Système de jardinage automatisé Intel : 16 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

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Bonjour à tous !!!

C'est mon premier Instructabe sur Intel Edison. Cette instructable est un guide pour faire un système d'arrosage automatisé (irrigation goutte à goutte) pour les petites plantes ou herbes en pot à l'aide d'un Intel Edison et d'autres capteurs électroniques bon marché. C'est parfait pour faire pousser des plantes herbacées d'intérieur. Mais cette idée peut être mise en œuvre pour un système plus grand.

J'appartiens à un village et nous avons notre propre entreprise. Pendant notre séjour dans mon village, nous recevions beaucoup de légumes frais/feuilles d'herbes de notre entreprise (voir les images ci-dessus). Mais maintenant, la situation est différente, car je reste dans un ville plus de légumes frais / feuilles d'herbes. Je dois les acheter au magasin qui ne sont pas du tout frais. En dehors de ceux-ci, ils sont cultivés en utilisant des pesticides nocifs qui ne sont pas bons pour la santé. Je prévois donc de raffermir les herbes à mon balcon qui est complètement frais et inoffensif. Mais le raffermissement est un processus qui prend du temps. J'oublie toujours de donner de l'eau à mes plantes à fleurs. Cela conduit à donner l'idée de système de jardinage automatisé.

Le système est conçu pour détecter l'humidité du sol, la quantité de lumière tombant sur les plantes et le débit d'eau. Lorsque la teneur en humidité du sol est trop faible, le système donne l'ordre de démarrer une pompe et d'arroser le sol. Le débitmètre surveille la consommation d'eau.

En dehors de cela, Intel Edison transmettra des informations sur le niveau d'humidité, la lumière ambiante et le débit sur le Web. Vous pouvez surveiller toutes les données de votre téléphone intelligent en utilisant les applications Blynk. Ensuite, un twit peut être envoyé automatiquement à votre compte si l'humidité tombe en dessous d'une valeur seuil donnée.

Le souci de l'environnement est devenu très important ces dernières années et il y a une demande croissante d'applications "vertes" qui peuvent aider à réduire les émissions de CO2 ou faire une gestion plus efficace de l'énergie consommée. Pour rendre le projet plus fiable et respectueux de l'environnement, j'ai utilisé l'énergie solaire pour alimenter l'ensemble du système.

Étape 1: Pièces requises

1. Carte Intel Edison (Amazon)

2. Capteur d'humidité (Amazon)

3. Capteur de débit (Amazon)

Pompe 4. DC (Amazon)

5. Cellule photoélectrique/LDR (Amazon)

6. MOSFET (IRF540 ou IRL540) (Amazon)

7. Transistor (2N3904) (Amazon)

8. Diode (1N4001) (Amazon)

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

10. Condensateur -10uF (Amazon)

11. DEL verte

12. Planche prototype double face (5 cm x 7 cm) (Amazon)

13. Connecteurs JST M/F avec fils (2 broches x 3, 3 broches x1) (eBay)

14. DC Jack - Mâle (Amazon)

15. Épingles d'en-tête (Amazon)

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

17. Contrôleur de charge solaire (Amazon)

18. Batterie plomb-acide scellée (Amazon)

Outils nécessaires:

1. Fer à souder (Amazon)

2. Coupe-fil/Dénudeur (Amazon)

3. Pistolet à colle chaude (Amazon)

4. Perceuse (Amazon)

Étape 2: Comment fonctionne le système

Le cœur du projet est la carte Intel Edison. Elle est connectée aux différents capteurs (comme l'humidité du sol, la lumière, la température, le débit d'eau, etc.) et une pompe à eau. Les capteurs surveillent les différents paramètres comme l'humidité du sol, la lumière du soleil et l'eau. débit/consommation puis alimente la carte Intel. Ensuite, la carte Intel traite les données provenant des capteurs et donne la commande à la pompe à eau pour arroser la plante.

Les différents paramètres sont ensuite envoyés au Web via le WiFi intégré Intel Edison. Ensuite, il est interfacé avec les applications Blynk pour surveiller l'usine à partir de votre smartphone/tablette.

Pour faciliter la compréhension, j'ai divisé les projets en sections plus petites comme ci-dessous

1. Premiers pas avec Edison

2. Alimentation électrique du projet

3. Connexion et test des capteurs

4. Faire le circuit/bouclier

5. Interfaçage avec l'application Blynk

6. Logiciel

7. Préparation du boîtier

8. Tests finaux

Étape 3: Paramétrage d'Intel Edison

J'achète cette carte d'extension Intel Edison et Arduino sur Amazon. Je suis très malchanceux car je ne l'ai pas obtenu de la campagne Instructable. Je connais Arduino, mais j'ai trouvé qu'il était un peu difficile de démarrer avec Intel Edison. Quoi qu'il en soit après quelques jours d'essai, j'ai trouvé son utilisation assez simple. Je vais vous guider, par les quelques étapes suivantes pour démarrer rapidement. Alors n'ayez pas peur:)

Suivez simplement les instructions suivantes qui expliquent bien comment démarrer avec Edison

Si vous êtes un débutant absolu, suivez les instructions suivantes

Un guide absolu pour les débutants sur l'Intel Edison

Si vous êtes un utilisateur Mac, suivez les instructions suivantes

VRAI guide du débutant pour configurer l'Intel Edison (avec Mac OS)

En dehors de cela, Sparkfun et Intel ont d'excellents tutoriels pour démarrer avec Edison.

1. Tutoriel Sparkfun

2. Tutoriel Intel

Téléchargez tous les logiciels requis sur le site Web d'Intel

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

Après avoir téléchargé le logiciel, vous devez installer les pilotes, IDE et OS

Conducteurs:

1. Pilote FTDI

2. Pilote Edison

IDE:

IDE Arduino

Flasher l'OS:

Edison avec Yocto Linux Image

Après avoir tout installé, vous devez configurer la connexion WiFi

Étape 4: Alimentation

Nous avons besoin de puissance pour ce projet à deux fins

1. Pour alimenter l'Intel Edison (7-12V DC) et différents capteurs (5V DC)

2. Pour faire fonctionner la pompe DC (9V DC)

J'ai choisi une batterie plomb-acide scellée 12V pour alimenter l'ensemble du projet. Parce que je l'ai eu à partir d'un vieil ordinateur UPS. Ensuite, j'ai pensé à utiliser l'énergie solaire pour charger la batterie. Alors maintenant, mon projet est complètement fiable et respectueux de l'environnement.

Voir les images ci-dessus pour préparer l'alimentation.

Le système de recharge solaire est composé de deux composants principaux

1. Panneau solaire: Il convertit la lumière du soleil en énergie électrique

2. Contrôleur de charge solaire: pour charger la batterie de manière optimale et contrôler la charge

J'ai écrit 3 instructables sur la fabrication d'un contrôleur de charge solaire. Vous pouvez donc le suivre pour créer le vôtre.

ARDUINO-SOLAR-CHARGE-CONTROLEUR

Si vous ne voulez pas fabriquer, achetez-le simplement sur eBay ou Amazon.

Lien:

La plupart des contrôleurs de charge ont généralement 3 bornes: Solaire, Batterie et charge.

Connectez d'abord le contrôleur de charge à la batterie, car cela permet au contrôleur de charge d'être calibré à la tension système appropriée. Connectez d'abord la borne négative, puis la borne positive. Connectez le panneau solaire (négatif d'abord puis positif) Enfin, connectez-vous à la borne de charge CC. Dans notre cas, la charge est Intel Edison et la pompe CC.

Mais la carte Intel et la pompe ont besoin d'une tension stable. Un convertisseur abaisseur CC-CC est donc connecté à la borne de charge CC du contrôleur de charge.

Étape 5: Capteur d'humidité

Le fonctionnement des capteurs d'humidité est basé sur la résistivité de l'eau pour déterminer le niveau d'humidité du sol. Les capteurs mesurent la résistance entre deux sondes distinctes en envoyant un courant à travers l'une d'elles et en lisant une chute de tension correspondante due à une valeur de résistance connue.

Plus il y a d'eau, plus la résistance est faible, et en utilisant cela, nous pouvons déterminer des valeurs seuils pour la teneur en humidité. Lorsque le sol est sec, la résistance sera élevée et le LM-393 affichera une valeur élevée sur la sortie. Lorsque le sol est humide, il affichera une valeur faible dans la sortie.

PILOTE LM-393 (capteur d'humidité) -> Intel Edison

GND -> GND

5 V -> 5

VOUT -> A0

Code d'essai:

int moist_sensor_Pin = A0; // Le capteur est connecté à la broche analogique A0

int moit_sensor_Value = 0; // variable pour stocker la valeur provenant du capteur void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { // lit la valeur du capteur: moist_sensor_Value = analogRead(moist_sensor_Pin); retard(1000); Serial.print("Lecture du capteur d'humidité = "); Serial.println(moit_sensor_Value); }

Étape 6: Capteur de lumière

Pour surveiller la quantité de lumière solaire tombant sur la plante, nous avons besoin d'un capteur de lumière. Vous pouvez acheter un capteur prêt à l'emploi pour cela. Mais je préfère créer le mien en utilisant une cellule photoélectrique/LDR. dans de nombreuses tailles et spécifications.

Comment ça fonctionne ?

Une cellule photoélectrique est essentiellement une résistance qui change sa valeur résistive (en ohms) en fonction de la quantité de lumière qui éclaire la face ondulée. Plus la quantité de lumière qui tombe dessus, plus la résistance est réduite et vice versa.

Pour en savoir plus sur la Photocellule, cliquez ici

Circuit de planche à pain:

Le capteur de lumière peut être fabriqué en réalisant un circuit diviseur de tension avec une résistance supérieure (R1) en tant que cellule photoélectrique/LDR et une résistance inférieure (R2) en tant que résistance de 10K. Voir le circuit illustré ci-dessus.

Pour en savoir plus, vous pouvez consulter le tutoriel adafruit.

Lien:

LDR une broche - 5V

Jonction --- A1

Résistance 10K une broche - GND

Circuit de filtre de bruit en option: connectez un condensateur de 0,1 uF à travers la résistance de 10K pour filtrer les bruits indésirables.

Code d'essai:

Résultat:

La lecture du moniteur série montre que la valeur du capteur est plus élevée pour la lumière du soleil et plus faible pendant l'ombre.

int LDR = A1; // LDR est connecté à la broche analogique A1

int LDRValue = 0; //c'est une variable pour stocker les valeurs LDR void setup() { Serial.begin(9600); //démarrer le moniteur série avec 9600 buad } void loop() { LDRValue = analogRead(LDR); // lit la valeur du ldr via LDR Serial.print("Light Sensor Value: "); Serial.println(LDRValue); // imprime les valeurs LDR sur le moniteur série delay (50); // C'est la vitesse à laquelle LDR envoie la valeur à arduino }

Étape 7: Fabriquez le capteur de lumière

Si vous avez un capteur de lumière groove Seeedstudio, vous pouvez ignorer cette étape. Mais je n'ai pas de capteur de groove, j'ai donc créé le mien. Si vous ne faites aucun doute, vous en apprendrez plus et ressentirez un grand plaisir après l'achèvement.

Prenez deux morceaux de fils de la longueur souhaitée et retirez l'isolant aux extrémités. Connectez un connecteur JST à deux broches à l'extrémité. Vous pouvez également acheter un connecteur avec des fils.

La cellule photoélectrique a de longues pattes qui doivent encore être coupées en bouts courts pour correspondre aux fils conducteurs.

Coupez deux courts morceaux de thermorétractable pour isoler chaque jambe. Insérez le tube thermorétractable dans les fils.

Ensuite, la cellule photoélectrique est soudée à l'extrémité des fils conducteurs.

Maintenant, le capteur est prêt. Vous pouvez donc facilement l'attacher à l'emplacement souhaité. La résistance de 10K et le condensateur de 0,1 uF seront soudés sur le circuit imprimé principal, ce que j'expliquerai plus tard.

Étape 8: Capteur de débit

Le capteur de débit est utilisé pour mesurer le liquide circulant dans un tuyau/conteneur. Vous vous demandez peut-être pourquoi nous avons besoin de ce capteur. Il y a deux raisons principales

1. Pour mesurer la quantité d'eau utilisée pour arroser les plantes, pour éviter le gaspillage

2. Pour éteindre la pompe pour éviter la marche à sec.

Comment fonctionne le capteur ?

Il fonctionne sur le principe de « l'effet Hall ». Une différence de tension est induite dans un conducteur perpendiculaire au courant électrique et au champ magnétique qui lui est perpendiculaire. Un petit rotor de ventilateur/hélice est placé sur le trajet du liquide qui s'écoule, lorsque le liquide s'écoule, le rotor tourne. L'arbre du rotor est relié à un capteur à effet Hall. C'est un arrangement d'une bobine de courant et d'un aimant connecté à l'arbre du rotor. Ainsi, une tension/impulsion est induite lorsque ce rotor tourne. Dans ce débitmètre, pour chaque litre de liquide qui le traverse par minute, il génère environ quelques impulsions. Le débit en L/h peut être calculé en comptant les impulsions de la sortie du capteur. L'Intel Edison fera le travail de comptage.

Les capteurs de débit sont livrés avec trois fils:

1. Rouge/VCC (entrée 5-24V CC)

2. Noir/GND (0V)

3. Jaune/SORTIE (Sortie d'impulsion)

Préparation du connecteur de la pompe: La pompe est livrée avec un connecteur et des fils JST. Mais le connecteur femelle de mon stock ne correspondait pas à celui-ci et la longueur du fil est également petite. J'ai donc coupé le connecteur d'origine et soudé un nouveau connecteur de taille appropriée.

Lien:

Capteur ---- Intel

Vcc -- 5V

GND-- GND

SORTIE -- D2

Code d'essai:

La broche de sortie d'impulsion du capteur de débit est connectée à la broche numérique 2. La broche 2 sert de broche d'interruption externe.

Ceci est utilisé pour lire les impulsions de sortie provenant du capteur de débit d'eau. Lorsque la carte Intel détecte l'impulsion, elle déclenche immédiatement une fonction.

Pour en savoir plus sur Interrupt, vous pouvez voir la page de référence Arduino.

Le code de test est extrait de SeeedStudio. Pour plus de détails, vous pouvez voir ici

Remarque: Pour le calcul du débit, vous devez modifier l'équation conformément à la fiche technique de votre pompe.

// lecture du débit de liquide à l'aide de Seeeduino et du capteur de débit d'eau de Seeedstudio.com// Code adapté par Charles Gantt à partir du code PC Fan RPM écrit par Crenn @thebestcasescenario.com // http:/themakersworkbench.com https://thebestcasescenario.com https://seeedstudio.com volatil int NbTopsFan; //mesure des fronts montants du signal int Calc; capteur hall int = 2; //L'emplacement de la broche du capteur void rpm () //C'est la fonction que l'interruption appelle { NbTopsFan++; //Cette fonction mesure le front montant et descendant du signal des capteurs à effet Hall } // La méthode setup() s'exécute une fois, lorsque l'esquisse démarre void setup() // { pinMode(hallsensor, INPUT); // initialise la broche numérique 2 comme entrée Serial.begin (9600); //C'est la fonction de configuration où le port série est initialisé, attachInterrupt(0, rpm, RISING); // et l'interruption est attachée } // la méthode loop() s'exécute encore et encore, // tant que l'Arduino a la puissance void loop () { NbTopsFan = 0; //Mettre NbTops à 0 prêt pour les calculs sei(); //Active le délai d'interruption (1000); //Attendez 1 seconde cli(); //Désactiver les interruptions Calc = (NbTopsFan * 60 / 73); //(Fréquence d'impulsion x 60) / 73Q, = débit en L/heure Serial.print (Calc, DEC); //Imprime le nombre calculé ci-dessus Serial.print (" L/hour\r\n"); //Imprime "L/heure" et renvoie une nouvelle ligne }

Étape 9: Pompe CC

La pompe est essentiellement un moteur à courant continu démultiplié, elle a donc beaucoup de couple. À l'intérieur de la pompe se trouve un motif de rouleaux en trèfle. Lorsque le moteur tourne, le trèfle appuie sur le tube pour presser le fluide. La pompe n'a pas besoin d'être amorcée et peut en fait s'auto-amorcer avec de l'eau sur un demi-mètre facilement.

La pompe n'est pas de type submersible. Elle ne touche donc jamais le fluide et en fait un excellent choix pour le petit jardinage.

Circuit Pilote:

Nous ne pouvons pas alimenter la pompe directement à partir des broches Edision car les broches Edison ne peuvent fournir qu'une petite quantité de courant. Donc, pour entraîner la pompe, nous avons besoin d'un circuit de commande séparé. Le conducteur peut être fabriqué en utilisant un MOSFET à canal n.

Vous pouvez voir le circuit du pilote montré dans l'image ci-dessus.

La pompe a deux bornes. La borne marquée d'un point rouge est positive. Voir l'image.

La pompe à courant continu est recommandée pour fonctionner à 3V à 9V. Mais notre source d'alimentation est une batterie de 12 V. Pour obtenir la tension souhaitée, nous devons réduire la tension. Ceci est fait par un convertisseur DC Buck. La sortie est réglée sur 9 V en ajustant le potentiomètre intégré.

Remarque: Si vous utilisez un MOSFET IRL540, il n'est pas nécessaire de créer le circuit du pilote car il s'agit d'un niveau logique.

Préparation du connecteur de la pompe:

Prenez un connecteur JST à deux broches avec un fil. Puis soudez le fil rouge à la polarité avec la marque de point et le fil noir à l'autre borne.

Remarque: veuillez ne pas tester longtemps sans charge, l'intérieur est avec des feuilles en plastique, ne peut pas aspirer les impuretés.

Étape 10: préparer le champ

Comme je n'avais pas de groove shield pour la connexion des capteurs. Pour faciliter la connexion, j'ai fait le mien.

J'ai utilisé une planche prototype double face (5 cm x 7 cm) pour la réaliser.

Coupez 3 bandes de goupille mâle droite comme indiqué sur l'image.

Insérez l'en-tête dans les en-têtes femelles Intel.

Placez la planche prototype juste au-dessus et marquez la position avec un marqueur.

Puis soudez tous les en-têtes.

Étape 11: Faire le circuit

Le bouclier est composé de:

1. Connecteur d'alimentation (2 broches)

2. Connecteur de pompe (2 broches) et son circuit de commande (MOSFET IRF540, transistor 2N3904, résistances 10K et 1K et diode anti parallèle 1N4001)

3. Connecteurs de capteur:

• Capteur d'humidité - Le connecteur du capteur d'humidité est composé d'embases mâles droites à 3 broches.
• Capteur de lumière - Le connecteur du capteur de lumière est un connecteur femelle JST à 2 broches, le circuit associé (résistance 10K et condensateur 0,1 uF) est réalisé sur le blindage
• Capteur de débit: Le connecteur du capteur de débit est un connecteur femelle JST à 3 broches.

4. LED Pompe: Une LED verte permet de connaître l'état de la pompe. (LED verte et résistance 330R)

Soudez tous les connecteurs et autres composants selon le schéma ci-dessus.

Étape 12: Installez l'application et la bibliothèque Blynk

Comme l'Intel Edision dispose du WiFi intégré, j'ai pensé à le connecter à mon routeur et à surveiller les plantes à partir de mon smartphone. Mais créer une application appropriée nécessite une sorte de codage. J'ai recherché une option simple pour que toute personne ayant peu d'expérience puisse y parvenir. La meilleure option que j'ai trouvée consiste à utiliser l'application Blynk.

Blynk est une application qui permet un contrôle total sur Arduino, Rasberry, Intel Edision et bien d'autres matériels. Elle est compatible pour Android et IPhone. À l'heure actuelle, l'application Blynk est disponible gratuitement.

Vous pouvez télécharger l'application à partir du lien suivant

1. Pour Android

2. Pour Iphone

Après avoir téléchargé l'application, installez-la sur votre smartphone.

Ensuite, vous devez importer la bibliothèque sur votre IDE Arduino.

Télécharger la bibliothèque

Lorsque vous exécutez l'application pour la première fois, vous devez vous connecter. Entrez donc une adresse e-mail et un mot de passe.

Cliquez sur le « + » en haut à droite de l'écran pour créer un nouveau projet. Ensuite, nommez-le. Je l'ai nommé « Jardin automatisé ».

Sélectionnez le matériel cible Intel Edision

Cliquez ensuite sur "E-mail" pour vous envoyer ce jeton d'authentification - vous en aurez besoin dans le code

Étape 13: Création du tableau de bord

Le tableau de bord est composé de différents widgets. Pour ajouter des widgets, suivez les étapes ci-dessous:

Cliquez sur « Créer » pour accéder à l'écran principal du tableau de bord.

Ensuite, appuyez à nouveau sur « + » pour obtenir la « Widget Box »

Ensuite, faites glisser 2 graphiques.

Cliquez sur les graphiques, un menu de paramètres apparaîtra comme indiqué ci-dessus.

Vous devez changer le nom "Moisture", sélectionnez la broche virtuelle V1, puis modifiez la plage de 0 à 100.

Modifiez la position du curseur pour différents modèles de graphique. Comme une barre ou une ligne.

Vous pouvez également changer la couleur en cliquant sur l'icône en forme de cercle à droite du nom.

Ajoutez ensuite deux jauges, 1 affichage de valeur et Twiter.

Suivez la même procédure pour le réglage. Vous pouvez vous référer aux images ci-dessus.

Étape 14: Programmation:

Dans les étapes précédentes, vous avez testé tous les codes des capteurs. Il est maintenant temps de les combiner.

Vous pouvez télécharger le code à partir du lien ci-dessous.

Ouvrez l'IDE Arduino et sélectionnez le nom de la carte " Intel Edison" et le numéro de PORT.

Téléchargez le code. Cliquez sur l'icône en forme de triangle dans le coin supérieur droit de l'application Blynk. Vous devez maintenant visualiser les graphiques et autres paramètres.

Mises à jour sur l'enregistrement des données WiFi (2015-10-27): Fonctionnement de l'application Blynk testé pour le capteur d'humidité et de lumière. Je travaille sur le capteur de débit et Twiter.

Alors soyez en contact pour les mises à jour.

Étape 15: Préparation du boîtier

Pour rendre le système compact et portable, j'ai mis toutes les pièces dans un boîtier en plastique.

D'abord un endroit tous les composants et marqués pour faire des trous (pour le tuyau, Attache de câble pour fixer la pompe et les fils)

Attachez la pompe à l'aide d'un serre-câble.

Coupez un petit tube en silicone et connectez-le entre le refoulement de la pompe et le capteur de débit.

Insérez un long tube en silicone dans les trous près de la pompe d'aspiration.

Insérez un autre tube en silicone et connectez-le au capteur de débit.

Installez le convertisseur buck sur une paroi latérale du boîtier. Vous pouvez appliquer de la colle ou un tampon 3M comme moi.

Appliquez de la colle chaude à la base du capteur de débit.

Placez la carte Intel avec le blindage préparé. J'ai appliqué des carrés de montage 3M pour coller au boîtier.

Enfin, connectez tous les capteurs aux en-têtes correspondants sur le blindage.

Étape 16: Tests finaux

Ouvrez l'application Blynk et appuyez sur le bouton de lecture (icône en forme de triangle) pour exécuter le projet. Après avoir attendu quelques secondes, les graphiques et les jauges devraient s'activer. Cela indique que votre Intel Edison est connecté au routeur.

Test du capteur d'humidité:

Prenez un pot de terre sèche et insérez le capteur d'humidité. Puis versez de l'eau progressivement et observez les lectures sur votre smartphone. Il faut l'augmenter.

Capteur de lumière:

Le capteur de lumière peut être vérifié en montrant le capteur de lumière vers la lumière et loin de celle-ci. Les changements doivent être reflétés sur le graphique et les jauges de votre smartphone.

Pompe CC:

Lorsque le niveau d'humidité tombe en dessous de 40 %, la pompe démarre et la LED verte s'allume. Vous pouvez retirer la sonde du sol humide pour simuler la situation.

Capteur de débit:

Le code du capteur de débit fonctionne sur Arduino mais donne une erreur sur Intel Edison. J'y travaille.

Twiter twit:

Pas encore testé. Je le ferai dès que possible. Restez à l'écoute pour les mises à jour.

Vous pouvez également voir la vidéo de démonstration

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