APIS - o'simliklarni sug'orishning avtomatlashtirilgan tizimi: 12 qadam (rasmlar bilan)

2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-23 15:14

TARIX: (bu tizimning keyingi evolyutsiyasi bu erda mavjud)

O'simliklarni sug'orish mavzusida juda ko'p ko'rsatmalar mavjud, shuning uchun men bu erda o'ziga xos narsalarni zo'rg'a kashf qildim. Bu tizimni boshqasidan ajratib turadigan narsa shundaki, unga kiritilgan dasturlash va sozlash, bu yaxshiroq nazorat qilish va kundalik hayotga qo'shilish imkonini beradi.

Bu erda sug'orish yugurishining videosi: sug'orish

APIS shunday paydo bo'ldi:

Bizda ikkita qizil achchiq qalampir o'simliklari bor, ular bizning bir necha ta'tillarimizdan deyarli "omon qolishgan" va bu vaqtda oila a'zolarini deyarli hisobga olishgan. Ular haddan tashqari qurg'oqchilik va haddan tashqari sug'orishni boshidan kechirishdi, lekin har doim qandaydir tarzda tuzalib ketishdi.

Arduino-ga asoslangan o'simliklarni sug'orish g'oyasi Arduino-ni uyni avtomatlashtirish loyihasi sifatida qanday qo'llash mumkinligi haqidagi deyarli birinchi g'oya edi. Shunday qilib, oddiy o'simliklarni sug'orish tizimi qurildi.

Biroq, 1 -versiyada tuproq namligi haqida hech qanday ma'lumot yo'q edi va o'simliklarni sug'orish kerakmi yoki sug'orishga bir necha kun qolganligini aniqlashning iloji yo'q edi.

Qiziquvchanlik, hammamiz bilganimizdek, mushukni o'ldirdi va 2 -versiya har doim namlikni ko'rsatish uchun 4 ta raqamli 7 segmentli modul bilan qurilgan.

Bu etarli emas edi. Keyingi savol "oxirgi marta qachon o'simliklarni sug'ordi" edi? (Biz kamdan -kam hollarda uyda guvoh bo'lganmiz). 3 -versiya 7 -segmentli moduldan foydalanib, oxirgi sug'orish qancha vaqt oldin sodir bo'lganligini ko'rsatdi (ishlaydigan matnli qator sifatida).

Bir kuni kechasi sug'orish ertalab soat 4 da boshlanib, hammani uyg'otdi. Achchiqlanish … APISni tunda o'chirish va kunduzi sug'orishning oldini olish uchun kunduzi yoqish juda ko'p ish bo'lib, 4 -versiya doirasida qurilmani tunda uxlatish uchun real vaqt soati qo'shildi.

Haqiqiy vaqt soati vaqti -vaqti bilan sozlashni talab qilgani uchun (masalan, yozgi vaqtni o'zgartirish) 5 -versiya o'simliklarni sug'orishning turli parametrlarini o'rnatishga imkon beruvchi uchta tugmani o'z ichiga oladi.

Bu erda to'xtab qolmadi. Men namlik o'lchagichi juda tez eroziyaga moyilligini payqadim, chunki u (dizayn bo'yicha) doimiy kuchlanish ostida bo'lgan, shuning uchun problar o'rtasida doimiy elektr toki bo'lgan (eroziyali anod). Xitoydan kelgan arzon tuproq probi taxminan bir hafta tirik qoldi. Hatto galvanizli mix ham bir oy ichida "yeb qo'yilgan". Zanglamaydigan po'latdan yasalgan zond yaxshiroq ushlab turardi, lekin men shuni payqadimki, bu ham taslim bo'lyapti. 6 -versiya zondni har soatda atigi 1 daqiqa yoqadi (va har doim sug'orish vaqtida), shu bilan eroziyani keskin kamaytiradi (kuniga ~ 16 daqiqa va kuniga 24 soat).

IDEA:

O'simliklarni sug'orish tizimini ishlab chiqish quyidagi imkoniyatlarga ega:

1. Tuproq namligini o'lchash
2. Oldindan belgilangan "past" namlik belgisiga yetganda, suv nasosini yoqing va namlikni "yuqori" belgisiga yetguncha o'simliklarni sug'orib turing.
3. Sug'orish tuproq orqali suvning to'yinganligini ta'minlash uchun harakatsizlik davrlari bilan ajratilgan bir necha yugurishda amalga oshirilishi kerak
4. Tizim kechasi "uyqu" va "uyg'onish" o'rtasida o'zini o'chirib qo'yishi kerak
5. "Uyg'onish" vaqtini dam olish kunlari keyingi qiymatga moslashtirish kerak
6. Tizim nasos ishlarining jurnalini saqlashi kerak
7. Tizim tuproq namligining joriy ko'rsatkichini ko'rsatishi kerak
8. Tizim nasosning oxirgi ishining sanasini/vaqtini ko'rsatishi kerak
9. Sug'orish parametrlari qayta dasturlashsiz sozlanishi kerak
10. Nasosni to'xtatib turing va agar nasosning ishlashi namlikning o'zgarishiga olib kelmasa (suvsiz yoki sensorlar bilan bog'liq muammolar bo'lmasa), zavodni suv bosishi va suv oqishini oldini oladi.
11. Metall eroziyasini oldini olish uchun tizim namlik o'lchagichini yoqishi/o'chirishi kerak
12. Tizim quvurlar ichidagi mog'or paydo bo'lishining oldini olish uchun suvni to'kib tashlashi kerak

Quyidagi parametrlar tugmalar yordamida sozlanishi kerak:

1. Nasosni ishga tushirish uchun namlik darajasi "past", %da (standart = 60 %)
2. Nasosning ishlashini to'xtatish uchun namlik "yuqori" belgisi %da (standart = 65 %)
3. Bitta sug'orish davomiyligi, sekundda (standart = 60 soniya)
4. Namlik namligiga erishish uchun qayta urinishlar soni (standart = 4 ish)
5. Kechasi o'chirish uchun harbiy vaqt, faqat soat (odatiy = 22 yoki 22)
6. Harbiy vaqt ertalab ishga tushadi, faqat soat (odatiy = 07 yoki 7)
7. Dam olish kunlari ertalab faollashtirish uchun sozlash, delta soatlari (standart = +2 soat)
8. Joriy sana va vaqt

APIS EEPROM xotirasiga oxirgi 10 marta sug'orish sanasi/vaqtini yozadi. Yugurish sanasi va vaqtini ko'rsatadigan jurnal ko'rsatilishi mumkin.

APISdan o'rgangan ko'p narsalardan biri shundaki, siz har kuni o'simliklarni sug'orishingiz shart emas, bu 7 qismli displeyda tuproq namligi ko'rsatkichlarini ko'rmagunimizcha odatiy hol edi …

1 -qadam: QISM va QURILMALAR

APISni yaratish uchun sizga quyidagi qismlar kerak bo'ladi.

NAZORAT QUTI VA TUBI:

1. Arduino Uno taxtasi: Amazon.com saytida
2. Silikon quvurli 12v peristaltik suyuq nasos: Adafruit.com saytida
3. 4X raqamli LED displeyli raqamli quvurli JY-MCU moduli: Fasttech.com saytida
4. DS1307 Real Time Clock panellari to'plami: Adafruit.com saytida (ixtiyoriy)
5. Mikrotivivlik IM206 6x6x6mm Tact Switch: Amazon.com saytida
6. Vero taxtasi: Amazon.com saytida
7. L293D dvigatel haydovchisi IC: Fasttech.com saytida
8. 3 x 10 kOhm qarshilik
9. Arduino plastik korpusni loyihalashtiradi: Amazon.com saytida
10. 2,1 mm quvvat ulagichli 12v AC/DC adapteri: Amazon.com saytida
11. Bambukdan yasalgan shishlar
12. Tarmoq va ozgina supercement elim
13. Super yumshoq lateks kauchuk quvurlar 1/8 "ID, 3/16" OD, 1/32 "Devor, yarim tiniq kehribar, uzunligi 10 fut. McMaster.com saytida
14. Bardoshli neylon mahkam yopilgan tikanli quvurlar uchun armatura, 1/8 dyuymli quvur identifikatori, oq, 10 dona paketlar: McMaster.com saytida
15. Bardoshli neylonli mahkam yopilgan tikanli quvurlar, 1/8 dyuymli naycha uchun oq rang, oq, 10 dona: McMaster.com saytida
16. Odatdagidek, simlar, lehim asboblari va boshqalar.

Namlik muammosi:

1. Kichik yog'och bo'lagi (1/4 "x 1/4" x 1 ")
2. 2 x zanglamaydigan po'latdan sivilcalarni olib tashlash ignalari: Amazon.com saytida
3. Tuproq namligini aniqlash sensori moduli: Fasttech.com saytida

2 -qadam: Tuproq namligi PROBE V1

Tuproq namligi erga o'rnatilgan ikkita metall prob orasidagi qarshilikka qarab o'lchanadi (bir -biridan taxminan 1 dyuym). Sxemalar rasmda ko'rsatilgan.

Men sinab ko'rgan birinchi tekshiruv - bu siz bir qancha internet -provayderlardan sotib olishingiz mumkin (masalan).

Muammo shundaki, folga darajasi nisbatan yupqa va tezda eroziyalanadi (bir yoki ikki haftagacha), shuning uchun men galvanizli mixga asoslangan mustahkamroq sensor uchun oldindan ishlab chiqarilganidan voz kechdim.).

3 -qadam: Tuproqdagi namlik muammosi V2

"Keyingi avlod" probi uyda ikkita galvanizli mix, yog'och taxta va bir nechta simlardan yasalgan.

Menda eskirgan ishlab chiqarilgan prob bor edi, shuning uchun men ulanish qismini va elektron modulini qayta ishlatdim, asosan tuproq komponentini almashtirdim.

Galvanizli mixlar, ajablanarlisi shundaki, eroziyaga uchradi (yupqa folga qaraganda sekinroq bo'lsa ham), lekin baribir men xohlaganimdan tezroq.

Boshqa zond zanglamaydigan po'latdan yasalgan akne olib tashlash ignalariga asoslangan. (keyingi bosqichga qarang).

4 -qadam: Tuproq namligi PROBE V3 "Katana"

Zanglamaydigan po'latdan yasalgan prob (samuray qilichiga o'xshaydi, shuning uchun nomi) hozirda ishlatilmoqda.

O'ylaymanki, tez eroziya haqiqiy o'lchov qanchalik tez -tez sodir bo'lishidan qat'i nazar, prob har doim elektr kuchlanishida (24x7) bo'lganligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.

Buni yumshatish uchun men o'lchov oralig'ini 1 soatda bir marta o'zgartirdim (axir bu real vaqt tizimi emas) va probni doimiy 5v o'rniga raqamli pinlardan biriga uladim. Hozirgi vaqtda zond 24 soat o'rniga kuniga ~ 16 minut quvvat oladi, bu uning umrini keskin oshirishi kerak.

5 -qadam: ASOSIY FUNKSIYALIK

APIS Arduino UNO kengashiga asoslangan.

APIS tuproq namligini soatiga bir marta o'lchaydi va agar u belgilangan chegaradan past bo'lsa, nasosni "to'yinganlik" intervallari bilan ajratilgan, oldindan belgilangan vaqt uchun yoqadi.

Namlik chegarasiga yetgandan so'ng, jarayon soatiga bir marta o'lchash rejimiga qaytadi.

Agar maqsadli namlikka erishish mumkin bo'lmasa, lekin pastki chegaraga erishilsa, bu ham yaxshi (hech bo'lmaganda sug'orish amalga oshirilgan). Buning sababi, nam tuproqdan juda uzoqda joylashgan, baxtsiz hodisalarni joylashtirish bo'lishi mumkin.

Ammo, agar namlikning eng past chegarasiga ham etib bo'lmaganda, xato sharti e'lon qilinadi. (Ehtimol, zond muammosi yoki ta'minot paqirida suv tugagan bo'lishi mumkin va hokazo). Xatolik holatida, qurilma hech narsa qilmasdan 24 soat uxlaydi va keyin qaytadan urinib ko'radi.

6 -qadam: 7 SEGMENTLI EKRAN

TM1650 BASED 7 segmentli displey:

Dastlab, APIS displey qobiliyatiga ega emas edi. USB orqali ulanmasdan, tuproq namligining hozirgi darajasini aniqlab bo'lmaydi.

Buni tuzatish uchun men tizimga 4 xonali 7 segmentli displey qo'shdim: Fasttech.com saytida

Men bu modul bilan ishlash uchun kutubxonani hech qaerdan topa olmadim (buning uchun ma'lumotlar varaqasi ham yo'q), shuning uchun I²C portini tekshirish va tajribadan bir necha soat o'tgach, men o'zim haydovchi kutubxonasini yozishga qaror qildim.

U 16 ta raqamgacha bo'lgan displeylarni qo'llab -quvvatlaydi (4 -tasi standart), ASCII -ning asosiy belgilarini ko'rsatishi mumkin (e'tibor bering, barcha belgilar 7 segmentdan iborat emas, shuning uchun W, M va boshqalar kabi harflar bajarilmaydi). moduldagi nuqta displeyi, ishlaydigan belgilar qatori (4 ta harfni ko'rsatish uchun) va 16 darajali yorqinlikni qo'llab -quvvatlaydi.

Kutubxona bu erda arduino.cc o'yin maydonchasida mavjud. TM1650 haydovchi kutubxona

Namuna video bu erda mavjud

ANIMASYON:

Suv oqimi paytida 7 segmentli animatsiya amalga oshiriladi.

• Nasos ishga tushganda, displeydagi raqamli nuqtalar chapdan o'ngga siljiydi, bu suv oqishini bildiradi: animatsion video.
• "To'yinganlik" davrida nuqta displey markazidan tashqariga qarab, to'yinganlikni bildiradi: to'yinganlik animatsion videosi

Keraksiz, lekin yoqimli teginish.

7 -qadam: POMPA va POMPA NAZORATI

POMPA

Men o'simliklarni sug'orish uchun 12v peristaltik suyuqlik nasosidan (bu erda mavjud) foydalanardim. Nasos taxminan 100 ml/min ni tashkil qiladi (bu stakanning 1/2 qismiga to'g'ri keladi - to'kilmaslik uchun suvning ish vaqtini sozlashda eslash kerak, va bu 8- sodir bo'ldi))

Nasosni boshqarish - L293D

Nasos L293D motorli haydovchi chipi orqali boshqariladi. Burilish yo'nalishi oldindan o'rnatilganligi sababli, siz nazorat qilish uchun faqat chip yoqish pinidan foydalanishingiz kerak. Yo'nalish pinlari to'g'ridan -to'g'ri +5v va GND ga doimiy ravishda ulanishi mumkin.

Agar siz (men kabi) nasos qaysi tomonga ketishini aniq bilmasangiz, siz baribir uchta pimni Arduino -ga ulashingiz va yo'nalishni dasturiy boshqarishingiz mumkin. Qayta lehim kamroq.

8 -qadam: Konfiguratsiya va tugmalar

TUGMALAR:

APISni sozlash va boshqarish uchun uchta tugma ishlatilgan.

Barcha tugmachalarni bosish pinning uzilishi asosida amalga oshiriladi (PinChangeInt kutubxonasi).

• Qizil (o'ng tomonda) - SELECT tugmasi. Bu APISni konfiguratsiya rejimiga o'tkazadi, shuningdek qiymatlarni tasdiqlaydi.
• Qora chap va o'rta tugmalar (mos ravishda PLUS va MINUS) sozlanadigan qiymatlarni oshirish/kamaytirish (konfiguratsiya rejimida) yoki joriy sana/vaqt va oxirgi sug'orish ma'lumotlarini ko'rsatish uchun ishlatiladi (normal rejimda).

Ko'pincha displey o'chirilganligi sababli, barcha tugmalar avval APISni "uyg'otadi" va shundan keyingina ikkinchi bosishda o'z vazifasini bajaradi.

30 soniya harakatsizlikdan keyin displey o'chadi (sug'orish davom etmasa).

APIS ko'rib chiqish uchun ishga tushirilganda konfiguratsiya parametrlari orqali ishlaydi: video

Konfiguratsiya:

APIS to'rt xil konfiguratsiya rejimiga ega:

1. Sug'orish parametrlarini sozlash
2. Haqiqiy vaqtda soatni sozlash
3. "Majburiy" sug'orish
4. Sug'orish jurnalini ko'rib chiqing

SUV PARAMETRALARI:

1. Tuproq namligining past chegarasi (sug'orishni boshlang)
2. Tuproq namligining yuqori chegarasi (sug'orishni to'xtatish)
3. Bir marta sug'orish davomiyligi (soniyalarda)
4. Bir partiyada sug'orish soni
5. Bir partiya ichida (bir necha daqiqada) yugurish orasidagi tuproqning to'yinganlik davomiyligi
6. Kecha rejimini yoqish vaqti (harbiy vaqt, faqat soat)
7. Kecha rejimining tugash vaqti (harbiy vaqt, faqat soat)
8. Kecha rejimining tugash vaqtini hafta oxiri sozlash (soatlarda)

Haqiqiy vaqtni sozlash:

1. Century (ya'ni 2015 yil uchun 20)
2. Yil (ya'ni 2015 yil uchun 15)
3. Oy
4. Kun
5. Soat
6. Daqiqa

Daqiqalar tasdiqlangandan so'ng, soat soniya 00 ga o'rnatiladi.

Sozlamada 15 soniya vaqt bor, shundan so'ng barcha o'zgarishlar bekor qilinadi.

Saqlagandan so'ng, parametrlar EEPROM xotirasida saqlanadi.

Suv o'tkazishni majburlash:

Nima uchun men buni amalga oshirganimni hali bilmayman, lekin u erda. APIS faollashtirilgandan so'ng sug'orish rejimiga o'tadi. Sug'orish rejimi hali ham chegaralarga bo'ysunadi. Bu shuni anglatadiki, agar siz sug'orishni majbur qilsangiz, lekin tuproq namligi yuqori belgidan yuqori bo'lsa, sug'orish tugaydi. Asosan, bu faqat tuproq namligi past va yuqori chegaralar oralig'ida ishlaydi.

SUVNING Jurnalini ko'rib chiqish:

APIS EEPROM xotirasida oxirgi 10 ta sug'orish jurnalini yuritadi, uni foydalanuvchi ko'rib chiqishi mumkin. Faqat sug'orish sanasi/vaqti saqlanadi. Eshiklar (o'sha paytda) va YUQORI chegarasiga erishish uchun bajarilgan ishlar soni saqlanmaydi (garchi keyingi versiyada ular bo'lishi mumkin bo'lsa ham).

9 -qadam: RTC: REAL TIME SAATI

Kecha rejimi

Bir marta APIS meni tunda uyg'otdi, "tungi rejim" ni amalga oshirish g'oyasi miyamga keldi.

Kecha rejimi - bu o'lchovlar o'tkazilmasa, displey o'chirilgan bo'lsa va sug'orilmasa.

Oddiy ish kunida APIS ertalab soat 7 da "uyg'onadi" va kechki soat 22 da (sozlanishi mumkin) kirsa, dam olish kunlari APIS uyg'onishni kechiktirish uchun "hafta oxiri sozlamalari" sozlamasidan foydalanadi (masalan, ertalab soat 9gacha)., agar hafta oxiri sozlash 2 soat bo'lsa).

RTC BREAKOUT BOARD va boshqalar "SOFTWARE" RTC:

Men sana/vaqtni kuzatib borish va tungi rejimlarga kirish/chiqish uchun RTC apparatini (bu erda mavjud) ishlatardim.

Foydalanish ixtiyoriy, chunki eskizlar "dasturiy ta'minot" RTC (arduino millis () funktsiyasidan foydalangan holda) yordamida tuzilishi mumkin edi.

RTC dasturiy ta'minotidan foydalanishning kamchiliklari shundaki, siz APIS har safar yoqilganda vaqtni belgilashingiz kerak.

Men standart RTC kutubxonasini API -ga to'liq mos keladigan tarzda o'zgartirdim, shuningdek, millisni almashtirish muammosini hal qildim. (Yuklab olish uchun eskizlar bosqichiga qarang).

10 -qadam: HAMMA BIRGA QO'YISH

Nasosni o'z ichiga olgan butun tizim (probdan tashqari) Arduino Uno uchun kichik qutiga joylashtirilgan.

1. TM1650 displeyi TWI interfeysidan foydalanadi, shuning uchun SDA va SDC simlari mos ravishda Arduino A4 va A5 pinlariga o'tadi. Qolgan ikkita simlar +5v va GND.
2. RTC platasi yuqoridagi kabi TWI interfeysidan foydalanadi. (TM1650 va RTC turli portlardan foydalanadi, shuning uchun ular tinch yashaydi). RTC +5v pin arduino pin 12 ga ulangan (+5v o'rniga raqamli pin orqali quvvatlanadi). Nega bunday qilganimni eslay olmaysiz, kerak emas.
3. L293D pinlari quyidagicha ulanadi: yoqish (1 -pin) D5 ga, yo'nalishni boshqarish pimi 2 va 7 mos ravishda D6 va D7 arduino pinlariga.
4. TUGMALAR mos ravishda SELECT, PLUS va MINUS uchun D2, D8 va D9 pinlariga ulangan. (Tugmalar pastga tortiladigan 10K rezistorlar yordamida amalga oshiriladi-"faol-yuqori" konfiguratsiyasida).
5. PROBE modulining +5v quvvati arduino pin 10 ga (davriy o'lchovlarni yoqish uchun) va prob A1 analog piniga ulangan.

QAYD: Fritzing sxemalari fayli github omboriga qo'shildi.

11 -qadam: SKETCHES va boshqalar

2015 yil mart oyining yangilanishi:

1. Mog'or paydo bo'lishining oldini olish uchun sug'orishdan keyin quvurlarni to'kish uchun qo'shimcha funktsiyalar qo'shildi (bola! Men L293D-da nasosning aylanish yo'nalishini aniqlay olmaganimdan xursandman!)
2. Sug'orish boshlanish va tugash vaqti, namlikning boshlanishi va tugashi, sug'orish paytida nasos necha marta ishlatilganligi, sanani/vaqtni yanada kengroq ro'yxatga olishni o'z ichiga oladi.
3. Xatolik tartibi yangilandi: xato holatiga 24 soat o'tgach, qurilma qayta tiklanadi
4. TaskScheduler 2.1.0 bilan qayta tuzilgan
5. Boshqa har xil xato tuzatishlar

2015 yil 18 -noyabr holatiga ko'ra APIS quyidagi qo'shimcha funktsiyalar bilan yangilandi:

1. Pinni tezroq va oson o'zgartirish uchun DirectIO kutubxonasidan foydalanish
2. EST va EDT o'rtasida to'g'ri o'tish uchun Timezone kutubxonasidan foydalanish
3. Faqat TaskScheduler yordamida mantiqni o'chirish tugmasi qo'shildi
4. Tugmani takrorlash funktsiyasi qo'shildi (agar tugma bosilsa va ushlab turilsa, tsiklning tezligi 5 tsikldan keyin ortadi)
5. TaskScheduler 1.8.4 ga qarshi IDE 1.6.6 AVR 1.6.9 bilan qayta tuzilgan
6. Github -ga ko'chirildi

KUTUBXONALAR:

APIS quyidagi kutubxonalarga asoslangan:

• EEPROM - Arduino IDE ning bir qismi
• Tel - Arduino IDE ning bir qismi
• EnableInterrupt - Github -da mavjud
• Vaqt mintaqasi - Github -da mavjud
• DirectIO - Github -da mavjud

Men tomonidan o'zgartirilgan (vilkalar):

• Vaqt - Github -da mavjud
• RTClib - Github -da mavjud

Men tomonidan ishlab chiqilgan:

• TM1650 - Github -da mavjud
• TaskScheduler - Github -da mavjud
• AvgFilter - Github -da mavjud

SKETCH:

Github -da APIS eskizining so'nggi versiyasi, shu jumladan sxematik fayllar mavjud

Ma'lumotlar varaqlari:

• L293D: bu erda
• RTC kesish taxtasi: bu erda

12 -qadam: *** G'alaba qozondik !!! ***

Ushbu loyiha Dexter Industries homiyligida uy avtomatlashtirish tanlovida Ikkinchi o'rinni egalladi.

Tekshirib ko'r! WOO-HOO !!!

Uy avtomatizatsiyasi bo'yicha ikkinchi mukofot