Bustani ya Smart "SmartHorta": Hatua 9

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Halo jamani, anayeweza kufundishwa atawasilisha mradi wa chuo kikuu cha bustani yenye busara ya mboga ambayo hutoa kumwagilia kiotomatiki na inaweza kudhibitiwa na programu ya rununu. Lengo la mradi huu ni kuhudumia wateja ambao wanataka kupanda nyumbani, lakini hawana wakati wa kutunza na kumwagilia kwa wakati unaofaa kila siku. Tunaita "SmartHorta" kwa sababu horta inamaanisha bustani ya mboga kwa Kireno.

Uendelezaji wa mradi huu ulifanywa ili kupitishwa katika nidhamu ya Mradi wa Ujumuishaji katika Chuo Kikuu cha Teknolojia ya Shirikisho la Parana (UTFPR). Kusudi lilikuwa kuchanganya maeneo kadhaa ya Mechatronics kama Mitambo, Umeme na Uhandisi wa Udhibiti.

Shukrani zangu za kibinafsi kwa maprofesa katika UTFPR Sérgio Stebel na Gilson Sato. Na pia kwa wanafunzi wenzangu wanne (Augusto, Felipe, Mikael na Rebeca) ambao walisaidia kujenga mradi huu.

Bidhaa hiyo ina kinga dhidi ya hali mbaya ya hewa, ikitoa kinga dhidi ya wadudu, upepo na mvua nzito. Inahitaji kulishwa na tanki la maji kupitia bomba. Ubunifu uliopendekezwa ni mfano unaofaa mimea mitatu, lakini inaweza kupanuka hadi vases zaidi.

Teknolojia tatu za utengenezaji zilitumika ndani yake: kukata laser, usagaji wa CNC na uchapishaji wa 3D. Kwa sehemu ya otomatiki Arduino ilitumika kama mtawala. Moduli ya Bluetooth ilitumika kwa mawasiliano na programu ya Android iliundwa kupitia MIT App Inventor.

Sisi sote tulifaulu kwa daraja karibu 9.0 na tunafurahi sana na kazi hiyo. Kitu ambacho ni cha kuchekesha ni kwamba kila mtu anafikiria kupanda magugu kwenye kifaa hiki, sijui ni kwanini.

Hatua ya 1: Ubunifu wa Dhana na Uundaji wa Vipengele

Kabla ya kukusanyika, vifaa vyote vilibuniwa na kuigwa katika CAD kwa kutumia SolidWorks kuhakikisha kuwa kila kitu kimewekwa sawa. Lengo lilikuwa pia kutoshea mradi mzima ndani ya shina la gari. Kwa hivyo vipimo vyake vilifafanuliwa kama 500mm kwa kiwango cha juu. Utengenezaji wa vifaa hivi ulitumia kukata laser, usagaji wa CNC na teknolojia za uchapishaji za 3D. Sehemu zingine kwenye mbao na mabomba zilikatwa kwa msumeno.

Hatua ya 2: Kukata Laser

Kukatwa kwa laser kulitengenezwa kwa karatasi ya chuma ya AISI 1020 yenye unene wa 1mm, 600mm x 600mm na kisha ikakunikwa kwenye tabo 100mm. Msingi una kazi ya makazi ya vyombo na sehemu ya majimaji. Mashimo yao hutumiwa kupitisha bomba za msaada, sensorer na nyaya za solenoid, na kutoshe bawaba za milango. Pia kukata laser ilikuwa sahani iliyo na umbo la L ambayo hutumika kutoshea mabomba kwenye paa.

Hatua ya 3: Mashine ya kusaga ya CNC

Mlima wa servomotor ulitengenezwa kwa kutumia mashine ya kusaga ya CNC. Vipande viwili vya kuni vilifanywa kwa mashine, kisha glued na kufunikwa na putty ya kuni. Sahani ndogo ya aluminium pia ilitengenezwa kutoshea motor kwenye msaada wa kuni. Muundo thabiti ulichaguliwa kuhimili torque torque. Ndio maana kuni ni nene sana.

Hatua ya 4: Uchapishaji wa 3D

Katika jaribio la kumwagilia mimea kwa usahihi na kuwa na udhibiti bora wa unyevu wa udongo, iliundwa muundo wa kuelekeza maji kutoka bomba la usambazaji kwenye msingi hadi kwa dawa. Kwa kuitumia, dawa ya kunyunyizia ilikuwa imewekwa ikitazama mchanga kila wakati (na mwelekeo wa 20º kwenda chini) badala ya majani ya mimea. Ilichapishwa kwa sehemu mbili kwenye PLA ya manjano iliyobadilika na kisha kukusanyika na karanga na bolts.

Hatua ya 5: Handsaw

Mfumo wa paa la mbao, milango na mabomba ya PVC zilikatwa kwa mikono katika mkono. Muundo wa paa la mbao ulidukuliwa, kupigwa mchanga, kuchimbwa na kisha kukusanywa na vis.

Paa ni karatasi ya glasi ya glasi ya translucent ya eternit na ilikatwa na guillotine maalum ya kukata nyuzi, kisha ikachimbwa na kuwekwa ndani ya kuni na vis.

Milango ya mbao ilidukuliwa, kupigwa mchanga, kuchimbwa, kukusanywa na visu vya kuni, kufunikwa na wingi wa kuni, na kisha chandarua cha mbu kilicho na stapler kiliwekwa kuzuia uharibifu wa mimea na mvua nzito au wadudu.

Mabomba ya PVC yalikatwa tu kwenye mkono.

Hatua ya 6: Vipengele vya Hydraulic na Mitambo na Mkutano

Baada ya kutengeneza paa, msingi, kichwa na milango, tunaendelea na mkutano wa sehemu ya muundo.

Kwanza tunaweka vifungo vya mfereji kwenye msingi na sahani L na nut na bolt, baada ya hapo tu fanya bomba nne za PVC kwenye vifungo. Baada ya lazima uangaze paa kwenye shuka L. Halafu bonyeza milango na vipini na karanga na bolts. Mwishowe lazima ukusanye sehemu ya majimaji.

Lakini zingatia, tunapaswa kuwa na wasiwasi na kuziba sehemu ya majimaji ili kusiwe na kuvuja kwa maji. Uunganisho wote unapaswa kufungwa kwa hermetically na uzi wa uzi au gundi ya PVC.

Vipengele kadhaa vya mitambo na majimaji vilinunuliwa. Imeorodheshwa hapa chini ni vifaa:

- Kuweka Umwagiliaji

- Hushughulikia 2x

- bawaba 8x

- 2x 1/2 goti la PVC

- clamp za mfereji 16x 1/2"

- 3x goti 90º 15mm

- bomba la 1m

- 1x 1/2 sleeve inayoweza kuunganishwa ya bluu

- 1x 1/2 goti linaloweza kushonwa la bluu

- 1x chuchu ya kushonwa

- vyombo 3x

- 20x kuni screw 3.5x40mm

- 40x 5/32 bolt na karanga

- 1m mbu screen

- bomba la PVC 1/2"

Hatua ya 7: Umeme na Umeme Vipengele na Mkutano

Kwa mkusanyiko wa sehemu za umeme na elektroniki lazima tuwe na wasiwasi juu ya unganisho sahihi wa waya. Ikiwa muunganisho mbaya au mzunguko mfupi unatokea, mtu anaweza kupoteza sehemu ghali ambazo zinachukua muda kuchukua nafasi.

Ili kufanya uwekaji na ufikiaji wa Arduino iwe rahisi, tunapaswa kutengeneza ngao na bodi ya ulimwengu, kwa hivyo ni rahisi kuondoa na kupakua nambari mpya kwenye Arduino Uno, na pia epuka kuwa na waya nyingi zilizotawanyika.

Kwa valve ya solenoid sahani na kinga iliyochaguliwa lazima ifanywe kwa gari la kupokezana, kujiepusha na hatari ya kuchoma pembejeo / matokeo ya Arduino na vifaa vingine. Uangalizi unapaswa kuchukuliwa wakati wa kusukuma valve ya solenoid: haipaswi kuwashwa wakati hakuna shinikizo la maji lililopo (vinginevyo linaweza kuchoma).

Sensorer tatu za unyevu ni muhimu, lakini unaweza kuongeza zaidi kwa upungufu wa ishara.

Vipengele kadhaa vya umeme na elektroniki vilinunuliwa. Imeorodheshwa hapa chini ni vifaa:

- 1x Arduino Uno

- sensorer 6x za unyevu wa mchanga

- 1x 1/2 Valve ya Solenoid 127V

- 1x servomotor 15kg.cm

- Chanzo cha 1x 5v 3A

- Chanzo cha 1x 5v 1A

- 1x moduli ya Bluetooth hc-06

- 1x Saa Saa Saa RTC DS1307

- 1x relay 5v 127v

- 1x 4n25 inayolenga optocoupler

-1x thyristor bc547

- 1x diode n4007

- 1x upinzani 470 ohms

- 1x upinzani 10k ohms

- 2x sahani ya ulimwengu

- Ukanda wa nguvu wa 1x na matako 3

- 2x tundu la kiume

- 1x kuziba p4

- 10m 2 njia cable

- 2m kebo ya mtandao

Hatua ya 8: C Kupanga na Arduino

Programu ya Arduino kimsingi ni kufanya udhibiti wa unyevu wa mchanga wa vases "n". Kwa hili inahitaji kukidhi mahitaji ya uboreshaji wa valve ya solenoid, pamoja na nafasi ya gari ya servo na usomaji wa vigeuzi vya mchakato.

Unaweza kurekebisha kiasi cha vyombo

#fafanua QUANTIDADE 3 // Quantidade de plantas

Unaweza kurekebisha wakati valve itakuwa wazi

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

Unaweza kurekebisha Wakati wa Kusubiri ili ardhi inyeshe.

#fafanua TEMPO 5000 // Tempo de esperar para o solo umidecer.

Unaweza kurekebisha ucheleweshaji wa mtumishi.

#fafanua TEMPO_S 30 // Kuchelewesha kufanya servo.

Kwa kila sensorer ya unyevu wa ardhi kuna anuwai tofauti ya voltage kwa mchanga kavu na mchanga wenye unyevu kabisa, kwa hivyo unapaswa kujaribu thamani hii hapa.

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

Hatua ya 9: Programu ya rununu

Programu ilitengenezwa kwenye wavuti ya MIT App Inventor kutekeleza usimamizi wa mradi na kazi za usanidi. Baada ya unganisho kati ya simu ya rununu na kidhibiti, programu huonyesha kwa wakati halisi unyevu (0 hadi 100%) katika kila moja ya vases tatu na operesheni ambayo inafanywa wakati huu: iwe kwa hali ya kusubiri, ikisogeza servomotor kwenda msimamo sahihi au kumwagilia moja ya vases. Usanidi wa aina ya mmea katika kila chombo hutengenezwa pia kwenye programu, na usanidi sasa uko tayari kwa spishi tisa za mimea (lettuce, mint, basil, chives, rosemary, broccoli, mchicha, watercress, strawberry). Vinginevyo, unaweza kuingiza mipangilio ya kumwagilia kwa mimea sio kwenye orodha. Mimea iliyo kwenye orodha ilichaguliwa kwa sababu ni rahisi kukua katika sufuria ndogo kama zile zilizo kwenye mfano wetu.

Ili kupakua programu lazima kwanza upakue programu ya MIT App Inventor kwenye simu yako ya rununu, washa wifi. Kisha kwenye kompyuta yako unapaswa kuingia kwenye wavuti ya MIT https://ai2.appinventor.mit.edu/ kuingia, kuagiza mradi wa SmartHorta2.aia, na kisha unganisha simu yako ya rununu kupitia nambari ya QR.

Ili kuunganisha arduino na smartphone lazima uwashe bluetooth kwenye simu yako, washa arduino kisha unganisha kifaa. Hiyo yote, tayari umeunganishwa na SmartHorta!