DIY - स्वचालित उद्यान सिंचाई - (Arduino / IOT): 9 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

यह प्रोजेक्ट आपको दिखाएगा कि घर के बगीचे के लिए सिंचाई नियंत्रक कैसे बनाया जाए। मिट्टी की नमी रीडिंग को मापने और बगीचे के नल से सिंचाई को सक्रिय करने में सक्षम अगर मिट्टी बहुत शुष्क हो जाती है। नियंत्रक में एक तापमान और आर्द्रता सेंसर भी शामिल है। यदि तापमान बहुत कम है, तो नियंत्रक बगीचे के नल को सक्रिय नहीं करेगा। विज़ुअलाइज़ेशन और एनालिटिक्स के लिए थिंग्सबोर्ड IOT पर पानी के उपयोग / रन टाइम के बारे में सेंसर रीडिंग और आंकड़े दर्ज किए जाते हैं। यदि सिंचाई नियंत्रक डेटा संचारित करना बंद कर देता है, तो मिट्टी बहुत शुष्क या बहुत संतृप्त हो जाती है, तो अलर्ट और ईमेल चालू हो जाते हैं।

आवश्यक शर्तें

• Arduino और सोल्डरिंग के लिए कम से कम बुनियादी कोडिंग सहित Arduino ज्ञान।
• 1x प्रेशराइज्ड गार्डन टैप

सामग्री के बिल

• उद्यान सिंचाई पाली पाइप, जेट, ड्रिपर आदि।
• दो डायल इलेक्ट्रॉनिक टैप टाइमर (यानी: एक्वा सिस्टम्स इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल टैप टाइमर)
• टैप प्रेशर रिड्यूसर 300kpa
• Arduino Uno
• लोरा अरुडिनो शील्ड
• लोरा गेटवे (यदि आपके पास एक स्थानीय थिंग्स नेटवर्क गेटवे है तो इसकी आवश्यकता नहीं है)
• DHT11 तापमान आर्द्रता सेंसर
• 5 वी रिले
• टेलीफोन केबल
• केबल संबंधों
• ऑटोमोटिव स्प्लिट नालीदार टयूबिंग
• ऑटोमोटिव टर्मिनल कनेक्टर स्ट्रिप्स
• 2x जस्ती नाखून
• 1x रोकनेवाला
• सिलिकॉन / कौल्की
• पीवीसी सीमेंट
• पीवीसी प्राइमर
• पीवीसी पाइप 32 मिमी चौड़ाई x 60 मिमी लंबाई
• पीवीसी पाइप 90 मिमी चौड़ाई x 30 सेमी लंबाई
• 3x पीवीसी पुश एंड कैप्स 90 मिमी
• 1x पीवीसी स्क्रू एंड कैप 90 मिमी
• 1x पीवीसी थ्रेडेड फिटिंग 90 मिमी. डालें
• 1x पीवीसी पुश एंड कैप्स 32 मिमी
• 1x 3.2V पावर स्रोत (टैप टाइमर) [बैटरी, एसी मल्टीवोल्ट एडाप्टर]
• 1x 6-12V पावर स्रोत (arduino) [बैटरी, USB, USB से AC अडैप्टर]
• धागा सील टेप
• विद्युत टेप

चरण 1: उद्यान सिंचाई स्थापित करें

लेआउट पॉली पाइप, फिट जेट, ड्रिप लाइन और ड्रिपर्स। सिंचाई नियंत्रक किसी भी सिंचाई फिट आउट के साथ काम करेगा। इसके मूल में यह मिट्टी की नमी की रीडिंग को माप रहा है और मिट्टी के बहुत अधिक शुष्क होने पर टैप टाइमर को सक्रिय कर रहा है। संतृप्ति के लिए निम्न बिंदु सेट करने के लिए नियंत्रक को कैलिब्रेट किया जा सकता है, कितनी देर तक टैप टाइमर चालू किया जाना चाहिए और कितनी बार नियंत्रक को संतृप्ति की जांच करनी चाहिए।

इन सेटिंग्स को arduino पर बदला जा सकता है और EPROM मेमोरी में स्टोर किया जा सकता है। सेटिंग्स को IOT एकीकरण द्वारा भी अपडेट किया जा सकता है। यह प्रोजेक्ट हर चार घंटे में कंट्रोलर चलाएगा और अगर मिट्टी बहुत ज्यादा सूखी हो तो 3 मिनट के लिए नल चालू कर दें। यदि सूखा/गर्म या दिन में एक या दो बार अन्यथा यह लगातार कई बार चल सकता है।

चरण 2: फ़िट टैप टाइमर

टैप टाइमर को फ़िट करें और एडजस्टेबल डायल के साथ प्रयोग करके एक रफ फ़्रीक्वेंसी और रन टाइम तैयार करें जो आपके लिए सिंचाई स्थापना के लिए सबसे अच्छा काम करता है। हम टाइमर को हटा देंगे और इसे Arduino के साथ काम करने के लिए संशोधित करेंगे।

चरण 3: अरुडिनो बिल्ड

निर्माण के लिए एक गाइड के रूप में वायरिंग आरेख का प्रयोग करें। तस्वीरों में टेलीफोन केबल वायरिंग का इस्तेमाल किया गया है और जंक्शन बिंदुओं के लिए स्क्रू टर्मिनल स्ट्रिप्स का इस्तेमाल किया गया है। कुछ सोल्डरिंग की आवश्यकता है।

टाइमर संशोधन टैप करें

टैप टाइमर को सावधानी से अलग करें। हम दो समायोज्य डायल को कड़ी मेहनत करेंगे ताकि उन्हें मैनुअल डायल के बजाय आर्डिनो द्वारा नियंत्रित किया जा सके। बाईं फ़्रीक्वेंसी डायल को रीसेट स्थिति में हार्ड वायर्ड किया जाएगा ताकि दायां डायल को चालू/बंद स्थिति के बीच टॉगल किया जा सके। दाएँ डायल में एक तार होगा जो मध्य दाएँ संपर्क से आ रहा है और बाहरी दायाँ संपर्क जैसा कि दिखाया गया है। डिफ़ॉल्ट रूप से टाइमर बंद स्थिति में होगा। यदि दो तार संपर्क में आते हैं तो टाइमर चालू हो जाएगा। 5V रिले से जुड़े दो तारों के साथ, एक arduino दो तारों के बीच संपर्क को बंद / खोल सकता है। आम रिले टर्मिनल में एक तार के साथ और दूसरा सामान्य रूप से बंद टर्मिनल में हम यह सुनिश्चित करेंगे कि आर्डिनो बंद होने पर टाइमर बंद हो। रिले पिन को हाई पर सेट करने से टाइमर चालू हो जाएगा; इसे LOW पर सेट करने से टाइमर बंद हो जाएगा।

मृदा जांच

इस परियोजना के लिए दो नाखूनों को स्क्रू टर्मिनलों से जुड़े तार से मिलाया जाता है। एक कील का टर्मिनल सीधा जमीन पर जाता है। दूसरा arduino और एक रोकनेवाला में एक एनालॉग इनपुट से जुड़ता है। रोकनेवाला arduinos 5v सिग्नल से जुड़ता है। रिंग आरेख में दिखाया गया है।

अस्थायी / आर्द्रता सेंसर

DHT11 Temp/humidity sensor को arduino के 5V, ग्राउंड और arduino पर एक डिजिटल पिन में वायर्ड किया गया है।

लोरा शील्ड

इस परियोजना में ड्रैगिनो लोरा शील्ड (वायरिंग आरेख में नहीं दिखाया गया) का भी उपयोग किया गया था।

पीवीसी बेस

इस परियोजना में उपयोग किए गए आर्डिनो के लिए पीवीसी बेस को डिजाइन किया गया था ताकि अन्य सभी घटकों को वाटरप्रूफ पीवीसी बाड़े के अंदर सुरक्षित रखते हुए अस्थायी / आर्द्रता सेंसर को उजागर किया जा सके। सेंसर के लिए एक छोटा सा छेद ड्रिल किया जाता है/काटा जाता है और नमी को आर्डिनो तक पहुंचने से रोकते हुए सिलिकॉन का उपयोग इसे रखने के लिए किया जाता है। आरेख में दिखाया गया है।

चरण 4: Arduino प्रोग्रामिंग

प्रोग्रामिंग और परीक्षण के लिए घटकों को ब्रेडबोर्ड या टर्मिनल स्ट्रिप्स के माध्यम से एक साथ कनेक्ट करें

EPROM विन्यास

सबसे पहले हमें EPROM मेमोरी में कॉन्फ़िगरेशन वेरिएबल लिखने की आवश्यकता है। अपने arduino पर निम्न कोड चलाएँ:

गीथूब पर उपलब्ध कोड

यहां DRY_VALUE को 960 पर सेट किया गया है। 1024 का मतलब है कि मिट्टी पूरी तरह से सूखी है, 0 का मतलब पूर्ण संतृप्ति है, 960 रोकनेवाला, केबल की लंबाई और इस्तेमाल किए गए नाखूनों के लिए एक अच्छा संतृप्ति स्तर था। यह आपके अपने कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर भिन्न हो सकता है।

VALVE_OPEN 180000 मिलीसेकंड (3 मिनट) पर सेट है। जब/यदि टैप टाइमर चालू है तो इसे 3 मिनट के लिए खुला छोड़ दिया जाएगा।

RUN_INTERVAL 14400000 मिलीसेकंड (4 घंटे) पर सेट है। इसका मतलब यह है कि नियंत्रक हर चार घंटे में मिट्टी की नमी की जांच करेगा और संतृप्ति कम (960 से अधिक) होने पर 3 मिनट के लिए टैप टाइमर चालू करेगा।

उपरोक्त कोड को बदला जा सकता है और इन मूल्यों को किसी भी समय संशोधित किया जा सकता है।

प्रोग्राम कोड

गीथूब पर उपलब्ध कोड

निर्भरताएँ:

• समयबद्ध कार्रवाई
• रेडियो हेड

इस उदाहरण में ड्रैगिनो लोरा शील्ड और विशेष रूप से लोरा समवर्ती उदाहरण का उपयोग ढाल के साथ सीधे ड्रैगिनो लोरा गेटवे से किया गया है।

इसे "BEGIN: lora vars" अनुभाग के तहत कोड को हटाकर थिंग्स नेटवर्क का उपयोग करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है और निम्नलिखित ड्रैगिनो उदाहरण को शामिल करने के लिए प्रोग्राम को बदलकर या अन्य रेडियो/वाईफाई शील्ड आदि के साथ काम करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

आपूर्ति कोड मानता है कि DHT11_PIN डिजिटल पिन 4 है, RELAY_PIN डिजिटल पिन 3 है और मिट्टी की नमी एनालॉग पिन एनालॉग इनपुट 0 है।

एक डिबग वैरिएबल को सही पर सेट किया जा सकता है ताकि सीरियल डिबग संदेशों को बॉड्रेट 9600 पर लॉग किया जा सके।

चरण 5: संलग्नक बिल्ड

टैप टाइमर और Arduino बेस के अनुरूप पीवीसी पाइप को काटें। नल टाइमर नल फिटिंग और नली फिटिंग के लिए ड्रिल छेद। ऑटोमोटिव नाली के लिए पाइप में पर्याप्त छेद ड्रिल करें, नाली की 10cm लंबाई को छेद में खिसकाएं और arduino और टैप टाइमर से तारों को छेड़ें। इसमें शामिल होना चाहिए:

Arduino से

• Arduino के USB पोर्ट से बिजली की आपूर्ति के तार और/या एक USB केबल।
• मृदा नमी केबल्स (वीसीसी, जीएनडी, ए 0)
• एनसी और रिले के सामान्य स्क्रू टर्मिनलों से दो तार

टैप टाइमर से

• बिजली आपूर्ति केबल
• दाएँ डायल संपर्कों से दो तार

चरण 6: ग्लूइंग से पहले टेस्ट कंट्रोलर

सुनिश्चित करें कि सब कुछ सील करने से पहले सब कुछ अभी भी काम कर रहा है।

ऊपर दी गई तस्वीरें एक ईस्काई में एक नमूना सेटअप दिखाती हैं जहां मिट्टी की नमी की जांच एक बर्तन में रखी गई थी और शीतल पेय की बोतल से आने वाले पानी के साथ टैप टाइमर लगाया गया था।

एक ड्रिपर टैप टाइमर से जुड़ा था।

यह परीक्षण करने का एक अच्छा तरीका था कि सेटअप संयंत्र के ऊपर या पानी के नीचे नहीं था।

यह उदाहरण तब तक चलाया जा सकता है जब तक नियंत्रक को कैलिब्रेट करने के लिए आवश्यक हो।

चरण 7: गोंद / पनरोक बाड़े

एंड कैप और कपलिंग को सुरक्षित करने के लिए पीवीसी प्राइमर और पीवीसी सीमेंट का उपयोग करें।

ऑटो नाली और टैप टाइमर फिटिंग के आसपास किसी भी अंतराल को भरने के लिए कॉल्क/सिलिकॉन का उपयोग करें।

यहां एक्सेसिबिलिटी के लिए आर्डिनो एनक्लोजर पर स्क्रू एंड कैप का इस्तेमाल किया जाता है।

चरण 8: स्थापित करें

एक स्पष्ट दिन पर स्थापित करें। सील किए जाने से पहले घटकों और तारों को सूखा रहना होगा।

नियंत्रक को कहीं बीच में रखें जहां बगीचे का नल स्थित है और जहां मिट्टी की जांच की जाएगी।

टैप टाइमर को फ़िट करें और सुनिश्चित करें कि इंस्टालेशन समाप्त होने तक यह शक्तिहीन है।

मिट्टी की जांच फिट करें।

प्रत्येक घटक के लिए स्ट्रिप टर्मिनल संलग्न करें, फिर प्रत्येक घटक के स्क्रू टर्मिनलों से फोन केबल बिछाएं और सुनिश्चित करें कि केबल ऑटो नाली में कवर किया गया है। सब कुछ एक साथ जोड़ना

सभी टर्मिनलों और किसी भी अन्य उजागर भागों को थ्रेड सील टेप और फिर बिजली के टेप से सील करें।

स्प्लिट नाली के किसी भी ढीले/उजागर क्षेत्रों को थ्रेड सील टेप और फिर बिजली के टेप से सील करें।

टाइमर को 3.2v पावर स्रोत से कनेक्ट करें। या तो बैटरी पैक या 3.2V DC - AC अडैप्टर जो मेन आउटलेट तक चलता है।

Arduino को 6-12V DC पावर स्रोत से कनेक्ट करें। या तो बैटरी पैक या यूएसबी/डीसी-एसी अडैप्टर जो मेन आउटलेट तक चल रहा हो।

पावर अप और टेस्ट!

चरण 9: थिंग्सबोर्ड एकीकरण - निगरानी और रिपोर्टिंग

इस उदाहरण में ड्रैगिनो लोरा गेटवे से जुड़े ए ड्रैगिनो लोरा शील्ड का इस्तेमाल किया गया है। चाहे इस सेटअप का उपयोग कर रहे हों, किसी अन्य लोरा सेटअप या किसी अन्य आईओटी कनेक्टिविटी का उपयोग सिंचाई नियंत्रक द्वारा एकत्र किए गए डेटा को थिंग्सबोर्ड जैसे आईओटी प्लेटफॉर्म पर अग्रेषित किया जा सकता है। डिफ़ॉल्ट रूप से प्रोग्राम निम्न डेटा स्ट्रिंग को प्रसारित करता है जहां प्रत्येक वर्ण बाइट हेक्स एन्कोडेड होता है:

TXXXHXXXSXXXXRX

जहां T के बाद तापमान, H के बाद आर्द्रता, S के बाद संतृप्ति स्तर और R के बाद एक अंक आता है, जो पिछले रन अंतराल पर किए गए कार्यों से संबंधित है। यह या तो 0-5 हो सकता है जहां प्रत्येक अंक का अर्थ है:

0: कार्यक्रम शुरू हो रहा है1: तापमान सेंसर गलती2: तापमान चलाने के लिए बहुत कम था3: मिट्टी की नमी बहुत शुष्क है इसलिए टैप टाइमर सक्रिय किया गया था4: मिट्टी की नमी ठीक है इसलिए टैप टाइमर सक्रिय नहीं था5: सिंचाई नियंत्रक को निष्क्रिय कर दिया गया है

अपने स्वयं के उपकरण पर थिंग्सबोर्ड की एक प्रति स्थापित करने के कई तरीके हैं या आप हमारे थिंग्सबोर्ड स्थापना पर एक निःशुल्क खाता स्थापित कर सकते हैं।

अपने डिवाइस को थिंग्सबोर्ड में सेट करें

थिंग्सबोर्ड में एक नया उपकरण जोड़ने के लिए इन निर्देशों का पालन करें, इसे "सिंचाई नियंत्रक" कहते हैं।

डिवाइस से टेलीमेट्री डेटा पुश करें

MQTT, HTTP या CoAp के माध्यम से डिवाइस से थिंगबोर्ड पर टेलीमेट्री डेटा पुश करने की एक विधि स्थापित करने के लिए इन निर्देशों का पालन करें।

हमारे सर्वर पर हम निम्नलिखित JSON को https://thingsboard.meansofproduction.tech/api/v1/… पर धकेल रहे हैं जब डिवाइस चलाया जाता है (लाइव डेटा के साथ):

साथ ही हम निम्नलिखित विशेषताओं को https://thingsboard.meansofproduction.tech/api/v1/… पर समय-समय पर डेटा के साथ आगे बढ़ा रहे हैं जब नोड को अंतिम बार देखा गया था:

इसका उपयोग उन अलर्ट के लिए किया जाता है जो डिवाइस द्वारा डेटा ट्रांसमिट करना बंद कर देने पर ट्रिगर हो जाते हैं।

एक डैशबोर्ड बनाएं

यहां बताए अनुसार एक डैशबोर्ड बनाएं। हमारे विजेट में शामिल हैं:

LastRunResult टेलीमेट्री फ़ील्ड से बनाया गया एक साधारण कार्ड विजेट। तापमान टेलीमेट्री फ़ील्ड के लिए एक लंबवत डिजिटल गेज पिछले दिनों के डेटा को दिखाते हुए पिछले रन परिणाम टेलीमेट्री फ़ील्ड से बनाई गई टाइम्सरीज़ तालिका। संतृप्ति टेलीमेट्री फ़ील्ड दिखाते हुए एक क्षैतिज पट्टी। यह डेटा पोस्ट-प्रोसेसिंग फ़ंक्शन का उपयोग करता है:

1024-मान लौटाएं;

और न्यूनतम और अधिकतम मान 0-100 सेट करता है। इस तरह संतृप्ति स्तर को प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। आर्द्रता मान दिखाने के लिए एक गेज। एक समय श्रृंखला बार चार्ट जिसमें तापमान, आर्द्रता और रन परिणाम शामिल होता है, जिसे पिछले सप्ताह के लिए 5 घंटे की अवधि में समूहीकृत किया जाता है, अधिकतम मान दिखाने के लिए एकत्रित किया जाता है. यह हमें चार घंटे की दौड़ के आयोजन के लिए एक बार देता है। डेटा पोस्ट-प्रोसेसिंग फ़ंक्शन का उपयोग रन परिणाम को 0 या 120 के रूप में व्यक्त करने के लिए किया जाता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि पानी चलाया गया था या नहीं। यह देखने के लिए एक आसान दृश्य प्रतिक्रिया देता है कि एक सप्ताह में कितनी बार पानी चल रहा है। एक स्थिर HTML कार्ड जो बगीचे की एक छवि दिखाता है।

ईमेल अलर्ट

हमने सिंचाई नियंत्रक के लिए ईमेल अलर्ट सेट करने के लिए नियमों का इस्तेमाल किया। सभी संदेश फ़िल्टर और मेल भेजें क्रिया प्लगइन क्रिया का उपयोग करते हैं।

यदि सिंचाई नियंत्रक डेटा भेजने में विफल रहता है तो ईमेल अलर्ट भेजने के लिए हमने निम्नलिखित फ़िल्टर के साथ 'डिवाइस एट्रीब्यूट्स फ़िल्टर' का उपयोग किया:

टाइपऑफ़ cs.secondsSinceLastSeen !== 'undefined' && cs.secondsSinceLastSeen > 21600

यदि मिट्टी बहुत अधिक शुष्क हो जाती है तो ईमेल भेजने के लिए निम्नलिखित टेलीमेट्री फ़िल्टर का उपयोग करें

टाइपऑफ़ सैचुरेशन != "अपरिभाषित" && सैचुरेशन > १०१०

यदि मिट्टी बहुत अधिक नम हो जाती है तो एक ईमेल भेजने के लिए निम्नलिखित टेलीमेट्री फ़िल्टर का उपयोग करें

संतृप्ति टाइप करें!= "अपरिभाषित" && संतृप्ति