SYSTÈME D'IRRIGATION IoT AVANCÉ : 17 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

--par Maninder Bir Singh Gulshan, Bhawna Singh, Prerna Gupta

Étape 1:

Dans les opérations quotidiennes liées à l'arrosage des plantes, c'est la pratique culturelle la plus importante et la tâche la plus exigeante en main-d'œuvre. Peu importe le temps qu'il fait, qu'il fasse trop chaud et froid ou trop sec et humide, il est très important de contrôler la quantité d'eau qui atteint les plantes. Ainsi, il sera efficace d'utiliser une idée de système d'arrosage automatique des plantes qui arrose les plantes quand elles en ont besoin. Un aspect important de ce projet est le suivant: « quand et combien d'eau ». Cette méthode est utilisée pour surveiller en continu le niveau d'humidité du sol et pour décider si un arrosage est nécessaire ou non, et combien d'eau est nécessaire dans le sol de la plante. Dans sa forme la plus basique, le système est programmé de telle manière que le capteur d'humidité du sol qui détecte le niveau d'humidité de la plante à un moment particulier, si le niveau d'humidité du capteur est inférieur à la valeur spécifiée de seuil qui est prédéfinie selon la plante particulière que la quantité d'eau souhaitée est fournie à la plante jusqu'à ce que son niveau d'humidité atteigne la valeur seuil prédéfinie. Le système comprend un capteur d'humidité et de température qui surveille l'atmosphère actuelle du système et a une influence lors de l'arrosage. L'électrovanne contrôlera le débit d'eau dans le système, lorsque Arduino lit la valeur du capteur d'humidité, il déclenche l'électrovanne en fonction de la condition souhaitée.. De plus, le système signale ses états actuels et envoie le message de rappel sur l'arrosage des plantes et reçoit des SMS du destinataire. Toute cette notification peut être effectuée en utilisant SIM 800L.

Étape 2: Diagramme du cadre

Ce système nécessite un Arduino UNO qui agit comme contrôleur et serveur de l'ensemble du système. Dans ce système d'irrigation des plantes, le capteur d'humidité du sol vérifie le niveau d'humidité dans le sol et si le niveau d'humidité est bas, Arduino allume une pompe à eau pour fournir de l'eau à la plante. La pompe à eau s'arrête automatiquement lorsque le système trouve suffisamment d'humidité dans le sol. Chaque fois que le système allume ou éteint la pompe, un message est envoyé à l'utilisateur via le module GSM, mettant à jour l'état de la pompe à eau et l'humidité du sol. Ce système est très utile dans les fermes, les jardins, les maisons, etc. Ce système est entièrement automatisé et ne nécessite aucune intervention humaine.

Étape 3: Matériel utilisé: Arduino UNO

L'Arduino UNO est une carte microcontrôleur open source basée sur le microcontrôleur Microchip ATmega328P et développée par Arduino.cc. La carte est équipée d'ensembles de broches d'entrée/sortie (E/S) numériques et analogiques qui peuvent être interfacées avec diverses cartes d'extension (blindages) et d'autres circuits. La carte dispose de 14 broches numériques, 6 broches analogiques et programmable avec l'IDE Arduino (environnement de développement intégré) via un câble USB de type B. Il peut être alimenté par le câble USB ou par une batterie externe de 9 volts, bien qu'il accepte des tensions comprises entre 7 et 20 volts.

Étape 4: SIM 800L

SIM800L est un module cellulaire miniature qui permet la transmission GPRS, l'envoi et la réception de SMS et l'émission et la réception d'appels vocaux. Son faible coût, son faible encombrement et sa prise en charge des fréquences quadri-bandes font de ce module la solution parfaite pour tout projet nécessitant une connectivité longue portée.

Étape 5: Capteur d'humidité du sol

Les capteurs d'humidité du sol mesurent la teneur en eau volumétrique du sol. Étant donné que la mesure gravimétrique directe de l'humidité libre du sol nécessite le prélèvement, le séchage et la pondération d'un échantillon, les capteurs d'humidité du sol mesurent indirectement la teneur en eau volumétrique en utilisant une autre propriété du sol, telle que la résistance électrique, la constante diélectrique ou l'interaction avec les neutrons., comme indicateur de la teneur en humidité.

Étape 6: Capteur de température et d'humidité

Le DHT11 est un capteur numérique de température et d'humidité basique et ultra-économique. Il utilise un capteur d'humidité capacitif et une thermistance pour mesurer l'air ambiant et crache un signal numérique sur la broche de données (aucune broche d'entrée analogique n'est nécessaire). C'est assez simple à utiliser, mais nécessite un timing minutieux pour récupérer les données.

Étape 7: Capteur de débit d'eau

Le capteur de débit d'eau se compose d'un corps de vanne en plastique, d'un rotor d'eau et d'un capteur à effet Hall. Lorsque l'eau s'écoule à travers le rotor, le rotor roule. Sa vitesse change avec le débit différent. Le capteur à effet Hall émet le signal d'impulsion correspondant. Celui-ci est adapté pour détecter le débit dans le distributeur d'eau.

Étape 8: Relais

Un relais est un interrupteur à commande électrique. De nombreux relais utilisent un électro-aimant pour actionner mécaniquement un interrupteur, mais d'autres principes de fonctionnement sont également utilisés, tels que les relais à semi-conducteurs. Les relais sont utilisés lorsqu'il est nécessaire de contrôler un circuit par un signal de faible puissance séparé, ou lorsque plusieurs circuits doivent être contrôlés par un seul signal.

Étape 9: LCD (affichage à cristaux liquides)

LCD signifie Liquid Crystal Display et il vous permet de contrôler les écrans LCD compatibles avec le pilote Hitachi HD44780. Il y en a beaucoup, et vous pouvez généralement les identifier grâce à l'interface à 16 broches.

Étape 10: Pompe à eau

Une pompe est un appareil qui déplace des fluides (liquides ou gaz), ou parfois des boues, par action mécanique. Les pompes peuvent être classées en trois groupes principaux selon la méthode qu'elles utilisent pour déplacer le fluide: pompes à levage direct, à déplacement et à gravité.

Les pompes fonctionnent par un mécanisme (généralement alternatif ou rotatif) et consomment de l'énergie pour effectuer un travail mécanique déplaçant le fluide. Les pompes fonctionnent via de nombreuses sources d'énergie, y compris le fonctionnement manuel, l'électricité, les moteurs ou l'énergie éolienne, sont disponibles dans de nombreuses tailles, des microscopiques pour une utilisation dans des applications médicales aux grandes pompes industrielles.

Étape 11: Avantages

1. Capacité à économiser l'eau et efficacité dans la livraison de l'eau.

2. Planification et connectivité.

(Leur horaire peut être mis à jour de n'importe où avec des connexions Internet.)

3. Économie d'électricité.

(Les panneaux solaires sont également utilisés pour produire de l'électricité dans les fermes agricoles.)

4. L'agriculteur peut connaître la nature du champ à tout moment et n'importe où.

Étape 12: Candidatures

1. Il peut être utilisé dans les champs agricoles, les pelouses et comme système d'irrigation goutte à goutte.

2. Il peut être utilisé pour le processus de culture.

3. Il peut être utilisé pour fournir de l'eau dans la zone de plantation en pépinière.

4. Il peut être utilisé pour une large gamme de cultures car on peut personnaliser la référence requise pour différents types de cultures.

5. Il peut être utilisé pour la gestion de l'eau d'étang et le transfert d'eau.

Nous avions utilisé un appareil IoT, c'est-à-dire NodeMCU dans le schéma de circuit et avons également montré la carte de circuit imprimé (PCB) pour le même, vous pouvez également utiliser Arduino UNO.

Étape 13: Schéma de circuit

Étape 14: Conception de circuits imprimés pour le SYSTÈME D'IRRIGATION IoT AVANCÉ

Étape 15: Commande des PCB

Nous avons maintenant la conception du PCB et il est temps de commander les PCB. Pour cela, il vous suffit de vous rendre sur JLCPCB.com, et de cliquer sur le bouton « QUOTE NOW ».

JLCPCB est également sponsor de ce projet. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.), est la plus grande entreprise de prototypes de PCB en Chine et un fabricant de haute technologie spécialisé dans la production rapide de prototypes de PCB et de petits lots de PCB. Vous pouvez commander un minimum de 5 PCB pour seulement 2 $.

Étape 16:

Pour faire fabriquer le PCB, téléchargez le fichier gerber que vous avez téléchargé à la dernière étape. Téléchargez le fichier.zip ou vous pouvez également faire glisser et déposer les fichiers gerber.

Après avoir téléchargé le fichier zip, vous verrez un message de réussite en bas si le fichier est téléchargé avec succès.

Étape 17:

Vous pouvez examiner le PCB dans la visionneuse Gerber pour vous assurer que tout va bien. Vous pouvez voir à la fois le haut et le bas du PCB.

Après nous être assurés que notre PCB a l'air bien, nous pouvons maintenant passer la commande à un prix raisonnable. Vous pouvez commander 5 PCB pour seulement 2 $, mais s'il s'agit de votre première commande, vous pouvez obtenir 10 PCB pour 2 $. Pour passer la commande, cliquez sur le bouton « ENREGISTRER DANS LE PANIER ».

Mes circuits imprimés ont pris 2 jours pour être fabriqués et sont arrivés en une semaine en utilisant l'option de livraison DHL. Les PCB étaient bien emballés et la qualité était vraiment bonne.