SmartHorta Smart Garden: 9 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Сәлеметсіздер ме, балалар, бұл нұсқаулық өсімдіктерді автоматты түрде суаруды қамтамасыз ететін және мобильді қосымшаның көмегімен басқарылатын интеллектуалды бақшаның жобасын ұсынады. Бұл жобаның мақсаты - үйде отырғызғысы келетін, бірақ күнделікті күтім мен суаруға уақыттары жоқ тұтынушыларға қызмет көрсету. Біз «SmartHorta» деп атаймыз, себебі хорта португал тілінде көкөніс бағы дегенді білдіреді.

Бұл жобаны әзірлеу Парана Федералды Технологиялық Университетінің (UTFPR) Интеграциялық Жоба пәнінде бекітілді. Мақсат Мехатрониканың механика, электроника және басқару техникасы сияқты бірнеше саласын біріктіру болды.

UTFPR профессорлары Серджио Стебель мен Гилсон Сатоға жеке алғысымды білдіремін. Сондай -ақ, бұл жобаны жасауға көмектескен менің төрт сыныптастарыма (Августо, Фелипе, Микаэль және Ребека).

Өнім зиянкестерден, жел мен қатты жаңбырдан қорғайтын ауа райының қолайсыздығынан қорғайды. Ол шланг арқылы су ыдысымен қоректенуі керек. Ұсынылған дизайн - бұл үш зауытқа сәйкес келетін прототип, бірақ ол көбірек вазаларға дейін кеңейтілуі мүмкін.

Онда үш өндіріс технологиясы қолданылды: лазерлік кесу, CNC фрезерлеу және 3D басып шығару. Автоматтандыру бөлігінде Arduino контроллер ретінде пайдаланылды. Байланыс үшін Bluetooth модулі қолданылды және MIT App Inventor арқылы Android қосымшасы жасалды.

Біз барлығымыз 9.0 -ға жақын бағамен өттік және жұмысқа өте ризамыз. Бір қызығы, бәрі бұл құрылғыға арамшөп отырғызу туралы ойлайды, неге екенін білмеймін.

1 -қадам: Концептуалды дизайн және компонентті модельдеу

Құрастырудан бұрын барлық компоненттер SolidWorks көмегімен САПР -да жобаланған және модельденген, барлығы жақсы орнатылған. Мақсат сонымен қатар бүкіл жобаны автокөліктің багажына салу болды. Сондықтан оның өлшемдері максимум 500 мм деп анықталды. Бұл компоненттерді өндіруде лазерлік кесу, CNC фрезерлеу және 3D басып шығару технологиялары қолданылды. Ағаш пен құбырлардың кейбір бөлшектері арамен кесілген.

2 -қадам: лазерлік кесу

Лазерлік кесу қалыңдығы 1мм мырышталған AISI 1020 болаттан жасалған, 600мм х 600мм, содан кейін 100мм табақшаларға бүктелген. Негізде ыдыстар мен гидравликалық бөлікті орналастыру функциясы бар. Олардың тесіктері тірек құбырларын, сенсор мен электромагниттік кабельдерді өткізуге және есіктердің ілмектерін бекітуге арналған. Сондай-ақ, лазерлік кесу L-тәрізді пластина болды, ол құбырларды төбеге бекітуге қызмет етеді.

3 -қадам: CNC фрезерлік станок

Сервомоторлы қондырғы CNC фрезерлік станогының көмегімен шығарылды. Ағаштың екі бөлігі өңделді, содан кейін желімделіп, ағаш шыбықпен қапталды. Кішкене алюминий табақ қозғалтқышты ағаш тірекке бекіту үшін өңделді. Серво моментіне төтеп беру үшін берік құрылым таңдалды. Сондықтан ағаш өте қалың.

4 -қадам: 3D басып шығару

Өсімдіктерді дұрыс суару және топырақтың ылғалдылығын жақсырақ бақылау үшін, ол суды негіздегі жеткізу құбырынан шашыратқышқа жіберетін құрылымды жобалаған. Оны қолдану арқылы бүріккіш өсімдіктердің жапырақтарының орнына әрқашан топыраққа (төмен қарай 20 градусқа қарай) қаратып орналастырылды. Ол екі бөлікке мөлдір сары PLA -да басылды, содан кейін гайкалар мен болттармен жиналды.

5 -қадам: қолмен жұмыс

Ағаш шатырдың құрылымы, есіктер мен ПВХ құбырлары қолмен кесілді, ағаштан жасалған шатырдың құрылымы бұзылды, тегістелді, бұрғыланды, содан кейін ағаш бұрандалармен жиналды.

Шатыр мәңгілік мөлдір шыны талшық болып табылады және талшықты кесетін гильотинмен кесілген, содан кейін бұрғыланған және ағашқа бұрандалармен бекітілген.

Ағаш есіктер бұзылды, тегістелді, бұрғыланды, ағаш бұрандалармен жиналды, ағаш массасымен қапталды, содан кейін өсімдіктердің қатты жаңбырдан немесе жәндіктерден зақымдалуын болдырмау үшін степлермен москит торы қойылды.

ПВХ құбырлары қолмен кесілген.

6 -қадам: Гидравликалық және механикалық компоненттер мен құрастыру

Шатырды, негізді, бас пен есіктерді дайындағаннан кейін біз құрылымдық бөлікті жинауға кірісеміз.

Алдымен біз өткізгіш қысқыштарды негізге және L пластинасына гайкамен және болтпен бекітеміз, содан кейін төрт ПВХ құбырын қысқышқа бекітеміз. Сіз төбені L парақтарына бұрап алуыңыз керек. Содан кейін есіктер мен тұтқаларды гайкалар мен болттармен бұраңыз. Соңында сіз гидравликалық бөлікті жинауыңыз керек.

Бірақ назар аударыңыз, біз гидравликалық бөлікті судың ағып кетпеуі үшін тығыздауымыз керек. Барлық қосылыстар герметикалық жіппен немесе ПВХ желімімен тығыздалған болуы керек.

Бірнеше механикалық және гидравликалық компоненттер сатып алынды. Төменде көрсетілген компоненттер:

- Суару жиынтығы

- 2 рет тұтқалар

- 8 есе ілмектер

- 2х 1/2 дюймдік ПВХ тізесі

- 16х 1/2 дюймдік құбыр қысқыштары

- 3 тізе 90º 15мм

- 1м шланг

- 1х 1/2 дюймдік көк дәнекерленген жең

- 1х 1/2 дюймдік көк дәнекерленген тізе

- 1x бұрандалы емізік

- 3x кемелер

- 20х ағаш бұранда 3,5х40мм

- 40x 5/32 дюймдік болт пен гайка

- 1 м масалардың экраны

- ПВХ құбыры 1/2 «

7 -қадам: Электрлік және электронды компоненттер мен құрастыру

Электрлік және электронды бөлшектерді құрастыру үшін біз сымдардың дұрыс қосылуына алаңдауымыз керек. Егер қате байланыс немесе қысқа тұйықталу орын алса, ауыстыруға уақыт қажет қымбат бөлшектер жоғалуы мүмкін.

Arduino -ға монтаждауды және кіруді жеңілдету үшін біз әмбебап тақтасы бар қалқан жасауымыз керек, сондықтан Arduino Uno -да жаңа кодты алып тастау және жүктеу оңай, сонымен қатар көптеген сымдар шашырап кетпеуі керек.

Электр клапаны үшін Arduino кірістері/шығыстары мен басқа компоненттерді өртеу қаупінен құтылу үшін реле жетегі үшін оптоизоляцияланған қорғанысы бар пластина жасалуы керек. Соленоидты клапанды іске қосу кезінде абай болу керек: су қысымы болмаған кезде оны қосуға болмайды (әйтпесе ол күйіп кетуі мүмкін).

Үш ылғалдылық сенсоры өте маңызды, бірақ сіз сигналдың резерві үшін қосымша қосуға болады.

Бірнеше электрлік және электронды компоненттер сатып алынды. Төменде көрсетілген компоненттер:

- 1 рет Arduino Uno

- 6 рет топырақ ылғалдылығы сенсорлары

- 1х 1/2 дюймдік 127В клапан

- 1x 15 м.кв мотор

- 1х 5в 3А көзі

- 1х 5в 1А көзі

- 1x Bluetooth модулі hc-06

- 1x нақты уақыт сағаты RTC DS1307

- 1х 5в 127в реле

- 1x 4n25 еңкейтетін оптикалық қосқыш

-1x тиристор bc547

- 1x диод n4007

- 1x кедергісі 470 Ом

- 1х кедергісі 10к Ом

- 2x әмбебап табақша

- 3 розеткасы бар 1x электр таспасы

- 2x еркек розеткасы

- 1 штепсельдік қоспа p4

- 10 м 2 жолды кабель

- 2 м интернет кабелі

8 -қадам: Arduino көмегімен C бағдарламалау

Arduino бағдарламалау негізінен «n» вазаларының топырақ ылғалдылығын бақылауға арналған. Ол үшін электромагниттік клапанды іске қосу талаптарына, сондай -ақ сервоқозғалтқыштың орналасуына және процесс айнымалыларының оқылуына сәйкес келуі қажет.

Сіз кемелердің санын өзгерте аласыз

#dquine QUANTIDADE 3 // Quantidade de plantas

Сіз клапан ашық болатын уақытты өзгерте аласыз

#TEMPO_V 2000 анықтаңыз // Уақытша шешімдер

Топырақ ылғалданғанша күту уақытын өзгертуге болады.

#define TEMPO 5000 // Жалғыз үміткерлердің жылдамдығы.

Сіз қызметшінің кідірісін өзгерте аласыз.

#demine TEMPO_S 30 // Сервоны кідірту.

Әр топырақ ылғалдылығы сенсоры үшін құрғақ топырақ пен толық ылғалды топырақ үшін кернеудің әр түрлі диапазоны бар, сондықтан сіз бұл мәнді осы жерде сынауыңыз керек.

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

9 -қадам: мобильді қосымша

Бағдарлама MIT App Inventor веб -сайтында жобаны қадағалау мен конфигурациялау функцияларын орындау үшін жасалған. Ұялы телефон мен контроллер қосылғаннан кейін қосымша үш вазаның әрқайсысындағы ылғалдылықты (0 -ден 100%-ға дейін) және қазіргі уақытта орындалатын жұмысты көрсетеді: не күту режимінде, сервомоторды жылжытады вазаның біреуін дұрыс орналастыру немесе суару. Әр вазадағы өсімдік түрінің конфигурациясы қосымшада да жасалады және конфигурациялар қазір тоғыз өсімдік түріне дайын (салат, жалбыз, насыбайгүл, пияз, розмарин, брокколи, шпинат, кресло, құлпынай). Немесе тізімде жоқ өсімдіктерді суару параметрлерін қолмен енгізуге болады. Тізімдегі өсімдіктер біздің прототиптегідей кішкене құмыраларда өсіру оңай болғандықтан таңдалды.

Қолданбаны жүктеу үшін алдымен ұялы телефонға MIT App Inventor қосымшасын жүктеп алу керек, wifi қосыңыз. Содан кейін компьютерде MIT https://ai2.appinventor.mit.edu/ веб -сайтына кіру, SmartHorta2.aia жобасын импорттау, содан кейін ұялы телефонды QR коды арқылы қосу қажет.

Ардуиноны смартфонға қосу үшін телефонда bluetooth қосу керек, arduino қосу керек, содан кейін құрылғыны жұптау керек. Міне, сіз SmartHorta -ға қосылдыңыз!