujit e cila do të ndryshojë me kripërat e tretura dhe faktorë të tjerë. Më sipër është një grafik që kam bërë për një enë me papastërti të peshuar gjatë 2 javëve, e ndjekur nga ngrohja e furrës në 300 për të hequr të gjithë ujin që nuk është ngjitur. Dyzet përqind e tokës totale është ujë dhe mbi dhjetë ditë të nxehta me diell të drejtpërdrejtë ajo humbi 75% të këtij uji në një normë relativisht lineare. Pra, cili është niveli i duhur i lagështisë? Varet nga një sërë faktorësh, por kur ndërtoni këtë makinë, një ide e mirë është të ujisni me kujdes bimën tuaj në nivelin që mendoni se është e drejtë dhe ta vendosni në makinë e cila mat me kujdes peshën e saj dhe më pas brenda një kufiri të caktuar shton ujë kur është e nevojshme. Dizajni mund të modifikohet për të varur shportat e bimëve dhe sistemet e ujit nën presion.

Makina duhej të punonte me energji diellore, të ishte autonome me furnizimin e saj me ujë, të monitoronte furnizimin me ujë me njoftimet në ueb, të flinte kur nuk ishte në përdorim për të minimizuar fuqinë dhe të mbante mend peshën bazë dhe sa lotime dhe të dhëna të tjera në mes të gjumit ciklet. ESP32 i ri dukej një kandidat i mirë për trurin.

Hapi 1: Mblidhni Furnizimet tuaja

Makina është bërë nga dy dyqane BigBox me pllaka qeramike 12 inç në një kornizë kanali alumini që vendos një rezervuar uji. Elektronika është e fiksuar në një kuti plastike elektrike në anën e pasme. Rezervuari i ujit ka një zorrë dalëse nga një pompë e mbyllur dhe njësi sensor e ngjitur në pjesën e poshtme të rezervuarit që ushqen uzinën. Kandilët e qelizës së ngarkesës nga një rreze kryq në krye të njësisë.

1. Arrow Home Products 00743 2 Gallon Slimline Beverage Container in Clear

2. Uxcell 5Pcs 5.5V 60mA Poly Mini Solar Cell Panel Module DIY

3. Ndërprerësit e pozicionit të lëkundjes së topit Gikfun Metal për Arduino

4. Uxcell a14071900ux0057 10Kg Aliazh alumini Shkallë elektronike Ngarkesë e qelizës

5. Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board

6. Moduli i sensorëve të modulit të konvertimit të qelizave të peshës së peshës HX711 Ad Module për Arduino

7. Adafruit Latching Mini Relay FeatherWing

8. Moduli i ngarkuesit me qeliza litiumi TP4056 me mbrojtje nga bateria

9. ECEEN USB Pump Mini Pompë Uji Zhytëse për Akuariumin Hydroponic Powered Via USB DC 3.5-9V

10. Bateri 18650 Lipo me mbajtëse baterie

Hapi 2: Ndërtoni Kutinë

Korniza e kutisë është bërë nga këndi alumini BigBox 1 inç. Ju merrni idenë e përgjithshme nga fotografitë dhe nuk është shumë e vështirë për tu mbledhur. Kornizat bazohen në pllaka katrore katrore që formojnë anët e përparme dhe të pasme të njësisë. Pllakat mbahen në faqet e kornizës së aluminit me zam silikoni. Dimensioni i seksionit qendror varet nga madhësia e rezervuarit tuaj të ujit. Hapja e rezervuarit është projektuar në mënyrë që ta tërheqësh me lehtësi nga njësia dhe ta rimbushësh nga lart. Telat dhe tubat që lidhin rezervuarin duhet të jenë mjaft të gjata dhe të përkulen në pjesën e pasme.

Vendosja e panelit diellor varet nga dizajni. Unë do të përdorja panele të shumta të rrumbullakëta për t'i dhënë një pamje "zare", por u vendos në sheshe sepse ato dhanë kombinimin më të mirë të tensionit dhe rrymës. Unë nuk do të hyj në detajet e lidhjes së paneleve të shumta diellore, por keni nevojë për të paktën 5.5v për ta bërë qarkun e karikuesit të funksionojë. Të gjitha këto panele ishin të lidhura paralelisht për të rritur fuqinë. Vrimat në pllakën qeramike janë shpuar me kujdes me një copë diamanti-sigurohuni që përdorni ujë si ftohës për ta bërë këtë, përndryshe do ta prishni atë. Këto vrima duhet të zgjasin vetëm disa minuta secila. Përdorni sasi liberale të zam silikoni për të mbajtur panelet dhe telat në pjesën e brendshme të pllakave në vend.

Qeliza e ngarkesës është shumë e arsyeshme dhe vjen e vlerësuar në pesha të ndryshme. Kam përdorur varietetin prej 10 kg, por nëse planifikoni të bëni mbjellës të rëndë në përputhje me rrethanat. Ashtu si Udhëzimet e mia të tjera: https://www.instructables.com/id/Bike-Power-Pedal-IoT/ këto qeliza ngarkese duhet të dalin nga kunja e tyre mbështetëse me vrimat e tyre të vidave të ngjitura 4mm dhe 5mm. Në këtë rast, një copë kryq alumini midis dy mbështetëseve të pllakave qeramike mban një fund të qelizës së ngarkesës. Tjetra mbështet një platformë prej silikoni të sheshtë alumini të ngjitur në kupën e kullimit të bimës. Jini shumë të kujdesshëm me telat e këtyre djemve-ato janë shumë të brishta dhe pothuajse të pamundura për tu riparuar nëse prishen pranë origjinës së tyre. Goop me shumë zam të nxehtë ose silikon për të ruajtur integritetin e tyre.

Hapi 3: Ndërtoni Mbajtësin e Pompës/të zbrazët të ndërprerës

Pompë mundësohet nga një stafetë nga bateria Lipo dhe funksionon mirë me tensionin e kufizuar, por ju nuk mund ta tejkaloni lartësinë prej rreth 2 këmbë nëse nuk përdorni një përforcues të energjisë për të rritur tensionin. Pompë është në fakt një kampion, nuk ka nevojë për mbushje, i papërshkueshëm nga uji dhe ka një prizë USB në njërën anë. Sidoqoftë, nuk shkon mirë me tharjen. Çelësi i rezervuarit të plotë/të zbrazët është thjesht një çelës i pjerrësisë që e futa në silikon për të papërshkueshëm nga uji dhe më pas u lidh me një mbështetës të shufrës prej alumini për pompën dhe një rosë gome lundruese. Rroba e gomës duhet të lidhet drejtpërdrejt me shiritin e aluminit për të hequr tërheqjen nga prizat e kalimit të pjerrësisë. Kur rezervuari ka ujë në të, duck noton dhe anon çelësin-shkurtohet në tokë dhe lejon komandat për të fuqizuar stafetën dhe pompën. Gjithashtu i dërgon këto të dhëna në internet dhe do t'ju dërgojë një cicërimë nëse keni nevojë për ujë. Pompë është silikoni ngjitur në këtë strukturë mbështetëse dhe më pas ngjitur në pjesën e poshtme të rezervuarit të ujit.

Hapi 4: Ndërtimi i pajisjeve elektronike

Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board është një mikrokontrollues relativisht i ri dhe punon shumë mirë në këtë ndihmës të bimëve të zgjuar. Avantazhi i këtij bordi mbi 8266 më të vjetër është aftësia e tij më e mirë për të fjetur (supozohet vite në vend të një ore apo më shumë…) aftësia e tij për të kujtuar atë që mësoi në mes të dremitjeve (rivendosja e vjetër 8266 nga zero zero …) dhe konsumi më i ulët i energjisë gjatë gjumit dhe më shumë kunja. Youtuber i madh Andreas Spiess detajon ndryshimet në kod për ta bërë ESP32 të bëjë punën e duhur të peshimit dhe ju duhet të shikoni videon e tij nëse doni të dini më shumë se si funksionojnë detajet. Shembulli i gjumit nga Arduino IDE u përdor gjithashtu dhe u modifikua për këtë softuer.

Diagrami Fritzing ju tregon me kujdes të gjitha lidhjet e telave. Komponentët u mblodhën me pllaka perf dhe më pas u lidhën së bashku. Bateria Lipo është standardi juaj i lirë 18650 në sajë të vet. Bordi i karikimit është një TP4056 për të cilin Andreas thotë se është shumë efikas në këtë rol karikimi diellor. Butoni On/Off me LED të integruar dërgon energji në të gjithë sistemin si dhe lidhjen e zakonshme të stafetës e cila fuqizon pompën. Bordi i stafetës është një tabelë e këndshme e stafetës e stafetës e cila fiket në Adafruit, e cila funksionon në 3 V. Përforcuesi HX711 mundësohet përmes Adafruit dhe është i lidhur deri në dy kunja në tabelën e tij.

Të gjithë përbërësit janë vendosur në një kuti plastike të jashtme elektrike të hapur në pjesën e poshtme për të lejuar rrjedhjen e ajrit, por për të bllokuar shiun. Vendoseni ESP32 në krye për të lejuar programimin dhe monitorimin serik me kapakun e fikur.

Hapi 5: Softuer

"ngarkimi =" dembel"

Pajisja është e thjeshtë për t’u përdorur. Kur ndizet LED në çelësin e energjisë ndizet derisa një fabrikë në vazo që është ujitur në një nivel që dëshironi të mbani të vendoset në platformë. Pas stabilizimit të peshës kompjuteri mban mend këtë peshë fillestare dhe çdo orë ose interval i caktuar i krahason bimët me peshë të re dhe ose e korrigjon atë me ujë shtesë të pompuar ose raporton peshën e re dhe të gjitha informacionet e tjera në Thingspeak dhe pastaj shkon për të fjetur. Grafikët e mësipërm pasqyrojnë prodhimin gjatë një periudhe kohore tre ditore për një bimë domate që është rreth 2 metra e gjatë që rritet në diell të plotë. Rritja e bimës me kalimin e kohës padyshim që do të ndikojë në peshën e tenxhere dhe duhet të kompensohet duke ribërë fillimin pas një kohe të përcaktuar nga rritja e rritjes së bimës. Përshtatjet shtesë të softuerit do të lejonin një analizë të automatizuar të tolerancës dhe kërkesave maksimale dhe minimale të ujit të bimëve duke përmbytur tenxheren derisa pesha të mos ndryshonte më dhe pastaj të matni pjerrësinë e humbjes së peshës së ujit me kalimin e kohës. Kjo do të varet nga lloji i tokës, moti dhe struktura e bimës dhe rrënjës. Algoritmet shtesë të ujitjes bazuar në vlerësimet e të dhënave Thingspeak mund të përshtaten. Disavantazhet e peshës në vend të mirëmbajtjes së impiantit me sensorë përçues është nevoja për të peshuar një zonë e kufizuar me ujë, por mbjellësit e zgjuar si kjo janë të lirë, të lidhur lehtë dhe të kontrolluar dhe në një mënyrë të çuditshme OCD argëtuese për tu ndjekur në internet.

Hapi 7: Përsëriteni

Po, e dizajnuar mirë, makina funksionoi mirë për një javë apo më shumë dhe më pas do të kishte një tendencë që ESP32 të hynte në një lak të çuditshëm dhe të mos ndizet siç duhet dhe të shkarkojë baterinë e tij brenda natës. Asnjë sasi e ndryshimit të softuerit nuk mund të ndikojë në këtë, kështu që unë hoqa dorë dhe shtova një Adafruit TPL5111 për të kontrolluar ciklin e energjisë të ESP, por meqenëse nuk mund ta përdorja më kujtesën, siç shkruaja më parë për të përdorur EEPROM dhe ndryshova nga Thingspeak në Blynk, të cilën unë gjeni më shumë argëtim në telefonin tuaj dhe një sistem vërtet të mirë. Ndryshimi i harduerit është vetëm një çështje e lidhjes së TPL 5111 me fuqinë dhe tokëzimin, një kunj të përfunduar me ESP dhe Enable out në kunj EN. Sigurohuni që të vendosni një çelës ndërprerës midis EN-out dhe EN në tabelë, në mënyrë që të mund të ndryshoni programet dhe të ngarkoni. Ciklin e gjumit e caktoj çdo dy orë. Për të pastruar EEPROM dhe rivendosur njësinë për një fabrikë të re ose për peshë shtesë, vendosa një ndërprerës në Blynk për të pastruar kujtesën dhe rifilluar procesin e peshës. Programi për softuerin e ri është përfshirë më lart dhe programi në Blynk është i qartë për tu vendosur. Kjo makinë me të vërtetë punon shkëlqyeshëm dhe prodhon disa prodhime të shkëlqyera. Unë në fakt jam i impresionuar se sa argëtuese doli të ishte --- qelizat diellore punojnë lehtë dhe nuk mbaron kurrë nga fuqia.