آموزش ساخت دستگاه آبیاری اتوماتیک به کمک آردوینو
زندگی ماشینی امروز خیلی هم بد نیست. هر شخصی یک گوشه از خانه خود را به گل و گیاه اختصاص داده است. البته این موضوع هم خیلی مهم است که گل و گیاه باید با توجه به رطوبت خاک آبیاری شوند.
امکان دارد زمانی که به مسافرت می رویم از شخص و یا اشخاصی درخواست کنیم تا در نبود ما به گیاهان ما آب دهند. شاید بعضی از ما این دسترسی و اطمینان را به کسی نداشته باشیم و ترجیح دهیم، از روشهایی مثل آبیاری با بطری قطرهچکان و یا انتقال رطوبت به وسیله دستمال آبیاری استفاده کنیم.
در سالهای اخیر گلدانهای هوشمند و یا لوازم آبیاری به کمک اینترنت اشیا معرفی شدهاند. این دستگاهها کالای لوکسی بوده اند و قیمت بالایی دارند.
در این مقاله سعی داریم روش ساخت یک دستگاه آبیاری مکانیزه را به شما دوستان آموزش دهیم. دستگاه آبیاری به وسیله یک میکرو کنترلر آردوینو و سنسور رطوبت نسبی خاک کار میکند. این سیستم کاملا متنباز است و میتواند به سنسور دما و رطوبت هوا و دیگر اقلام مجهز شود. همچنین میتوان با پروتکل خاص بینهایت گلدان را در زمانبندی مناسب مدیریت نمود.
تجهیزات لازم جهت ساخت
برد آردوینو یونو یک عدد
سنسور دوشاخه رطوبت خاک یک عدد
سنسور اندازهگیری سطح آب یک عدد
برد آمپلیفایر خطی LM 393 دو عدد
نمایشگر LCD 2*16 با پروتکل I2C
تایمر مستقل RTC با پروتکل I2C
مدار رله تک و یا بیشتر ۲۵۰ ولت ۱۰ آمپر (با توجه به پمپ)
پمپ آب مستغرق و یا غیر مستغرق
لولههای انتقال آب
پیزو الکتریک بازر
۲ عدد ال ای دی سبز ۱۰ میلیمتری
۱ عدد ال ای دی قرمز ۱۰ میلیمتری
۱ عدد ال ای دی زرد ۱۰ میلیمتری
۴ عدد مقاومت ۱۵۰ اهم یکچهارم واتی
مخزن آب
منبع تغذیه ۱۲ ولتی
سیم
لهیم و دیگر ملزومات نصب
اصول کارکرد
اساس کارکرد سیسم آبیاری اتوماتیک موردنظر بر طبق سنسورهای ورودی، مانیتورینگها و عملگرها طرح ریزی شده است. اطلاعات اصلی و لازم ورودی این سیستم مقدار رطوبت خاک گلدان مورد نظر است. این مقدار توسط سنسورهای آنالوگ دو شاخه دریافت میشود و بعد از تقویت سیگنال به پایههای آنالوگ میکرو کنترلر اطلاعات میدهد.
در سیستم کنترل این آبیاری یک الگوریتم لوپ تشکیل خواهد شد و بازه سیگنال آنالوگ به بازه عددی و دیجیتال تبدیل میشود. این عدد ورودی مبنای سیستم کنترل است و کنترلر مقدار را با مقدار تعیین شده اولیه مقایسه میکند. اگر کمتر باشد به سیستم موردنظر دستور میدهد تا رسیدن به حد مطلوب آبیاری نماید. این دستور آبیاری با روشن شدن پمپ انجام میشود. برای قطع و وصل برق و خروج از برنامه یک تایمر مستقل در نظر گرفته شده است تا در زمانبندی خللی ایجاد نشود.
برای اندازهگیری سطح مخزن از یک سنسور اندازهگیری سطح نیز استفاده شده است، تا در صورت خالی بودن مخزن فرمان اخطار به مصرف کننده صادر شود. فرمان نیز به صورت سیگنال دیجیتال میکرو کنترلر به یک برد رله و سپس روشن و یا خاموش شدن پمپ خواهد بود.
آشنایی با تجهیزات
برد آردوینو یک میکرو کنترلر جامع است. این برد وظیفه اصلی دریافت، محاسبه، انتقال اطلاعات و فرمانها و محل ذخیره دادههاست. این برد دارای ۸ پایه آنالوگ و ۱۶ پایه دیجیتال است.
سنسور اندازهگیر رطوبت خاک شامل دو صفحه رسانا است که با اختلاف ولتاژ حاصل از دو پایه مقدار رطوبت خاک را اندازه میگیرد. البته این مقدار اندک است و به یک برد تقویت آمپلیفایر نیازمند است. سنسور اندازهگیری سطح آب هم به یک برد مستقل نصب میشود.
برای اندازهگیری زمان و محاسبه آن میتوان از یک برد RTC استفاده نمود. مزیت استفاده از این برد این است که در زمان قطع و وصل برق میتواند زمان محاسبه را بدون تغییر محاسبه نماید. البته این سیستم بر اساس زمانبندی و رطوبت خاک برنامهریزی شده است.
دستهبندی اطلاعات ورودی
در این سیستم آبیاری ورودی اصلی، خروجی سنسور رطوبت خاک است. وقتی خاک خشک شود، امپدانس زیاد خواهد بود و ۳۹۳LM مقدار زیادی را در خروجی نشان می دهد. هنگامی که خاک مرطوب باشد، مقدار کمی در خروجی نشان داده خواهد شد.
سه محدوده برای سطح رطوبت در نظر گرفته شده است.
برای محدوده خاک خیس: سنسور بین ۰ الی ۵۰۰ است.
برای محدوده خاک مرطوب: سنسور بین ۵۰۰ الی ۸۰۰ است.
برای محدوده خاک خشک: سنسور بین ۸۰۰ الی ۱۲۰۰ است.
روش انجام
پایههای مثبت و منفی سنسور رطوبت خاک را به برد آمپلیفایر وصل میکنیم. از برد آمپلیفایر خروجی آنالوگ را به پایه ۱ آنالوگ متصل میکنیم. آمپلیفایرها با ولتاژ ۳.۳ تا ۵ ولت کار خواهند نمود. سنسور اندازهگیر سطح آب را هم مانند سنسور رطوبت خاک به برد آردوینو وصل میکنیم. نمایشگر را به برد RTC و سپس به پایههای ۵ و ۶ آنالوگ متصل مینمایم. این نوع اتصال با توجه به پروتکل I2C آن امکانپذیر خواهد بود.
از پایه شماره ۶ دیجیتال را به پایه ورودی سیگنال برد رله متصل مینماییم. پایه شماره دیجیتال را به ورودی بازر متصل میکنیم. پایههای شماره ۳ تا ۵ را نیز بعد از اتصال به مقاومت به ال ای دی های موردنظر متصل مینماییم. برنامه موجود در انتها را نیز در آردوینو آپلود مینماییم.
در انتها لولههای اتصال را به پمپ و گلدان متصل مینماییم.
/* This project contains public domain code. */ // libraries definition
// frequency musical notes
// pins definition
// variables
// system messages
// objects definition
void setup(){ // LCD initialization // Wire initialization // RTC initialization // Arduino pins initalization // LCD initial messages void loop(){ // RTC parameters definition // call Clock Function // reads the sensors // if low water level: plays the low level alarm // check the moisture range // if the soil is dry and if it is the right time: turn on the pump for 1 minute } // Real Time Clock Function int _day = Now.day(); clock_date += fixZero(_day); int _hour = Now.hour(); clock_hour += fixZero(_hour); lcd.clear(); delay(500); String fixZero(int i)
|
در این مقاله به آموزش ساخت دستگاه آبیاری اتوماتیک به کمک آردوینو پرداختیم. با آموزش های مختلف و متنوع با ما همراه باشید.
مجله اینترنتی تحلیلک
سلام وقت بخیر
ببخشید در مورد این پروژه چند تا سوال داشتم از چه کسی باید راهنمایی بگیرم ممنون میشم کمکم کنید؟؟؟
سلام در خدمتم
سلام
چرا وقتی سنسور خشکی خاک را تشخیص میدهد پمپ فعال نمیشود؟
کلا پمپ فعال هست
مشکل از چی هست؟
ممنون میشم راهنمایی کنید.
سلام وقت بخیر. من چند تا سوال داشتم. میخواستم کدتون رو مستقیم بگیرم چون این جا ارور میده. ایمیل بنده
[email protected] هست
سلام امین جان توصیه میشود لایبری ها را با دقت نصب کنید و کد ارور را برای من بفرستید [email protected]
سلام دوست عزیز من این دستگاه اتومات آبدهی به گلدان رو می خواستم سفارش بدهم برای ساخت کجا باید تماس بگیرم من از مشهد تماس می گیرم