उन्नत IoT सिंचाई प्रणाली: १७ चरण

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

-- मनिंदर बीर सिंह गुलशन, भावना सिंह, प्रेरणा गुप्ता द्वारा

चरण 1:

पौधों को पानी देने से संबंधित दैनिक संचालन में सबसे महत्वपूर्ण सांस्कृतिक अभ्यास और सबसे श्रमसाध्य कार्य है। चाहे कोई भी मौसम हो, या तो बहुत गर्म और ठंडा या बहुत सूखा और गीला, पौधों तक पानी की मात्रा को नियंत्रित करना बहुत महत्वपूर्ण है। इसलिए, स्वचालित संयंत्र जल प्रणाली के विचार का उपयोग करना प्रभावी होगा जो पौधों को जरूरत पड़ने पर पानी देता है। इस परियोजना का एक महत्वपूर्ण पहलू यह है कि: "कब और कितना पानी"। इस विधि का उपयोग लगातार मिट्टी की नमी के स्तर की निगरानी करने और यह तय करने के लिए किया जाता है कि पानी की जरूरत है या नहीं, और पौधे की मिट्टी में कितने पानी की जरूरत है। अपने सबसे बुनियादी रूप में, सिस्टम को इस तरह से प्रोग्राम किया जाता है कि मिट्टी की नमी सेंसर जो विशेष समय पर पौधे से नमी के स्तर को महसूस करता है, अगर सेंसर का नमी स्तर थ्रेशोल्ड के निर्दिष्ट मूल्य से कम है जो कि पूर्वनिर्धारित है विशेष पौधे को पानी की वांछित मात्रा से अधिक पानी की आपूर्ति तब तक की जाती है जब तक कि इसकी नमी का स्तर पूर्वनिर्धारित सीमा मूल्य तक नहीं पहुंच जाता। सिस्टम में आर्द्रता और तापमान सेंसर शामिल होता है जो सिस्टम के वर्तमान वातावरण को ट्रैक करता है और पानी होने पर इसका प्रभाव पड़ता है। सोलेनॉइड वाल्व सिस्टम में पानी के प्रवाह को नियंत्रित करेगा, जब Arduino नमी सेंसर से मूल्य पढ़ता है तो यह वांछित स्थिति के अनुसार सोलनॉइड वाल्व को ट्रिगर करता है।. इसके अलावा, सिस्टम अपनी वर्तमान स्थिति की रिपोर्ट करता है और पौधों को पानी देने के बारे में अनुस्मारक संदेश भेजता है और प्राप्तकर्ता से एसएमएस प्राप्त करता है। यह सब नोटिफिकेशन सिम 800L के इस्तेमाल से किया जा सकता है।

चरण 2: फ्रेमवर्क आरेख

इस प्रणाली के लिए एक Arduino UNO की आवश्यकता होती है जो पूरे सिस्टम के नियंत्रक और सर्वर के रूप में कार्य करता है। इस संयंत्र सिंचाई प्रणाली में, मृदा नमी सेंसर मिट्टी में नमी के स्तर की जाँच करता है और यदि नमी का स्तर कम है तो Arduino पौधे को पानी प्रदान करने के लिए पानी के पंप पर स्विच करता है। सिस्टम को मिट्टी में पर्याप्त नमी मिलने पर वाटर पंप अपने आप बंद हो जाता है। जब भी सिस्टम पंप को चालू या बंद करता है, तो उपयोगकर्ता को जीएसएम मॉड्यूल के माध्यम से एक संदेश भेजा जाता है, जो पानी पंप और मिट्टी की नमी की स्थिति को अद्यतन करता है। यह प्रणाली खेतों, बगीचों, घर आदि में बहुत उपयोगी है। यह प्रणाली पूरी तरह से स्वचालित है और इसमें किसी मानवीय हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं है।

चरण 3: प्रयुक्त हार्डवेयर: Arduino UNO

Arduino UNO एक ओपन-सोर्स माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड है जो माइक्रोचिप ATmega328P माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित है और Arduino.cc द्वारा विकसित किया गया है। बोर्ड डिजिटल और एनालॉग इनपुट/आउटपुट (I/O) पिन के सेट से लैस है जो कि विभिन्न विस्तार बोर्डों (ढाल) और अन्य सर्किटों में इंटरफेस किया जा सकता है। बोर्ड में 14 डिजिटल पिन, 6 एनालॉग पिन हैं, और टाइप बी यूएसबी केबल के माध्यम से Arduino IDE (एकीकृत विकास पर्यावरण) के साथ प्रोग्राम करने योग्य है। इसे यूएसबी केबल या बाहरी 9-वोल्ट बैटरी द्वारा संचालित किया जा सकता है, हालांकि यह 7 और 20 वोल्ट के बीच वोल्टेज स्वीकार करता है।

चरण 4: सिम 800L

SIM800L एक लघु सेलुलर मॉड्यूल है जो GPRS ट्रांसमिशन, एसएमएस भेजने और प्राप्त करने और वॉयस कॉल करने और प्राप्त करने की अनुमति देता है। कम लागत और छोटे पदचिह्न और क्वाड बैंड आवृत्ति समर्थन इस मॉड्यूल को किसी भी परियोजना के लिए सही समाधान बनाते हैं जिसके लिए लंबी दूरी की कनेक्टिविटी की आवश्यकता होती है।

चरण 5: मृदा नमी सेंसर

मृदा नमी सेंसर मिट्टी में पानी की मात्रा को मापते हैं। चूंकि मुक्त मिट्टी की नमी के प्रत्यक्ष गुरुत्वाकर्षण माप के लिए एक नमूने को हटाने, सुखाने और भारित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए मिट्टी की नमी सेंसर मिट्टी की कुछ अन्य संपत्ति, जैसे विद्युत प्रतिरोध, ढांकता हुआ स्थिरांक, या न्यूट्रॉन के साथ बातचीत का उपयोग करके अप्रत्यक्ष रूप से वॉल्यूमेट्रिक पानी की मात्रा को मापते हैं।, नमी सामग्री के लिए एक प्रॉक्सी के रूप में।

चरण 6: तापमान और आर्द्रता सेंसर

DHT11 एक बेसिक, अल्ट्रा-लो-कॉस्ट डिजिटल टेम्परेचर और ह्यूमिडिटी सेंसर है। यह आसपास की हवा को मापने के लिए एक कैपेसिटिव ह्यूमिडिटी सेंसर और एक थर्मिस्टर का उपयोग करता है, और डेटा पिन पर एक डिजिटल सिग्नल को बाहर निकालता है (कोई एनालॉग इनपुट पिन की आवश्यकता नहीं है)। इसका उपयोग करना काफी सरल है, लेकिन डेटा को हथियाने के लिए सावधानीपूर्वक समय की आवश्यकता होती है।

चरण 7: जल प्रवाह सेंसर

वाटर फ्लो सेंसर में एक प्लास्टिक वॉल्व बॉडी, एक वॉटर रोटर और एक हॉल-इफेक्ट सेंसर होता है। जब रोटर से पानी बहता है, रोटर लुढ़कता है। इसकी गति अलग-अलग प्रवाह दर के साथ बदलती है। हॉल-इफेक्ट सेंसर संबंधित पल्स सिग्नल को आउटपुट करता है। यह पानी निकालने की मशीन में प्रवाह का पता लगाने के लिए उपयुक्त है।

चरण 8: रिले

रिले एक विद्युत चालित स्विच है। कई रिले एक स्विच को यांत्रिक रूप से संचालित करने के लिए एक इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग करते हैं, लेकिन अन्य ऑपरेटिंग सिद्धांतों का भी उपयोग किया जाता है, जैसे कि सॉलिड-स्टेट रिले। रिले का उपयोग किया जाता है जहां एक अलग कम-शक्ति सिग्नल द्वारा सर्किट को नियंत्रित करना आवश्यक होता है, या जहां एक सिग्नल द्वारा कई सर्किटों को नियंत्रित किया जाना चाहिए।

चरण 9: एलसीडी (लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले)

LCD लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले के लिए है और यह आपको ऐसे LCD डिस्प्ले को नियंत्रित करने की अनुमति देता है जो Hitachi HD44780 ड्राइवर के साथ संगत हैं। उनमें से कई हैं, और आप आमतौर पर उन्हें 16-पिन इंटरफ़ेस द्वारा बता सकते हैं।

चरण 10: पानी पंप

एक पंप एक उपकरण है जो यांत्रिक क्रिया द्वारा तरल पदार्थ (तरल पदार्थ या गैस), या कभी-कभी घोल को स्थानांतरित करता है। द्रव को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि के अनुसार पंपों को तीन प्रमुख समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है: प्रत्यक्ष लिफ्ट, विस्थापन, और गुरुत्वाकर्षण पंप।

पंप कुछ तंत्र (आमतौर पर पारस्परिक या रोटरी) द्वारा संचालित होते हैं, और तरल पदार्थ को स्थानांतरित करने के लिए यांत्रिक कार्य करने के लिए ऊर्जा की खपत करते हैं। पंप कई ऊर्जा स्रोतों के माध्यम से संचालित होते हैं, जिनमें मैनुअल ऑपरेशन, बिजली, इंजन या पवन ऊर्जा शामिल हैं, कई आकारों में आते हैं, सूक्ष्म से लेकर बड़े औद्योगिक पंपों तक चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए।

चरण 11: लाभ

1. पानी बचाने की क्षमता और पानी की डिलीवरी में दक्षता।

2. शेड्यूलिंग और कनेक्टिविटी।

(उनका शेड्यूल इंटरनेट कनेक्शन के साथ कहीं से भी अपडेट किया जा सकता है।)

3. बिजली की बचत।

(सौर पैनल का उपयोग कृषि खेतों में बिजली पैदा करने के लिए भी किया जाता है।)

4. किसान कभी भी और कहीं भी खेत की प्रकृति के बारे में जान सकता है।

चरण 12: अनुप्रयोग

1. इसका उपयोग कृषि क्षेत्रों, लॉन और ड्रिप सिंचाई प्रणाली के रूप में किया जा सकता है।

2. इसका उपयोग खेती की प्रक्रिया के लिए किया जा सकता है।

3. इसका उपयोग नर्सरी रोपण क्षेत्र में पानी उपलब्ध कराने के लिए किया जा सकता है।

4. इसका उपयोग फसलों की विस्तृत श्रृंखला के लिए किया जा सकता है क्योंकि विभिन्न प्रकार की फसलों के लिए आवश्यक संदर्भ को अनुकूलित किया जा सकता है।

5. इसका उपयोग तालाब जल प्रबंधन और जल अंतरण के लिए किया जा सकता है।

हमने सर्किट डायग्राम में IoT डिवाइस यानी NodeMCU का इस्तेमाल किया था और उसी के लिए Printed Circuit Board (PCB) भी दिखाया था, आप Arduino UNO का भी इस्तेमाल कर सकते हैं।

चरण 13: सर्किट आरेख

चरण 14: उन्नत आईओटी सिंचाई प्रणाली के लिए पीसीबी डिजाइन

चरण 15: पीसीबी को ऑर्डर करना

अब हमें पीसीबी डिजाइन मिल गया है और पीसीबी को ऑर्डर करने का समय आ गया है। उसके लिए, आपको बस JLCPCB.com पर जाना होगा, और "QUOTE Now" बटन पर क्लिक करना होगा।

जेएलसीपीसीबी भी इस परियोजना के प्रायोजक हैं। JLCPCB (शेन्ज़ेनजेएलसी इलेक्ट्रॉनिक्स कं, लिमिटेड), चीन में सबसे बड़ा पीसीबी प्रोटोटाइप उद्यम है और एक उच्च तकनीक निर्माता है जो त्वरित पीसीबी प्रोटोटाइप और छोटे-बैच पीसीबी उत्पादन में विशेषज्ञता रखता है। आप केवल $2 में कम से कम 5 PCB ऑर्डर कर सकते हैं।

चरण 16:

पीसीबी का निर्माण करने के लिए, अंतिम चरण में आपके द्वारा डाउनलोड की गई जरबर फ़ाइल अपलोड करें।.zip फ़ाइल अपलोड करें या आप gerber फ़ाइलों को ड्रैग और ड्रॉप भी कर सकते हैं।

ज़िप फ़ाइल अपलोड करने के बाद, यदि फ़ाइल सफलतापूर्वक अपलोड हो जाती है, तो आपको नीचे एक सफलता संदेश दिखाई देगा।

चरण 17:

यह सुनिश्चित करने के लिए कि सब कुछ अच्छा है, आप Gerber व्यूअर में PCB की समीक्षा कर सकते हैं। आप पीसीबी के ऊपर और नीचे दोनों को देख सकते हैं।

यह सुनिश्चित करने के बाद कि हमारा पीसीबी अच्छा दिखता है, अब हम उचित मूल्य पर ऑर्डर दे सकते हैं। आप सिर्फ 2 डॉलर में 5 पीसीबी ऑर्डर कर सकते हैं लेकिन अगर यह आपका पहला ऑर्डर है तो आपको 10 पीसीबी 2 डॉलर में मिल सकते हैं। ऑर्डर देने के लिए, "सेव टू कार्ट" बटन पर क्लिक करें।

मेरे पीसीबी को निर्मित होने में 2 दिन लगे और डीएचएल डिलीवरी विकल्प का उपयोग करके एक सप्ताह के भीतर आ गया। पीसीबी अच्छी तरह से पैक थे और गुणवत्ता वास्तव में अच्छी थी।