Inteli automatiseeritud aiandussüsteem: 16 sammu (koos piltidega)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-23 14:40

[Esita videot]

Tere kõigile !!!

See on minu esimene Instructabe Intel Edisonis. See juhend on juhend väikeste potitaimede või maitsetaimede automatiseeritud kastmis- (tilguti niisutussüsteemi) valmistamiseks, kasutades Intel Edisoni ja muid odavaid elektroonilisi andureid. See sobib suurepäraselt siseruumides olevate ürditaimede kasvatamiseks. Kuid seda ideed saab rakendada suurema süsteemi jaoks.

Ma kuulun külla ja meil on oma ettevõte. Minu külas viibimise ajal saime oma ettevõttelt palju värskeid köögivilju/ürdilehti (vt ülaltoodud pilte). Aga nüüd on olukord teine, kuna viibin linnas ei ole enam värskeid köögivilju/ürdilehti. Ma pean need poest ostma, mis pole üldse värsked. Peale nende kasvatatakse neid kahjulike pestitsiidide abil, mis ei ole tervisele kasulikud. Nii et ma kavatsen oma ürte pinguldada rõdu, mis on täiesti värske ja kahjutu. Kuid pinguldamine on aeganõudev protsess. Ma unustan alati oma lilletaimedesse vett anda. See annab idee automatiseeritud aiandussüsteemist.

Süsteem on ette nähtud mulla niiskuse, taimedele langeva valguse hulga ja vee voolukiiruse tundmiseks. Kui mulla niiskusesisaldus on liiga madal, annab süsteem käsu käivitada pump ja mulda kasta. Voolumõõtur jälgib veetarbimist.

Peale selle edastab Intel Edison veebi teavet niiskuse taseme, ümbritseva valguse ja voolukiiruse kohta. Blynk -rakenduste abil saate oma nutitelefoni kõiki andmeid jälgida. Seejärel saab twit -i automaatselt teie kontole saata, kui niiskus langeb allapoole antud läviväärtust.

Keskkonnast hoolimine on viimastel aastatel muutunud väga oluliseks ning üha suureneb nõudlus keskkonnasäästlike rakenduste järele, mis aitavad vähendada CO2 heitkoguseid või tõhustada tarbitava energia haldamist. Projekti usaldusväärsemaks ja keskkonnasõbralikumaks muutmiseks kasutasin päikeseenergia kogu süsteemi toiteks.

Samm: vajalikud osad

1. Intel Edison Board (Amazon)

2. Niiskusandur (Amazon)

3. Vooluandur (Amazon)

4. DC pump (Amazon)

5. Fotoelement /LDR (Amazon)

6. MOSFET (IRF540 või IRL540) (Amazon)

7. Transistor (2N3904) (Amazon)

8. Diood (1N4001) (Amazon)

9. Takistid (10K x2, 1K x1, 330R x1)

10. Kondensaator -10uF (Amazon)

11. Roheline LED

12. Kahepoolne prototüüpplaat (5 cm x 7 cm) (Amazon)

13. JST M/F pistikud juhtmetega (2 kontakti x 3, 3 kontakti x1) (eBay)

14. DC Jack- mees (Amazon)

15. Päisepoldid (Amazon)

16. Päikesepaneel 10W (Voc = 20V-25V) (Amazon)

17. Päikeseenergia laadimise kontroller (Amazon)

18. Suletud pliiakud (Amazon)

Vajalikud tööriistad:

1. Jootekolb (Amazon)

2. Traadi lõikur /eemaldaja (Amazon)

3. Kuum liimipüstol (Amazon)

4. Puur (Amazon)

Samm: kuidas süsteem töötab

Projekti keskmes on Intel Edisoni plaat. See on ühendatud erinevate anduritega (nagu mulla niiskus, valgus, temperatuur, veevool jne) ja veepumbaga. Andurid jälgivad erinevaid parameetreid, nagu mulla niiskus, päikesevalgus ja vesi vool/ tarbimine suunatakse seejärel Intel Boardi. Seejärel töötleb Inteli plaat anduritelt saadud andmeid ja annab veepumbale käsu tehase kastmiseks.

Seejärel saadetakse erinevad parameetrid veebi Inteli sisseehitatud WiFi kaudu. Seejärel ühendatakse see Blynk -rakendustega, et tehast nutitelefonist/tahvelarvutitest jälgida.

Lihtsaks mõistmiseks jagasin projektid väiksemateks osadeks, nagu allpool

1. Edisoni kasutamise alustamine

2. Projekti toiteallikas

3. Andurite ühendamine ja testimine

4. Vooluahela / kilbi tegemine

5. Liides Blynk Appiga

6. Tarkvara

7. Korpuse ettevalmistamine

8. Lõplik testimine

3. samm: Intel Edisoni seadistamine

Ostan selle Intel Edisoni ja Arduino laiendusplaadi Amazonist. Mul on väga õnnetu, sest ma ei saanud seda juhendatavast kampaaniast. Olen Arduinoga tuttav, kuid leidsin, et Intel Edisoniga püsti tõusmine on natuke keeruline. Igatahes leidsin pärast mõnepäevast proovimist, et seda on üsna lihtne kasutada. Ma juhendan teid järgmiste sammude järgi, et kiiresti alustada. Nii et ärge hirmutage:)

Järgige lihtsalt järgmisi juhiseid, mis hõlmavad hästi Edisoni kasutamise alustamist

Kui olete täiesti algaja, järgige järgmist juhendit

Absoluutne algajate juhend Intel Edisoni jaoks

Kui olete Maci kasutaja, järgige järgmist juhendit

PÄRIS algajate juhend Intel Edisoni seadistamiseks (Mac OS -iga)

Peale nende on Sparkfunil ja Intelil suurepärased õpetused Edisoni alustamiseks.

1. Sparkfuni õpetus

2. Inteli õpetus

Laadige kogu vajalik tarkvara alla Inteli veebisaidilt

software.intel.com/en-us/iot/hardware/edison/downloads

Pärast tarkvara allalaadimist peate installima draiverid, IDE ja OS

Autojuhid:

1. FTDI draiver

2. Edison Driver

IDE:

Arduino IDE

OS -i vilkumine:

Edison koos Yocto Linuxi pildiga

Pärast kõigi installimist peate seadistama WiFi -ühenduse

4. samm: toiteallikas

Selle projekti jaoks vajame energiat kahel eesmärgil

1. Intel Edisoni (7-12V DC) ja erinevate andurite (5V DC) toiteks

2. Alalisvoolupumba (9V DC) käitamiseks

Ma valin kogu projekti toiteks 12 V suletud pliiakud. Sest ma sain selle vanast arvuti UPSist. Siis mõtlesin kasutada aku laadimiseks päikeseenergiat. Nii et nüüd on minu projekt täiesti usaldusväärne ja keskkonnasõbralik.

Toiteallika ettevalmistamiseks vaadake ülaltoodud pilte.

Päikeseenergia laadimissüsteem koosneb kahest põhikomponendist

1. Päikesepaneel: see muudab päikesekiirguse elektrienergiaks

2. Päikese laadimise kontroller: aku optimaalseks laadimiseks ja koormuse juhtimiseks

Olen päikeseenergia laadimiskontrolleri tegemiseks kirjutanud 3 juhendit. Nii et saate seda ise teha.

ARDUINO-SOLAR-LAADIMISE KONTROLLER

Kui te ei soovi seda teha, ostke see lihtsalt eBayst või Amazonist.

Ühendus:

Enamikul laadimiskontrolleritel on tavaliselt 3 klemmi: päikeseenergia, aku ja koormus.

Ühendage laadimiskontroller esmalt akuga, sest see võimaldab laadimiskontrolleril kalibreerida sobiva süsteemi pinge. Ühendage kõigepealt negatiivne klemm ja seejärel positiivne. Ühendage päikesepaneel (kõigepealt negatiivne ja seejärel positiivne) Lõpuks ühendage alalisvoolu koormusklemmiga. Meie puhul on koormuseks Intel Edison ja alalisvoolupump.

Kuid Intel Board ja pump vajavad stabiilset pinget. Seega on DC-DC buck-muundur ühendatud laadimiskontrolleri alalisvoolu koormusklemmiga.

Samm: niiskusandur

Niiskusandurid töötavad pinnase niiskuse taseme määramiseks vee takistusel. Andurid mõõdavad takistust kahe eraldi kahe sondi vahel, saates voolu läbi ühe neist ja lugedes teadaoleva takisti väärtuse tõttu vastava pingelanguse.

Mida rohkem vett, seda väiksem on takistus ja seda kasutades saame määrata niiskusesisalduse läviväärtused. Kui muld on kuiv, on takistus kõrge ja LM-393 näitab väljundis suurt väärtust. Kui muld on märg, näitab see väljundis madalat väärtust.

LM -393 DRIVER (niiskusandur) -> Intel Edison

GND -> GND

5 V -> 5

VOUT -> A0

Testikood:

int wet_sensor_Pin = A0; // Andur on ühendatud analoogpistikuga A0

int wet_sensor_Value = 0; // muutuja anduri void setup () {Serial.begin (9600) väärtuse salvestamiseks; } void loop () {// lugege andurilt väärtus: wet_sensor_Value = analogRead (wet_sensor_Pin); viivitus (1000); Serial.print ("Niiskusanduri näit ="); Serial.println (niiske_anduri_väärtus); }

6. samm: valgusandur

Taimele langeva päikesevalguse hulga jälgimiseks vajame valgusandurit. Selle jaoks saate osta valmis anduri. Kuid ma eelistan teha oma, kasutades fotoelementi/LDR -i. See on väga odav, lihtne hankida paljudes suurustes ja spetsifikatsioonides.

Kuidas see töötab ?

Fotoelement on põhimõtteliselt takisti, mis muudab oma takistusväärtust (oomides) sõltuvalt sellest, kui palju valgust säravale näole paistab. Suurem sellele langeva valguse hulk vähendab takistust ja vastupidi.

Fotoelemendi kohta lisateabe saamiseks klõpsake siin

Leivalaua ahel:

Valgusandurit saab valmistada, tehes pingejaotusahela, mille ülemine takistus (R1) on fotoelement/LDR ja a ja madalam takistus (R2) 10K takistina. Vt ülaltoodud vooluahelat.

Selle kohta lisateabe saamiseks vaadake adafruit õpetust.

Ühendus:

LDR üks tihvt - 5V

Ristmik --- A1

10K takisti üks tihvt - GND

Valikuline mürafiltriahel: ühendage soovimatu müra filtreerimiseks 0,1K kondensaator üle 10K takisti.

Testikood:

Tulemus:

Seeriamonitori näit näitab, et ereda päikesekiirguse korral on anduri väärtus kõrgem ja varju ajal madalam.

int LDR = A1; // LDR on ühendatud analoogpistikuga A1

int LDRVäärtus = 0; // see on muutuja LDR väärtuste salvestamiseks void setup () {Serial.begin (9600); // käivitada jadamonitor 9600 buad} void loop () {LDRValue = analogRead (LDR); // loeb ldr väärtust läbi LDR Serial.print ("Valgusanduri väärtus:"); Serial.println (LDRValue); // prindib LDR väärtused jadamonitori viivitusse (50); // See on kiirus, millega LDR saadab väärtuse arduinole}

Samm: valmistage valgusandur

Kui teil on Seeedstudio soonevalgusandur, võite selle sammu vahele jätta. Aga mul ei ole sooneandurit, nii et tegin oma. Kui te kahtlustate, õpid rohkem ja tunnete pärast lõpetamist suurt rõõmu.

Võtke kaks soovitud pikkusega juhtmestikku ja eemaldage otstest isolatsioon. Ühendage lõpus kahe kontaktiga JST -pistik. Samuti saate osta juhtmetega pistiku.

Fotoelemendil on pikad jalad, mis tuleb veel juhtmetega sobitamiseks lühikesteks tükkideks lõigata.

Mõlema jala isoleerimiseks lõigake kaks lühikest termokahanevat tükki. Sisestage termokahanev toru juhtmete külge.

Seejärel joodetakse fotoelement juhttraatide otsa.

Nüüd on andur valmis. Nii et saate selle lihtsalt soovitud kohta kinnitada. 10K takisti ja 0,1uF kondensaator joodetakse põhiplaadil, mida ma hiljem selgitan.

8. samm: vooluandur

Vooluandurit kasutatakse toru / mahuti kaudu voolava vedeliku mõõtmiseks. Võite mõelda, miks me seda andurit vajame. Põhjuseid on kaks

1. Taimede kastmiseks kasutatud vee koguse mõõtmiseks, et vältida raiskamist

2. Pumba väljalülitamine kuivkäigu vältimiseks.

Kuidas andur töötab?

See töötab Hall -efekti põhimõttel. Pingeerinevus tekitatakse elektrivooluga risti ja selle suhtes risti asetsevas magnetväljas. Väike ventilaatori/propelleri rootor asetatakse voolava vedeliku teele, kui vedelik voolab, pöörleb rootor. Rootori võll on ühendatud saaliefekti anduriga. See on voolu voolava mähise ja rootori võlliga ühendatud magneti paigutus. Seega indutseeritakse rootori pöörlemisel pinge/impulss. Selles voolumõõtjas annab iga minutis läbiva vedeliku liitri kohta umbes paar impulssi. Voolukiirust l/h saab arvutada, lugedes impulsid anduri väljundist. Intel Edison teeb loendustööd.

Vooluandurid on varustatud kolme juhtmega:

1. Punane/VCC (5-24V alalisvoolu sisend)

2. Must/GND (0V)

3. Kollane/väljund (impulssväljund)

Pumbaühenduse ettevalmistamine: Pump on varustatud JST -pistiku ja juhtmetega. Kuid minu laos olev naissoost pistik ei sobinud sellega ja juhtme pikkus on samuti väike. Nii et lõikasin algse pistiku ja jootsin uue sobiva suurusega pistiku.

Ühendus:

Andur ---- Intel

Vcc - 5V

GND- GND

VÄLJAS - D2

Testikood:

Vooluanduri väljatõmmatav tihvt on ühendatud digitaalse tihvtiga 2. Tihvt 2 toimib välise katkestusnõelana.

Seda kasutatakse veevooluandurilt tulevate väljundimpulsside lugemiseks. Kui Inteli plaat tuvastab impulsi, käivitab see kohe funktsiooni.

Katkestamise kohta lisateabe saamiseks vaadake Arduino viite lehte.

Testikood on vormis SeeedStudio. Lisateavet leiate siit

Märkus: Voolu arvutamiseks peate muutma võrrandit vastavalt oma pumba andmelehele.

// vedeliku voolukiiruse lugemine, kasutades Seeeduino ja veevooluandurit saidilt Seeedstudio.com// Charles Gantti kohandatud kood PC Fan RPM -koodi kirjutas Crenn @thebestcasescenario.com // http: /themakersworkbench.com https://thebestcasescenario.com https://seeedstudio.com volatiilne int NbTopsFan; // signaali tõusvate servade mõõtmine int Calc; int hallsensor = 2; // Anduri tihvti asukoht void rpm () // See on funktsioon, mida katkend kutsub {NbTopsFan ++; // See funktsioon mõõdab saali efekti andurite signaali tõusva ja langeva serva} // Seadistus () meetod töötab üks kord, kui visand alustab void setup () // {pinMode (hallsensor, INPUT); // lähtestab digitaalse tihvti 2 sisendiks Serial.begin (9600); // See on seadistusfunktsioon, kus jadaport initsialiseeritakse, attachInterrupt (0, rpm, RISING); // ja katkestus on lisatud} // loop () meetod töötab ikka ja jälle, // niikaua kui Arduinol on power void loop () {NbTopsFan = 0; // Määra NbTops väärtuseks 0 arvutusteks valmis sei (); // Lubab katkestuste viivituse (1000); // Oota 1 sekund cli (); // Keela katkestused Calc = (NbTopsFan * 60/73); // (impulsi sagedus x 60)/73Q, = voolukiirus l/tunnis Serial.print (Calc, DEC); // Prindib eespool Serial.print arvutatud arvu ("L/tund / r / n"); // Prindib "L/tund" ja tagastab uue rea}

9. samm: alalisvoolupump

Pump on põhimõtteliselt ülekantud alalisvoolumootor, seega on sellel suur pöördemoment. Pumba sees on rullide ristiku muster. Mootori pöörlemisel surub ristik torule, et vedelikku suruda. Pumpa ei ole vaja kruntida ja see võib end ise hõlpsalt pool meetrit veega täita.

Pump ei ole sukeldatav. Seega ei puuduta see kunagi vedelikku ja teeb sellest suurepärase valiku väikese aianduse jaoks.

Juhi ring:

Me ei saa pumpa toita otse Edisioni tihvtidelt, kuna Edisoni tihvtid suudavad toita vaid väikest kogust voolu. Nii et pumba juhtimiseks vajame eraldi juhtahelat. Juhti saab teha n -kanalilise MOSFET -i abil.

Näete ülaltoodud pildil näidatud juhtahelat.

Pumbal on kaks klemmi. Punase punktiga tähistatud terminal on positiivne. Vaata pilti.

Alalisvoolupumpa soovitatakse töötada pingel 3V kuni 9V. Kuid meie toiteallikaks on 12 V aku. Soovitud pinge saavutamiseks peame pinge vähendama. Seda teeb alalisvoolu muundur. Väljund on seatud 9V -le, reguleerides pardal olevat potentsiomeetrit.

Märkus. Kui kasutate IRL540 MOSFET -i, pole vaja draiveriahelat teha, kuna see on loogiline.

Pumba pistiku ettevalmistamine:

Võtke juhtmega kahe kontaktiga JST -pistik. Seejärel jootke punane juhe punktiga polaarsuseni ja must juhe teise klemmi külge.

Märkus: Palun ärge katsetage pikka aega tühikäigul, sees on plastikust lehed, see ei ima lisandit.

10. etapp: valmistage ette kate

Kuna mul polnud andurite ühendamiseks soonekilpi. Ühenduse hõlbustamiseks tegin oma.

Selle valmistamiseks kasutasin kahepoolset prototüüpplaati (5 cm x 7 cm).

Lõigake 3 riba sirge isase päise tihvti, nagu pildil näidatud.

Sisestage päis Inteli naissoost päistesse.

Asetage prototüübilaud selle kohale ja märkige asukoht markeriga.

Seejärel jootke kõik päised.

Samm: valmistage Cicrcuit

Kaitse koosneb:

1. Toitepistik (2 kontakti)

2. Pumba pistik (2 tihvti) ja selle juhtahel (IRF540 MOSFET, 2N3904 transistor, 10K ja 1K takistid ja 1N4001 paralleeldiood)

3. Anduri pistikud:

• Niiskuseandur - niiskusanduri pistik on valmistatud 3 -kontaktiliste otseteedega.
• Valgusandur - Valgusanduri pistik on 2 -kontaktiline JST naissoost pistik, sellega seotud vooluring (10K takisti ja 0,1uF kondensaator) on valmistatud kilbil
• Vooluandur: Vooluanduri pistik on 3 -kontaktiline JST -pistik.

4. Pumba LED: Pumba oleku teadmiseks kasutatakse rohelist LED -i. (Roheline LED ja 330R takisti)

Jootke kõik pistikud ja muud komponendid vastavalt ülaltoodud skeemile.

Samm: installige rakendus Blynk ja kogu

Kuna Intel Edisionil on sisseehitatud WiFi, mõtlesin selle ühendada oma ruuteriga ja jälgida taimi oma nutitelefonist. Kuid sobivate rakenduste loomine vajab teatud tüüpi kodeerimist. Otsisin lihtsat võimalust, et igaüks, kellel on vähe kogemusi, saaks seda teha. Parim variant, mille leidsin, on rakenduse Blynk kasutamine.

Blynk on rakendus, mis võimaldab täielikku kontrolli Arduino, Rasberry, Intel Edisioni ja paljude muude riistvarade üle. See ühildub nii Androidi kui ka iPhone'iga. Praegu on rakendus Blynk tasuta saadaval.

Rakenduse saate alla laadida järgmiselt lingilt

1. Androidi jaoks

2. Iphone jaoks

Pärast rakenduse allalaadimist installige see oma nutitelefoni.

Seejärel peate raamatukogu importima oma Arduino IDE -sse.

Laadige raamatukogu alla

Rakenduse esmakordsel käivitamisel peate sisse logima - seega sisestage e -posti aadress ja parool.

Uue projekti loomiseks klõpsake ekraani paremas ülanurgas olevat „+”. Seejärel pange sellele nimi. Ma panin sellele nimeks „Automatiseeritud aed”.

Valige sihtriistvara Intel Edision

Seejärel klõpsake selle e-posti saatmiseks endale e-posti-seda vajate koodis

13. samm: armatuurlaua loomine

Armatuurlaud koosneb erinevatest vidinatest. Vidinate lisamiseks toimige järgmiselt.

Armatuurlaua põhiekraanile sisenemiseks klõpsake "Loo".

Seejärel vajutage vidinate kasti saamiseks uuesti nuppu „+”.

Seejärel lohistage 2 graafikut.

Klõpsake graafikuid, avaneb seadete menüü, nagu ülal näidatud.

Peate muutma nime "Niiskus", valima virtuaalse pin V1, seejärel muutma vahemikku 0-100.

Muutke erinevate graafikumustrite liuguri asendit. Nagu riba või joon.

Värvi saate muuta ka nime paremas servas oleval suhtlusringi ikoonil klõpsates.

Seejärel lisage kaks näidikut, 1 väärtusnäidik ja Twiter.

Järgige seadistamisel sama protseduuri. Saate vaadata ülaltoodud pilte.

14. samm: programmeerimine:

Varasemates etappides olete testinud kõiki andurite koodi. Nüüd on aeg need kokku ühendada.

Koodi saate alla laadida allolevalt lingilt.

Avage Arduino IDE ja valige plaadi nimi "Intel Edison" ja PORT No.

Laadige kood üles. Klõpsake rakenduse Blynk paremas ülanurgas kolmnurgaikoonil. Nüüd peaksite visualiseerima graafikuid ja muid parameetreid.

Värskendused WiFi andmesalvestuse kohta (27.10.2015): Blynk Appi tööd testiti niiskuse ja valguse anduri suhtes. Töötan vooluanduri ja Twiteriga.

Nii et võtke värskendustega ühendust.

15. samm: korpuse ettevalmistamine

Süsteemi kompaktseks ja kaasaskantavaks muutmiseks panin kõik osad plastkorpuse sisse.

Kõigepealt asetage kõik komponendid ja märkige need aukude tegemiseks (torude jaoks, kaabliside pumba ja juhtmete kinnitamiseks)

Siduge pump kaablisideme abil.

Lõigake väike räni toru ja ühendage pumba väljalaske- ja vooluanduri vahel.

Sisestage pikk räni toru pumba imemise lähedal asuvate aukude juurde.

Sisestage teine räni toru ja ühendage see vooluanduriga.

Paigaldage muundur korpuse ühele külgseinale. Võite kasutada liimi või 3M padja nagu mina.

Kandke kuuma liimi vooluanduri alusele.

Asetage Inteli plaat ettevalmistatud kilbiga. Ma rakendasin korpusele kleepimiseks 3M kinnitusruutu.

Lõpuks ühendage kõik andurid kilbi vastavate päistega.

16. etapp: lõplik testimine

Avage rakendus Blynk ja vajutage projekti käivitamiseks esitusnuppu (kolmnurgakujuline ikoon). Pärast mõne sekundi ootamist peaksid graafikud ja mõõturid olema aktiivsed. See näitab, et teie Intel Edison on ruuteriga ühendatud.

Niiskusanduri test:

Võtsite kuiva mullapotti ja sisestage niiskusandur. Seejärel valage järk -järgult vett ja jälgige nutitelefoni näitu. Seda tuleks suurendada.

Valgusandur:

Valgusandurit saab kontrollida, näidates valgusandurit valguse poole ja sellest eemal. Muudatused peaksid kajastuma teie nutitelefoni graafikul ja näidikutel.

Alalisvoolupump:

Kui niiskuse tase langeb alla 40%, käivitub pump ja roheline LED süttib. Olukorra simuleerimiseks võite sondi märja pinnase küljest eemaldada.

Vooluandur:

Vooluanduri kood töötab Arduino puhul, kuid annab Intel Edisonis mõne vea. Ma töötan selle kallal.

Twiter twit:

Pole veel testitud. Teen seda niipea kui võimalik. Jääge värskenduste juurde.

Näete ka demovideot

Kui teile see artikkel meeldis, ärge unustage seda edasi anda! Jälgige mind, et saada rohkem DIY projekte ja ideid. Aitäh !!!

Intel® IoT Invitational esimene auhind