DIY Smart Watering Butler: Verwenden Sie Arduino, um den Servo so zu steuern, dass er bei Bedarf ohne Wurzelfäule bewässert

Freunde, die Blumen und Gras anbauen, erleben Sie oft diese Peinlichkeit: Wenn Sie für ein paar Tage von einer Geschäftsreise zurückkommen, sind Ihre geliebten Grünpflanzen bereits „durstig“ und sterben ab; Oder vielleicht haben Sie sie deutlich gegossen, aber weil Sie die Menge nicht kontrolliert haben, waren die Wurzeln völlig durchnässt? Herkömmliche zeitgesteuerte Tränken sind entweder „Einheitsgrößen“ oder kompliziert zu installieren. Tatsächlich mit einem kleinen Entwicklungsboard undServo, können Sie einen „denkenden“ intelligenten Bewässerungsverwalter basteln. Es kann nicht nur anhand der Bodenfeuchtigkeit entscheiden, ob gegossen werden soll, sondern auch die Wassermenge genau steuern, sodass Ihre Pflanzen die VIP-Behandlung „Wasser nach Bedarf“ genießen können. Lassen Sie uns heute darüber sprechen, wie wir diese Idee in die Realität umsetzen können.

Das Lenkgetriebe kann auch zum Bewässern verwendet werden

Wenn viele Leute von Lenkanlagen hören, denken sie als erstes an ferngesteuerte Flugzeuge oder Roboter und haben das Gefühl, dass das nichts im Vergleich zu Bewässerung ist. Tatsächlich ist das Lenkgetriebe im Wesentlichen ein Motor, der den Winkel genau steuern kann. Man kann es sich als „Manipulator“ vorstellen. Solange Sie ein kleines Ventil oder einen kleinen Hebel daran installieren, können Sie problemlos auf die Pipette drücken, den Wasserhahn aufdrehen oder sogar ein selbstgebautes Kippgerät steuern. Im Vergleich zu gewöhnlichen Wasserpumpen sind die Vorteile von aServosind „Kraft“ und „Positionssinn“ – es weiß, wohin es sich dreht, und kann erkennen, wie man einen Wasserhahn dreht. Wenn es ein wenig gedreht wird, fließt ein kleiner Wasserstrahl, und wenn es bis zum Ende gedreht wird, fließt ein großer Wasserstrahl. Diese feinfühlige Steuerung ist genau das, was Pflanzen für eine präzise Bewässerung am meisten brauchen.

So wählen Sie Lenkgetriebe und Antriebsbrett aus

Bei der Auswahl einesServoWir konzentrieren uns auf zwei Parameter: Drehmoment und Typ. Das Drehmoment bestimmt, wie fest ein Ventil „gezogen“ werden kann. Im Allgemeinen reicht zum Gießen von Topfpflanzen ein 9-Gramm- oder 20-Gramm-Mikroservo aus. Möchte man einen relativ strammen Kugelhahn ansteuern, muss man ein Metallgetriebeservo mit größerem Drehmoment wählen. Vom Typ her sind gewöhnliche analoge Servos erschwinglich und können mit der Servo-Bibliothek angesteuert werden; Wenn Sie hohe Anforderungen an Geräuschentwicklung und Genauigkeit stellen, können Sie digitale Servos in Betracht ziehen. Was die Treiberplatine betrifft, können die meisten kleinen Servos Strom direkt über den 5-V-Pin beziehen. Wenn Sie jedoch ein Servo mit hohem Drehmoment verwenden, ist es am besten, ein separates externes Netzteil zu verwenden, z. B. ein altes Ladegerät für Mobiltelefone, um es zu ersetzen. Dies kann die Systemstabilität gewährleisten und führt nicht zu einem Neustart aufgrund unzureichender Stromversorgung.

Schließen Sie beim Anschließen von Hardware nicht die falschen Drähte an

Für die Hardware-Verbindung können wir sie in drei Schritte unterteilen. Der erste Schritt besteht darin, die drei Drähte des Servos anzuschließen: Der rote Draht (Stromversorgung) wird an 5 V oder den Pluspol der externen Stromversorgung angeschlossen, der braune Draht (Erdungsdraht) wird an GND angeschlossen und der orangefarbene Draht (Signaldraht) wird an einen digitalen Pin, z. B. Pin 9, angeschlossen. Beachten Sie, dass Sie bei Verwendung einer externen Stromversorgung unbedingt den GND der externen Stromversorgung mit dem GND der externen Stromversorgung verbinden müssen, damit das Signal normal übertragen werden kann. Im zweiten Schritt wird der Bodenfeuchtesensor angeschlossen. Es verfügt im Allgemeinen über drei Drähte: VCC, GND und AO (Analogausgang), die jeweils mit 5 V, GND und dem analogen Pin A0 verbunden sind. Der dritte Schritt ist der mechanische Aufbau. Befestigen Sie den Servo am Rand des Blumentopfs, sodass er beim Drehen auf den Tropfer oder ein Mikrowasserventil drücken kann.

Schreiben Sie Code, um eine automatische Beurteilung zu realisieren

Die Logik des Codes ist eigentlich sehr klar: „Messen Sie die Luftfeuchtigkeit – bestimmen Sie, ob bewässert werden soll – steuern Sie die Aktion des Lenkgetriebes“. Wir legen im Code zunächst einen Feuchtigkeitsschwellenwert fest, beispielsweise 300 (analoger Wert 0-1023, je kleiner die Zahl, desto feuchter ist es). Wenn der vom Sensor gelesene Wert über dem Schwellenwert liegt, was darauf hinweist, dass der Boden trocken ist, wird die Servo-Bibliothek aufgerufen, den Servo in einen festgelegten Winkel zu drehen, z. B. 90 Grad, ihn einige Sekunden lang gedrückt zu halten, damit das Wasser abfließen kann, und ihn dann langsam wieder auf 0 Grad zu drehen, um ihn auszuschalten. Hier ein paar Tipps: Es ist am besten, die Bewässerung zu verzögern, damit das Wasser genügend Zeit zum Eindringen hat; Darüber hinaus können Sie die Grenze „keine wiederholte Bewässerung für eine halbe Stunde nach der Bewässerung“ festlegen, um zu verhindern, dass der Sensor durch das gerade eingegossene Wasser beeinträchtigt wird, was zu einer wiederholten Bewässerung führt. Sie können diese Parameter entsprechend den Vorlieben Ihrer eigenen Pflanzen anpassen.

Praktische Tipps zur Installation und zum Debuggen

Bei der eigentlichen Installation gibt es mehrere Details, die Ihre Bewässerungsmaschine zuverlässiger machen können. Die erste ist die Abdichtung. Am besten verstauen Sie Platine und Servo in einer Plastikbox, insbesondere das Servo selbst. Wenn es im Freien aufgestellt wird, können Sie etwas wasserfesten Kleber in den Spalt der Schale auftragen. Die zweite ist die Modifikation des Wasserventils. Wenn Sie kein fertiges Magnetventil verwenden möchten, können Sie einen ausrangierten Shampoo-Pumpenkopf finden und ihn mit dem Servoarm drücken. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit bei jedem Druck quantitativ abgegeben werden, und die Kosten liegen bei nahezu Null. Drittens installieren Sie es beim Debuggen nicht zuerst auf dem Blumentopf. Servo und Sensoren anschließen. Verwenden Sie eine Tasse Wasser, um nassen Boden zu simulieren, drücken Sie es mit den Händen trocken, um trockenen Boden zu simulieren, und beobachten Sie, ob sich das Servo richtig bewegt. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass es richtig ist, befestigen Sie es am Blumentopf.

Eine Systemerweiterung kann es auch intelligenter machen

Wenn die grundlegende automatische Bewässerung abgeschlossen ist, werden Sie feststellen, dass das Potenzial dieses Systems noch viel größer ist. Sie können ein Echtzeituhrmodul hinzufügen, um die Bewässerung während eines bestimmten Zeitraums, z. B. von 8 bis 18 Uhr, zu ermöglichen, um ein plötzliches Anlaufen mitten in der Nacht zu vermeiden. Um noch weiter fortgeschritten zu sein, können Sie ein ESP32-Modul anschließen, um Feuchtigkeitsdaten und Bewässerungsaufzeichnungen über WLAN an Ihr Mobiltelefon zu senden, sodass Sie jederzeit im Büro den Status der Pflanzen überprüfen und die Bewässerung sogar manuell aus der Ferne steuern können. Für Freunde mit ausgeprägten praktischen Fähigkeiten können Sie auch mehrere Servos parallel anschließen und mit einem davon mehrere Pflanzentöpfe gleichzeitig verwalten, um Ihre eigene intelligente Mikrofarm zu erstellen.

Wenn Sie das sehen, juckt es Sie schon und Sie möchten sofort etwas ausprobieren? Tatsächlich liegt die größte Schwierigkeit oft nicht in der Technik, sondern darin, wie man den richtigen „Bewässerungsmechanismus“ basierend auf dem spezifischen Standort Ihrer Pflanzen und der Form des Blumentopfs konzipiert. Denken Sie, dass in Ihrem Blumengarten-Szenario das Servo zum Drücken des Hebels geeignet ist oder dass es zuverlässiger ist, das Ventil direkt zu drehen? Teilen Sie Ihre Änderungsideen gerne im Kommentarbereich mit