Smart Garden "SmartHorta": 9 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hallo ouens, hierdie instruksies bied 'n universiteitsprojek aan van 'n intelligente groentetuin wat outomaties water gee en deur 'n mobiele app beheer kan word. Die doel van hierdie projek is om kliënte te bedien wat tuis wil plant, maar nie elke dag tyd het om te sorg en nat te maak nie. Ons noem "SmartHorta" omdat horta in Portugees groentetuin beteken.

Die ontwikkeling van hierdie projek is uitgevoer om goedgekeur te word in die vakgebied Integrasieprojek aan die Federal Technological University of Parana (UTFPR). Die doel was om die verskillende gebiede van Megatronika soos Meganika, Elektronika en Beheeringenieurswese te kombineer.

My persoonlike dank aan die professore by UTFPR Sérgio Stebel en Gilson Sato. En ook aan my vier klasmaats (Augusto, Felipe, Mikael en Rebeca) wat gehelp het om hierdie projek te bou.

Die produk het beskerming teen slegte weer en bied beskerming teen plae, wind en swaar reën. Dit moet deur 'n watertenk deur 'n slang gevoer word. Die voorgestelde ontwerp is 'n prototipe wat by drie plante pas, maar dit kan na meer vase uitbrei.

Drie vervaardigingstegnologieë is daarin gebruik: lasersny, CNC -frees en 3D -drukwerk. Vir die outomatiseringsgedeelte is die Arduino as kontroleerder gebruik. 'N Bluetooth -module is gebruik vir kommunikasie en 'n Android -toepassing is geskep deur MIT App Inventor.

Ons het almal met 'n punt naby 9.0 geslaag en is baie tevrede met die werk. Iets wat baie snaaks is, is dat almal daaraan dink om onkruid op hierdie toestel te plant, ek weet nie hoekom nie.

Stap 1: Konseptuele ontwerp en komponentmodellering

Al die komponente is ontwerp en gemodelleer in CAD met SolidWorks voordat hulle gemonteer is om te verseker dat alles perfek pas. Die doel was ook om die hele projek in die bagasiebak van 'n motor te pas. Daarom is sy afmetings gedefinieer as 500 mm by maksimum. Die vervaardiging van hierdie komponente gebruik laser sny, CNC frees en 3D druk tegnologie. Sommige dele in hout en pype is in saag gesny.

Stap 2: Lasersny

Die lasersnit is gemaak op 'n 1 mm dik gegalvaniseerde AISI 1020 staalplaat, 600 mm x 600 mm en daarna in 100 mm -oortjies gevou. Die basis het die funksie om die vaartuie en die hidrouliese deel te huisves. Hul gate word gebruik om die ondersteuningspype, sensor- en solenoïdekabels deur te voer en om by die deure se skarniere te pas. Lasersnit was ook 'n L-vormige plaat wat dien om die pype in die dak te pas.

Stap 3: CNC -freesmasjien

Die servomotorhouer is vervaardig met behulp van 'n CNC -freesmasjien. Twee stukke hout is bewerk, daarna vasgeplak en met houtverf bedek. 'N Klein aluminiumplaat is ook gemasjineer om die motor in die houtsteun te pas. 'N Robuuste struktuur is gekies om die servomoment te weerstaan. Daarom is die hout so dik.

Stap 4: 3D -drukwerk

In 'n poging om die plante korrek nat te maak en die humiditeit van die grond beter te beheer, is 'n struktuur ontwerp om die water vanaf die toevoerpyp op die basis na die spuit te stuur. Deur dit te gebruik, was die spuitpos altyd in die rigting van die grond (met 'n helling van 20º na onder) in plaas van die blare van die plant. Dit is op twee dele op deurskynende geel PLA gedruk en daarna met moere en boute saamgestel.

Stap 5: Handsaag

Die houtdakstruktuur, deure en PVC -pype is met die hand in die handsaag gesny. Die houtdakstruktuur is gekap, geskuur, geboor en dan met houtskroewe gemonteer.

Die dak is 'n deurskynende veselglasplaat van eterniet en is met 'n spesifieke veselsnyer gesny, daarna geboor en met skroewe in die hout aangebring.

Die houtdeure is gekap, geskuur, geboor, met houtskroewe gemonteer, met houtmassa bedek, en dan is 'n muskietnet met krammasjien geplaas om skade aan die plante deur swaar reën of insekte te voorkom.

Die PVC -pype is eenvoudig in die handsaag gesny.

Stap 6: Hidrouliese en meganiese komponente en montering

Nadat ons die dak, die basis, die kop en die deure vervaardig het, gaan ons voort met die samestelling van die konstruksiedeel.

Eerstens monteer ons die buisklemme op die basis en plaat L met moer en bout, en pas dan die vier PVC -pyp in die klemme. Nadat u die dak aan die lakens vasgedraai het, draai dan die deure en handvatsels met moere en boute vas. Uiteindelik moet u die hidrouliese deel monteer.

Maar let op, ons moet ons bekommer oor die verseëling van die hidrouliese deel sodat daar geen waterlek voorkom nie. Alle verbindings moet hermeties verseël word met 'n seëlmiddel of PVC -gom.

Verskeie meganiese en hidrouliese komponente is aangekoop. Hieronder is die komponente:

- Besproeiingsstel

- 2x handvatsels

- 8x skarniere

- 2x 1/2 PVC knie

- 16x 1/2 buisklemme

- 3x knie 90º 15mm

- 1 m slang

- 1x 1/2 blou sweisbare mou

- 1x 1/2 blou sweisbare knie

- 1x draadtepel

- 3x vate

- 20x houtskroef 3,5x40mm

- 40x 5/32 bout en moer

- 1 m muskietskerm

- PVC pyp 1/2"

Stap 7: Elektriese en elektroniese komponente en montering

Vir die montering van elektriese en elektroniese onderdele moet ons ons bekommer oor die korrekte aansluiting van die drade. As 'n verkeerde verbinding of kortsluiting plaasvind, kan 'n mens duur onderdele verloor wat tyd neem om te vervang.

Om die montering en toegang tot die Arduino makliker te maak, moet ons 'n skild met 'n universele bord vervaardig, sodat dit makliker is om 'n nuwe kode op die Arduino Uno te verwyder en af te laai, en om ook nie te verhoed dat baie drade versprei word nie.

Vir die magneetklep moet 'n plaat met opto -geïsoleerde beskerming gemaak word vir die relaiaandrywing, om onsself te bespaar van die gevaar om die Arduino -insette/-uitsette en ander komponente te verbrand. Wees versigtig wanneer die magneetklep geaktiveer word: dit moet nie aangeskakel word as daar geen waterdruk is nie (anders kan dit brand).

Drie humiditeitsensors is noodsaaklik, maar u kan meer byvoeg vir seinoverbodigheid.

Verskeie elektriese en elektroniese komponente is aangekoop. Hieronder is die komponente:

- 1x Arduino Uno

- 6x grondvogsensors

- 1x 1/2 magneetklep 127V

- 1x servomotor 15 kg.cm

- 1x 5v 3A bron

- 1x 5v 1A bron

- 1x Bluetooth-module HC-06

- 1x Realtime klok RTC DS1307

- 1x aflos 5v 127v

- 1x 4n25 kantelbare optokoppelaar

-1x tyristor bc547

- 1x diode n4007

- 1x weerstand 470 ohm

- 1x weerstand 10k ohm

- 2x universele bord

- 1x kragstrook met 3 voetstukke

- 2x manlike aansluiting

- 1x prop p4

- 10 m 2 -weg kabel

- 2m internet kabel

Stap 8: C Programmering met Arduino

Arduino -programmering is basies om grondvogbeheer van 'n 'vase uit te voer. Hiervoor moet dit voldoen aan die vereistes vir die bediening van die magneetklep, sowel as die posisionering van die servomotor en die lees van die prosesveranderlikes.

U kan die hoeveelheid vate verander

#define QUANTIDADE 3 // Quantidade de plantas

U kan die tyd verander waarop die klep oop is

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

U kan die wagtyd vir die grond natmaak.

#define TEMPO 5000 // Tempo de esperar paro o solo umidecer.

U kan die vertraging van die bediende verander.

#define TEMPO_S 30 // Vertraag die servo.

Vir elke grondvogsensor is daar 'n ander spanningsbereik vir droë grond en ten volle klam grond, dus moet u hierdie waarde hier toets.

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

Stap 9: Mobiele app

Die app is ontwikkel op die MIT App Inventor -webwerf om projek toesig en konfigurasie funksies uit te voer. Na die verbinding tussen die selfoon en die kontroleerder, toon die toepassing in reële tyd die humiditeit (0 tot 100%) in elk van die drie vase en die operasie wat tans uitgevoer word: óf in die standby -modus en die servomotor na die regte posisie of om een van die vase nat te maak. Die konfigurasie van die plantsoort in elke vaas word ook op die app gemaak, en die konfigurasies is nou gereed vir nege plantspesies (blaarslaai, kruisement, basiliekruid, grasuie, roosmaryn, broccoli, spinasie, waterkers, aarbei). Alternatiewelik kan u die waterinstellings handmatig invoer vir plante wat nie in die lys is nie. Die plante op die lys is gekies omdat dit maklik is om in klein potte te groei, soos dié op ons prototipe.

Om die app af te laai, moet u eers die MIT App Inventor -app op u selfoon aflaai, wifi aanskakel. Dan moet u op u rekenaar aanmeld by die MIT -webwerf https://ai2.appinventor.mit.edu/ om aan te meld, die SmartHorta2.aia -projek in te voer en dan u selfoon aan te sluit via QR -kode.

Om die arduino aan die slimfoon te koppel, moet u bluetooth op u telefoon aanskakel, die arduino aanskakel en dan die toestel koppel. Dit is dit, u is reeds aan SmartHorta gekoppel!