Smart Garden "SmartHorta": 9 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Salam uşaqlar, bu təlimatlı bitki avtomatik suvarma təmin edən və bir mobil tətbiqetmə ilə idarə oluna bilən ağıllı bir tərəvəz bağçasının kollec layihəsini təqdim edəcək. Bu layihənin məqsədi evdə əkmək istəyən, lakin hər gün uyğun vaxtda qulluq və sulama vaxtı olmayan müştərilərə xidmət göstərməkdir. "SmartHorta" adlandırırıq, çünki horta Portuqal dilində tərəvəz bağı deməkdir.

Bu layihənin inkişafı Parana Federal Texnologiya Universitetində (UTFPR) İnteqrasiya Layihəsi fənni üzrə təsdiqlənmək üçün həyata keçirildi. Məqsəd Mekatronikanın Mexanika, Elektronika və İdarəetmə Mühəndisliyi kimi bir neçə sahəsini birləşdirmək idi.

UTFPR -də professor Serjio Stebel və Gilson Satoya şəxsi təşəkkürümü bildirirəm. Həm də bu layihəni qurmağa kömək edən dörd sinif yoldaşıma (Augusto, Felipe, Mikael və Rebeca).

Məhsul pis hava şəraitindən qoruyur, zərərvericilərdən, küləkdən və güclü yağışdan qoruyur. Bir hortum vasitəsilə bir su anbarı ilə qidalanmalıdır. Təklif olunan dizayn üç bitkiyə uyğun bir prototipdir, lakin daha çox vazaya qədər genişlənə bilər.

Üç istehsal texnologiyasından istifadə edildi: lazer kəsmə, CNC freze və 3D çap. Avtomatlaşdırma hissəsi üçün Arduino nəzarətçi olaraq istifadə edildi. Ünsiyyət üçün bluetooth modulu istifadə edildi və MIT App Inventor vasitəsilə bir Android tətbiqi yaradıldı.

Hamımız 9.0 -a yaxın bir qiymətlə keçdik və işdən çox məmnunuq. Çox gülməli bir şey budur ki, hamı bu cihaza alaq əkməyi düşünür, bunun səbəbini bilmirəm.

Addım 1: Konseptual Dizayn və Komponent Modelləşdirmə

Montajdan əvvəl, bütün komponentlər hər şeyin mükəmməl uyğunlaşmasını təmin etmək üçün SolidWorks istifadə edərək CAD -da dizayn edilmiş və modelləşdirilmişdir. Məqsəd, bütün layihəni bir avtomobilin baqajına yerləşdirmək idi. Buna görə ölçüləri maksimum 500 mm olaraq təyin edildi. Bu komponentlərin istehsalında lazer kəsmə, CNC freze və 3D çap texnologiyaları istifadə edilmişdir. Taxta və borulardakı bəzi hissələr mişarla kəsilmişdir.

Addım 2: Lazerlə kəsmə

Lazer kəsik 1 mm qalınlığında AISI 1020 polad təbəqədə, 600 mm x 600 mm ölçüdə aparılır və sonra 100 mm lövhələrə qatlanır. Baza, gəmiləri və hidravlik hissəni yerləşdirmə funksiyasına malikdir. Onların delikləri dayaq borularını, sensoru və solenoid kabelləri keçmək və qapı menteşələrini bağlamaq üçün istifadə olunur. Boruları damın içinə qoymağa xidmət edən L şəkilli lövhə də lazer kəsmə idi.

Addım 3: CNC Freze Maşını

Servo motor montajı CNC freze maşını istifadə edərək hazırlanmışdır. İki ağac parçası işlənmiş, sonra yapışdırılmış və ağac macunu ilə örtülmüşdür. Kiçik bir alüminium lövhə də mühərriki taxta dayağa yerləşdirmək üçün işlənmişdir. Servo torka tab gətirmək üçün möhkəm bir quruluş seçildi. Buna görə ağac çox qalındır.

Addım 4: 3D çap

Bitkiləri düzgün bir şəkildə sulamaq və torpağın rütubətini daha yaxşı idarə etmək üçün, suyun təməl üzərindəki təchizat borusundan çiləyiciyə yönəldilməsi üçün dizayn edilmişdir. İstifadə edərək, çiləyici bitkilərin yarpaqları əvəzinə hər zaman torpağa (aşağıya doğru 20º meyllə) baxaraq yerləşdirilmişdir. Şəffaf sarı PLA üzərində iki hissəyə çap edildi və sonra qoz -fındıq və boltlarla yığıldı.

Addım 5: Əl mişarı

Taxta dam konstruksiyası, qapılar və PVC borular əl mişarında əllə kəsilir, taxta dam konstruksiyası sındırılır, zımparalanır, qazılır və sonra taxta vintlər ilə yığılır.

Dam, əbədi bir yarı şəffaf fiberglas təbəqədir və xüsusi bir lif kəsmə gilyotini ilə kəsilir, sonra qazılır və vintlər ilə taxta taxılır.

Taxta qapılar sındırılmış, zımparalanmış, qazılmış, taxta vintlər ilə yığılmış, ağac kütləsi ilə örtülmüş, sonra güclü yağış və ya böcəklərin bitkilərə zərər verməməsi üçün zımbalı olan ağcaqanad ağı qoyulmuşdur.

PVC borular sadəcə əl mişarına kəsildi.

Addım 6: Hidravlik və Mexaniki Komponentlər və Quraşdırma

Damı, bazanı, başı və qapıları hazırladıqdan sonra struktur hissənin montajına davam edirik.

Əvvəlcə boru kəmərlərini l və lövhəyə qoz və boltla bağlayırıq, bundan sonra dörd PVC borunu sıxaclara yerləşdiririk. Damı çarşaflara L. vida etməlisiniz. Sonra qapıları və tutacaqları qoz -fındıq və vintlər ilə vidalayın. Sonda hidravlik hissəni yığmalısınız.

Ancaq diqqət yetirin, su sızıntısı olmaması üçün hidravlik hissənin möhürlənməsi ilə məşğul olmalıyıq. Bütün əlaqələr iplik mastik və ya PVC yapışqan ilə hermetik olaraq bağlanmalıdır.

Bir neçə mexaniki və hidravlik komponent alınıb. Aşağıda sadalanan komponentlər:

- Suvarma dəsti

- 2x tutacaq

- 8x menteşələr

- 2x 1/2 PVC diz

- 16x 1/2 boru kəmərləri

- 3x diz 90º 15mm

- 1 m hortum

- 1x 1/2 mavi qaynaqlı qol

- 1x 1/2 mavi qaynaqlı diz

- 1x yivli məmə

- 3x gəmi

- 20x taxta vida 3.5x40mm

- 40x 5/32 bolt və qoz

- 1 m ağcaqanad ekranı

- pvc boru 1/2"

Addım 7: Elektrik və Elektron Komponentlər və Quraşdırma

Elektrik və elektron hissələrin montajı üçün tellərin düzgün bağlanmasından narahat olmalıyıq. Yanlış bir əlaqə və ya qısa qapanma meydana gəlsə, dəyişdirilməsi çox vaxt aparan bahalı hissələri itirə bilər.

Arduino -ya montajı asanlaşdırmaq üçün universal bir lövhə ilə bir qalxan istehsal etməliyik, buna görə Arduino Uno -da yeni bir kodu silmək və yükləmək və bir çox telin dağılmaması daha asandır.

Solenoid klapan üçün, Arduino girişlərini/çıxışlarını və digər komponentləri yandırmaq təhlükəsindən özümüzü xilas etmək üçün röle sürücüsü üçün optoizolyasiya edilmiş qorunması olan bir lövhə hazırlanmalıdır. Solenoid klapanı işə salarkən diqqətli olmalısınız: su təzyiqi olmadıqda açılmamalıdır (əks halda yana bilər).

Üç rütubət sensoru vacibdir, ancaq siqnal ehtiyatı üçün əlavə edə bilərsiniz.

Bir çox elektrik və elektron komponentlər alındı. Aşağıda sadalanan komponentlər:

- 1 dəfə Arduino Uno

- 6x torpaq nəm sensoru

- 1x 1/2 127V solenoid klapan

- 1x servo motor 15 kq. Sm

- 1x 5v 3A mənbəyi

- 1x 5v 1A mənbəyi

- 1 ədəd Bluetooth modulu hc-06

- 1x Real Zaman Saatı RTC DS1307

- 1x röle 5v 127v

- 1x 4n25 əyilmiş optokupl

-1x tiristor bc547

- 1x diod n4007

- 1x müqavimət 470 ohm

- 1x müqavimət 10k ohm

- 2x universal lövhə

- 3 yuvalı 1x elektrik zolağı

- 2x kişi yuvası

- 1 x fiş p4

- 10 m 2 tərəfli kabel

- 2 m internet kabeli

Addım 8: Arduino ilə C Proqramlaşdırma

Arduino proqramlaşdırması əsasən "n" vazaların torpaq nəminə nəzarətini həyata keçirmək üçündür. Bunun üçün solenoid klapanın işə salınması tələblərinə, həmçinin servo motorun yerləşdirilməsinə və proses dəyişənlərinin oxunmasına cavab verməlidir.

Gəmilərin sayını dəyişə bilərsiniz

#dequine QUANTIDADE 3 // Quantidade de plantas

Valfın açılma vaxtını dəyişə bilərsiniz

#define TEMPO_V 2000 // Müvəqqəti məlumatlar

Torpağın nəmlənməsi üçün Gözləmə müddətini dəyişə bilərsiniz.

#define TEMPO 5000 // Solo ümidlər üçün bir müddətdir.

Xidmətçinin gecikməsini dəyişdirə bilərsiniz.

#define TEMPO_S 30 // Servanı gecikdirin.

Hər bir torpaq nəm sensoru üçün quru torpaq və tamamilə nəmli torpaq üçün fərqli bir gərginlik aralığı var, buna görə də bu dəyəri burada sınamalısınız.

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

Addım 9: Mobil Tətbiq

Tətbiq, MIT App Inventor saytında layihə nəzarəti və konfiqurasiya funksiyalarını yerinə yetirmək üçün hazırlanmışdır. Cib telefonu ilə nəzarətçi arasındakı əlaqədən sonra, tətbiq real vaxt rejimində hər üç vazanın rütubətini (0 -dan 100%-ə qədər) və hazırda yerinə yetirilən əməliyyatı göstərir: ya gözləmə rejimində, servomotoru vazaların birini düzgün yerləşdirmək və ya suvarmaq. Hər vaza içərisində bitki növünün konfiqurasiyası da tətbiqdə hazırlanır və konfiqurasiyalar artıq doqquz bitki növü üçün hazırdır (kahı, nanə, reyhan, soğan, rozmarin, brokoli, ispanaq, su dərisi, çiyələk). Alternativ olaraq, siyahıda olmayan bitkilər üçün suvarma parametrlərini əl ilə daxil edə bilərsiniz. Siyahıda olan bitkilər, prototipimizdəki kimi kiçik qablarda böyüməsi asan olduğu üçün seçildi.

Tətbiqi yükləmək üçün əvvəlcə mobil telefonunuzda MIT App Inventor tətbiqini yükləməlisiniz, wifi yandırın. Sonra kompüterinizdə MIT veb saytına daxil olmalısınız: https://ai2.appinventor.mit.edu/, giriş etmək, SmartHorta2.aia layihəsini idxal etmək və sonra cib telefonunuzu QR kodu ilə bağlamaq lazımdır.

Arduino -nu smartfona bağlamaq üçün telefonunuzda bluetooth -u yandırmalı, arduinonu yandırmalı və sonra cihazı qoşmalısınız. Budur, artıq SmartHorta -ya qoşulmusunuz!