ESP32 के साथ सौर भार-आधारित संयंत्र प्रबंधन: 7 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

पौधों को उगाना मजेदार है और पानी देना और उनकी देखभाल करना वास्तव में कोई परेशानी नहीं है। उनके स्वास्थ्य की निगरानी के लिए माइक्रोकंट्रोलर एप्लिकेशन पूरे इंटरनेट पर हैं और उनके डिजाइन के लिए प्रेरणा संयंत्र की स्थिर प्रकृति और किसी ऐसी चीज की निगरानी में आसानी से आती है जो इधर-उधर नहीं चलती है और पसीना बहाती है। मैं पौधे के विकास के लिए अपेक्षाकृत नया हूं और इंटरनेट पर गाइड अच्छी तरह से लिखे गए हैं, लेकिन इंजीनियर प्रकार से नहीं। एक दोस्त से मैंने पूछा, "मैं उन्हें कितना पानी दूं …" ने जवाब दिया कि पौधे को तोड़ना ही एकमात्र तरीका है और अगर यह हल्का महसूस होता है तो आप इसे पानी देते हैं। वह "बढ़ने" में बहुत अच्छा है। अपनी उंगली को मिट्टी में चिपकाने से वास्तव में ज्यादा मदद नहीं मिलती है। अधिकांश इंस्ट्रक्शंस एक सस्ते मिट्टी की नमी जांच का उपयोग करते हैं, जो विभिन्न प्रकार की विफलताओं के लिए प्रवण होता है - जिनमें से सबसे अधिक अशुद्धि और क्षरण होते हैं।

साहित्य की समीक्षा करने से पता चलता है कि गंदगी में 40% तक पानी हो सकता है और इसे मापने के लिए काफी महंगे उपकरणों की आवश्यकता होती है। सस्ता प्रोब पानी के प्रवाहकत्त्व पर निर्भर करता है जो भंग लवण और अन्य कारकों के साथ अलग-अलग होगा। ऊपर एक ग्राफ है जो मैंने 2 सप्ताह से अधिक वजन वाली गंदगी के एक कंटेनर से किया है, जिसके बाद ओवन को 300 तक गर्म करके सभी गैर-संलग्न पानी को हटा दिया गया है। कुल मिट्टी का चालीस प्रतिशत पानी है और प्रत्यक्ष सूर्य के दस गर्म दिनों में इसने इस पानी का 75% अपेक्षाकृत रैखिक दर से खो दिया। तो नमी का सही स्तर क्या है? कई तरह के कारकों पर निर्भर करता है लेकिन इस मशीन का निर्माण करते समय एक अच्छा सुराग यह है कि अपने पौधे को उस स्तर तक सावधानी से पानी दें जो आपको सही लगे और इसे मशीन पर सेट करें जो ध्यान से अपना वजन मापता है और फिर जरूरत पड़ने पर एक निर्धारित सीमा के भीतर पानी जोड़ता है। पौधों की टोकरियों और दबावयुक्त जल प्रणालियों को लटकाने के लिए डिजाइन को संशोधित किया जा सकता है।

मशीन को सौर ऊर्जा पर चलना था, अपनी पानी की आपूर्ति के साथ स्वायत्त होना था, वेब पर सूचनाओं द्वारा इसकी पानी की आपूर्ति की निगरानी करना, बिजली को कम करने के लिए उपयोग में नहीं होने पर सोना और आधार वजन और नींद के बीच में कितने पानी और अन्य डेटा याद रखना था चक्र। नया ESP32 मस्तिष्क के लिए एक अच्छा उम्मीदवार लग रहा था।

चरण 1: अपनी आपूर्ति इकट्ठा करें

मशीन दो बिगबॉक्स स्टोर 12 इंच सिरेमिक टाइलों से बनी है जो एक एल्यूमीनियम चैनल फ्रेम में एक पानी की टंकी को सैंडविच करती है। इलेक्ट्रॉनिक्स को पीछे की तरफ एक प्लास्टिक इलेक्ट्रिकल बॉक्स में सुरक्षित किया गया है। पानी की टंकी में एक संलग्न पंप और सेंसर इकाई से निकलने वाली नली होती है जो संयंत्र को खिलाने वाले टैंक के नीचे से चिपकी होती है। यूनिट के शीर्ष पर एक क्रॉस बीम से लोड सेल कैंटिलीवर।

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चरण 2: बॉक्स बनाएं

बॉक्स फ्रेम बिगबॉक्स 1 इंच एल्यूमीनियम कोण से बना है। आप चित्रों से सामान्य विचार प्राप्त करते हैं और इसे इकट्ठा करना बहुत मुश्किल नहीं है। फ्रेम स्क्वायर फुट टाइल्स पर आधारित होते हैं जो यूनिट के आगे और पीछे के हिस्से बनाते हैं। टाइलें एल्यूमीनियम फ्रेम के चेहरों पर सिलिकॉन गोंद के साथ रखी जाती हैं। केंद्र खंड का आयाम आपके पानी की टंकी के आकार पर निर्भर करता है। टैंक का उद्घाटन इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि आप इसे आसानी से इकाई से बाहर निकाल सकते हैं और इसे ऊपर से फिर से भर सकते हैं। टैंक को जोड़ने वाले तार और ट्यूब काफी लंबे होने चाहिए और पीछे की तरफ कर्ल होने चाहिए।

सौर पैनल प्लेसमेंट डिजाइन पर निर्भर है। मैं इसे 'पासा' रूप देने के लिए कई गोल पैनलों का उपयोग करने जा रहा था, लेकिन चौकों पर बस गया क्योंकि उन्होंने वोल्टेज और करंट का सबसे अच्छा संयोजन दिया। मैं कई सौर पैनलों को जोड़ने के विवरण में नहीं जा रहा हूं लेकिन चार्जर सर्किट को काम करने के लिए आपको कम से कम 5.5v की आवश्यकता है। एम्परेज को बढ़ावा देने के लिए इन पैनलों को समानांतर में जोड़ा गया था। सिरेमिक टाइल में छेद सावधानी से एक हीरे की बिट के साथ ड्रिल किए जाते हैं - सुनिश्चित करें कि आप ऐसा करने के लिए शीतलक के रूप में पानी का उपयोग करते हैं या आप बिट को बर्बाद कर देंगे। इन छेदों में प्रत्येक में केवल कुछ मिनट लगने चाहिए। टाइलों के अंदर पैनल और तारों को रखने के लिए सिलिकॉन गोंद की उदार मात्रा का उपयोग करें।

लोड सेल बहुत ही उचित है और विभिन्न भारों में रेटेड आता है। मैंने 10 किलो की किस्म का इस्तेमाल किया लेकिन अगर आप उसके अनुसार भारी-प्लांटर योजना बना रहे हैं। मेरे अन्य इंस्ट्रक्शंस की तरह: https://www.instructables.com/id/Bike-Power-Pedal-IoT/ इन लोड सेल को उनके 4mm और 5mm टेप स्क्रू होल के साथ उनके सपोर्ट साइड से कैंटिलीवर किया जाना चाहिए। इस मामले में दो सिरेमिक टाइल समर्थन के बीच एक एल्यूमीनियम क्रॉस पीस लोड सेल के एक छोर को रखता है। दूसरा प्लांट ड्रेनेज कप से चिपके फ्लैट एल्युमिनियम बार सिलिकॉन के प्लेटफॉर्म का समर्थन करता है। इन लोगों के तारों से बहुत सावधान रहें - वे बहुत नाजुक होते हैं और अगर उनके मूल के पास टूट जाते हैं तो उनकी मरम्मत करना लगभग असंभव है। अपनी अखंडता बनाए रखने के लिए बहुत सारे गर्म गोंद या सिलिकॉन के साथ गूप करें।

चरण 3: पंप/खाली स्विच होल्डर बनाएं

पंप लाइपो बैटरी से एक रिले द्वारा संचालित है और सीमित वोल्टेज के साथ ठीक है, लेकिन आप लगभग 2 फीट की ऊंचाई से अधिक नहीं हो सकते जब तक कि आप वोल्टेज बढ़ाने के लिए पावर बूस्टर का उपयोग नहीं करते। पंप वास्तव में एक विजेता है, उसे भड़काना, जलरोधक की आवश्यकता नहीं है और एक छोर पर एक यूएसबी प्लग है। हालांकि, सूखने के साथ अच्छा नहीं करता है। जलाशय पूर्ण / खाली स्विच बस एक झुकाव स्विच है जिसे मैंने सिलिकॉन में जलरोधी में घुमाया और फिर पंप के लिए एक एल्यूमीनियम बार समर्थन और एक फ्लोटिंग रबर डकी के लिए टेदर किया। टिल्ट स्विच लीड से ट्रैक्शन हटाने के लिए रबर डकी को सीधे एल्युमिनियम बार से बांधना चाहिए। जब जलाशय में पानी होता है तो डकी तैरता है और स्विच को झुकाता है - जमीन पर शॉर्टिंग और कमांड को रिले और पंप को शक्ति देने की इजाजत देता है। यह इस डेटा को वेब पर भी भेजता है और पानी की जरूरत होने पर आपको एक ट्वीट भी भेजेगा। पंप इस समर्थन संरचना से चिपके सिलिकॉन है और पानी के जलाशय के नीचे से चिपके हुए हैं।

चरण 4: इलेक्ट्रॉनिक्स का निर्माण

Adafruit HUZZAH32 - ESP32 पंख बोर्ड एक अपेक्षाकृत नया माइक्रोकंट्रोलर है और इस दिमागी पौधे सहायक में बहुत अच्छी तरह से काम करता है। पुराने 8266 पर इस बोर्ड का लाभ इसकी बेहतर नींद क्षमता (माना जाता है कि एक घंटे या उससे भी अधिक वर्षों के बजाय वर्षों) में है, यह याद रखने की क्षमता है कि उसने झपकी के बीच क्या सीखा (पुराना 8266 जमीन शून्य से रीसेट …) और कम बिजली की खपत झपकी लेते समय और अधिक पिन। महान Youtuber Andreas Spiess ESP32 को वजन का उचित काम करने के लिए कोड में परिवर्तन का विवरण देता है और यदि आप विवरण कैसे काम करते हैं, इसके बारे में अधिक जानना चाहते हैं तो आपको उसका वीडियो देखना चाहिए। इस सॉफ़्टवेयर के लिए Arduino IDE से स्लीप उदाहरण का भी उपयोग और संशोधन किया गया था।

फ्रिट्ज़िंग आरेख आपको सभी वायरिंग कनेक्शनों को ध्यान से दिखाता है। घटकों को पूर्ण बोर्डों को इकट्ठा किया गया और फिर एक साथ तार दिया गया। लाइपो बैटरी अपने स्वयं के स्लेज पर आपकी मानक सस्ती 18650 है। चार्जर बोर्ड एक TP4056 है जो एंड्रियास का कहना है कि इस सौर चार्जिंग भूमिका में बहुत कुशल है। बिल्ट-इन एलईडी के साथ ऑन/ऑफ बटन पूरे सिस्टम के साथ-साथ सामान्य रिले कनेक्शन को पावर भेजता है जो पंप को पावर देता है। रिले बोर्ड एक अच्छा Adafruit लैचिंग रिले फेदर बोर्ड है जो 3 V पर चलता है। HX711 amp Adafruit के माध्यम से संचालित होता है और इसके बोर्ड पर दो पिन तक जुड़ा होता है।

सभी घटकों को हवा के प्रवाह की अनुमति देने के लिए लेकिन बारिश को रोकने के लिए निचले हिस्से पर खुले प्लास्टिक के बाहरी विद्युत बॉक्स में ढेर किया जाता है। प्रोग्रामिंग और सीरियल मॉनिटरिंग को कवर ऑफ के साथ अनुमति देने के लिए ESP32 को शीर्ष पर रखें।

चरण 5: सॉफ्टवेयर

"लोड हो रहा है = "आलसी"

डिवाइस का उपयोग करना आसान है। जब पावर स्विच पर एलईडी को चालू किया जाता है, तब तक पलक झपकते हैं जब तक कि एक पॉटेड प्लांट को उस स्तर तक पानी नहीं दिया जाता है जिसे आप बनाए रखना चाहते हैं उसे प्लेटफॉर्म पर रखा जाता है। वजन स्थिरीकरण के बाद कंप्यूटर इस प्रारंभिक वजन को याद रखता है और हर घंटे या सेट अंतराल में पौधों के नए वजन की तुलना करता है और या तो इसे अतिरिक्त पंप किए गए पानी से ठीक करता है या नए वजन और अन्य सभी सूचनाओं को थिंग्सपीक को रिपोर्ट करता है और फिर सो जाता है। ऊपर दिए गए रेखांकन टमाटर के पौधे के लिए तीन दिन की समयावधि में उत्पादन को दर्शाते हैं जो पूर्ण सूर्य में लगभग 2 फीट लंबा होता है। समय के साथ पौधे की वृद्धि स्पष्ट रूप से गमले के वजन को प्रभावित करेगी और पौधे की वृद्धि के थोक द्वारा निर्धारित समय के बाद आरंभीकरण को फिर से करके इसकी भरपाई की जानी चाहिए। अतिरिक्त सॉफ्टवेयर अनुकूलन से पौधों के अधिकतम और न्यूनतम पानी की सहनशीलता और आवश्यकताओं के स्वचालित विश्लेषण की अनुमति होगी, जब तक कि वजन में बदलाव न हो और फिर समय के साथ पानी के वजन घटाने की ढलान को मापें। यह मिट्टी के प्रकार, मौसम और पौधे और जड़ संरचना पर निर्भर करेगा। थिंग्सपीक डेटा मूल्यांकन के आधार पर अतिरिक्त पानी के एल्गोरिदम को तब अनुकूलित किया जा सकता है। प्रवाहकीय सेंसर संयंत्र रखरखाव के बजाय वजन के नुकसान के लिए एक सीमित पानी वाले क्षेत्र की आवश्यकता होती है, लेकिन इस तरह के स्मार्ट प्लांटर्स सस्ते, आसानी से नेटवर्क और नियंत्रित होते हैं और एक अजीब ओसीडी तरीके से इंटरनेट पर अनुसरण करने के लिए मज़ेदार होते हैं।

चरण 7: फिर से करें

हाँ, अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई मशीन ने एक या दो सप्ताह के लिए अच्छी तरह से काम किया और फिर ESP32 के लिए एक अजीब लूप में जाने की प्रवृत्ति होगी और सही ढंग से बूट नहीं होगा और रात भर इसकी बैटरी खत्म हो जाएगी। सॉफ्टवेयर बदलने की कोई भी मात्रा इसे प्रभावित नहीं कर सकती है इसलिए मैंने ESP की ऊर्जा साइकिलिंग को नियंत्रित करने के लिए एक Adafruit TPL5111 को छोड़ दिया और जोड़ा, लेकिन चूंकि मैं EEPROM का उपयोग करने के लिए लिखने से पहले मेमोरी का उपयोग नहीं कर सकता था और थिंग्सपीक से ब्लिंक में बदल गया था जिसे मैं अपने फोन पर और अधिक मज़ा और वास्तव में एक अच्छी प्रणाली खोजें। हार्डवेयर परिवर्तन केवल टीपीएल 5111 को बिजली और जमीन से जोड़ने की बात है, ईएसपी के लिए एक पिन किया गया है और एन पिन को सक्षम करें। सुनिश्चित करें कि आपने बोर्ड पर EN-आउट और EN के बीच में एक टॉगल स्विच लगाया है ताकि आप प्रोग्राम बदल सकें और अपलोड कर सकें। मैं हर दो घंटे में नींद का चक्र निर्धारित करता हूं। EEPROM को खाली करने और एक नए संयंत्र के लिए या अतिरिक्त वजन के लिए इकाई को रीसेट करने के लिए मैंने मेमोरी को खाली करने और वजन प्रक्रिया को पुनरारंभ करने के लिए Blynk में एक स्विच स्थापित किया। नए सॉफ़्टवेयर के लिए प्रोग्राम ऊपर शामिल किया गया है और Blynk पर प्रोग्राम सेट अप करने के लिए स्पष्ट है। यह मशीन वास्तव में बहुत अच्छा काम करती है और कुछ बांका उत्पादन करती है। मैं वास्तव में इस बात से प्रभावित हूं कि यह चीज कितनी मजेदार थी --- सौर सेल आसानी से काम करते हैं और यह कभी भी बिजली से बाहर नहीं निकलता है।