Smart Garden "SmartHorta": 9 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Салам балдар, бул көрсөтмө колледжди автоматтык түрдө сугарууну камсыз кылган жана мобилдик тиркеме аркылуу башкарыла турган акылдуу жашылча бакчасынын долбоорун сунуштайт. Бул долбоордун максаты - үйдө отургузууну каалаган, бирок күнүмдүк керектүү убакта багууга жана сугарууга убактысы жок кардарларды тейлөө. Биз "SmartHorta" деп атайбыз, анткени хорта португалчада огородду билдирет.

Бул долбоорду иштеп чыгуу Парана Федералдык Технологиялык Университетинин (UTFPR) Интеграциялык Долбоорунун дисциплинасында бекитилген. Максат Мехатрониканын Механика, Электроника жана Башкаруу Инженериясы сыяктуу бир нече тармактарын бириктирүү болгон.

UTFPRдын профессорлору Сергио Стебелге жана Гилсон Сатого жеке ыраазычылыгымды билдирем. Жана ошондой эле бул долбоорду курууга жардам берген төрт классташыма (Августо, Фелипе, Микаэль жана Ребека).

Продукт жаман аба ырайынан коргойт, зыянкечтерден, шамалдан жана катуу жамгырдан коргоону сунуштайт. Аны шланг аркылуу суу сактагыч менен азыктандыруу керек. Сунушталган дизайн үч өсүмдүккө ылайыкталган прототип, бирок ал дагы вазаларга чейин кеңейиши мүмкүн.

Анда үч өндүрүш технологиясы колдонулган: лазердик кесүү, CNC фрезерлөө жана 3D басып чыгаруу. Автоматташтыруу бөлүгү үчүн Arduino контролер катары колдонулган. Байланыш үчүн Bluetooth модулу колдонулган жана MIT App Inventor аркылуу Android тиркемеси түзүлгөн.

Баарыбыз 9.0га жакын баа менен өттүк жана жумушка абдан ыраазыбыз. Баарынан да күлкүлүү нерсе - бул аппаратка отоо чөптөрдү отургузууну ар ким ойлойт, эмне үчүн экенин билбейм.

1 -кадам: Концептуалдык дизайн жана компоненттүү моделдөө

Кураштыруудан мурун, бардык компоненттер SolidWorksтун жардамы менен CADда иштелип чыккан жана моделдештирилген. Максат ошондой эле бүт долбоорду унаанын багажына салуу болчу. Ошентип, анын өлчөмдөрү максимум 500 мм деп аныкталган. Бул компоненттердин өндүрүшүндө лазердик кесүү, CNC фрезерлөө жана 3D басып чыгаруу технологиялары колдонулган. Жыгачтын жана түтүктөрдүн айрым бөлүктөрү араа менен кесилген.

2 -кадам: Лазердик кесүү

Лазердик кесүү 1мм калыңдыкта AISI 1020 болоттон жасалган, 600мм х 600мм, анан 100мм табактарга бүктөлгөн. Базада идиштерди жана гидравликалык бөлүктү жайгаштыруу функциясы бар. Алардын тешиктери колдоо түтүктөрүн, сенсорлорду жана электромагниттик кабелдерди өткөрүүдө жана эшиктин илгичтерине туура келүүдө колдонулат. Ошондой эле лазердик кесүү түтүктөрдү чатырга орнотуу үчүн кызмат кылган L формасындагы табак болгон.

3 -кадам: CNC фрезердик станок

Сервотор мотору CNC фрезер станогунун жардамы менен өндүрүлгөн. Жыгачтын эки бөлүгү иштетилип, андан кийин желимделип, жыгач шыбагы менен капталган. Кичинекей алюминий табак моторду жыгач колдоого орнотуу үчүн да иштетилген. Серво моментине туруштук берүү үчүн бекем түзүлүш тандалган. Ошондуктан жыгачтын калыңдыгы абдан жогору.

4 -кадам: 3D басып чыгаруу

Өсүмдүктөрдү туура сугаруу жана топурактын нымдуулугун жакшыраак контролдоо үчүн, бул суу түтүктөгү түтүктөн чачыраткычка багытталуучу структура иштелип чыккан. Аны колдонуу менен чачыраткыч өсүмдүктөрдүн жалбырактарынын ордуна ар дайым топуракка (20º эңкейиш менен) каратылган. Ал тунук сары PLAга эки бөлүктө басылып, андан соң гайкалар жана болттор менен чогулган.

5 -кадам: Handsaw

Чатырдын жыгач структурасы, эшиктери жана ПВХ түтүктөрү handsaw. The жыгач чатырдын структурасы талкаланып, кумдалган, бургуланган жана андан кийин жыгач бурамалар менен чогулган.

Чатыр түбөлүктүү тунук стекловолокно барак болуп саналат жана конкреттүү була кесүүчү гильотин менен кесилген, андан кийин бургуланып, жыгачка бурамалар менен орнотулган.

Жыгач эшиктери талкаланган, кумдалган, бургуланган, жыгач бурамалар менен чогултулган, жыгач массасы менен капталган, андан кийин катуу жамгырдан же курт -кумурскадан өсүмдүктөргө зыян келтирбөө үчүн степлер менен чиркей тору коюлган.

ПВХ түтүктөрү жөн эле колго кесилген.

6 -кадам: Гидравликалык жана механикалык компоненттер жана монтаж

Чатырды, базаны, башты жана эшиктерди даярдагандан кийин, биз структуралык бөлүктү куроого киришебиз.

Биринчиден, биз өткөргүч кыскычтарын гайка жана болт менен L негизине жана плитасына орнотобуз, андан кийин кысылганда төрт ПВХ түтүкчөсү орнотулат. Чатырды L баракчасына бурап салышыңыз керек болгондон кийин, эшиктерди жана туткаларды гайкалар жана болттор менен бурап коюңуз. Акыр -аягы, сиз гидротехникалык бөлүгүн чогултуу керек.

Бирок көңүл буруңуз, биз суу агып кетпеши үчүн гидравликалык бөлүктү мөөр басып коюу менен алектенишибиз керек. Бардык туташуулар жип герметикалык же ПВХ желим менен жабылышы керек.

Бир нече механикалык жана гидравликалык компоненттер сатылып алынды. Төмөндө тизмеленген компоненттер:

- Сугат топтому

- 2х туткалары

- 8x илмек

- 2x 1/2 PVC тизе

- 16x 1/2 дюймдук түтүктөрдүн кыскычтары

- 3x тизе 90º 15мм

- 1м түтүк

- 1x 1/2 көк ширетилүүчү жең

- 1x 1/2 көк ширетилүүчү тизе

- 1x сайма эмчек

- 3x идиштер

- 20x жыгач бурама 3.5x40mm

- 40x 5/32 болт жана гайка

- 1м чиркей экраны

- ПВХ түтүк 1/2"

7 -кадам: Электрдик жана электрондук компоненттер жана монтаж

Электрдик жана электрондук тетиктерди чогултуу үчүн зымдардын туура туташуусу жөнүндө тынчсыздануубуз керек. Эгерде туура эмес туташуу же кыска туташуу пайда болсо, алмаштыруу үчүн убакыт талап кылынган кымбат тетиктерди жоготуп алууңуз мүмкүн.

Arduinoго орнотууну жана кирүүнү жеңилдетүү үчүн, биз универсалдуу тактайы бар калкан чыгарышыбыз керек, андыктан Arduino Unoдо жаңы кодду алып салуу жана жүктөө, ошондой эле көптөгөн зымдардын чачырап кетпеши үчүн оңой болот.

Соленоиддик клапан үчүн, рельске жетүү үчүн Arduino киргизүү/чыгаруу жана башка компоненттерди күйгүзүп алуу коркунучунан кутулуу үчүн, оптоизоляцияланган коргоосу бар табак түзүлүшү керек. Соленоиддик клапанды иштетүүдө этият болуу керек: суу басымы жок болгондо аны күйгүзүүгө болбойт (антпесе күйүп кетиши мүмкүн).

Үч нымдуулук сенсорлору абдан маанилүү, бирок сиз сигналды көбөйтүү үчүн дагы кошо аласыз.

Бир нече электрдик жана электрондук компоненттер сатылып алынган. Төмөндө тизмеленген компоненттер:

- 1x Arduino Uno

- 6x топурактын ным сенсорлору

- 1x 1/2 127V электромагниттик клапан

- 1x сервомотор 15кг.см

- 1x 5v 3A булагы

- 1x 5v 1A булагы

- 1x Bluetooth модулу hc-06

- 1x Реалдуу убакыт сааты RTC DS1307

- 1x реле 5v 127v

- 1x 4n25 эңкейүүчү оптокуплер

-1x тиристор bc547

- 1x диод n4007

- 1x каршылык 470 Ом

- 1x каршылык 10k Ом

- 2х универсалдуу табак

- 3 розеткасы бар 1х электр тилкеси

- 2x эркек розеткасы

- 1x сайгыч p4

- 10м 2 тараптуу кабель

- 2м интернет кабели

8 -кадам: C Arduino менен программалоо

Arduino программалоо негизинен "n" вазалардын кыртышынын нымдуулугун көзөмөлдөө үчүн. Бул үчүн электромагниттик клапандын иштөө талаптарына, ошондой эле серво моторунун жайгашуусуна жана процесстин өзгөрмөлөрүнүн окулушуна жооп бериши керек.

Сиз идиштердин санын өзгөртө аласыз

#define QUANTIDADE 3 // Quantidade de plantas

Сиз клапан ачык турган убакытты өзгөртө аласыз

#define TEMPO_V 2000 // Мезгил -мезгили менен табуу

Сиз топурактын нымдалышын күтүү убактысын өзгөртө аласыз.

#define TEMPO 5000 // Соло үмүттөрдүн эсеби.

Сиз кызматчынын кечигүүсүн өзгөртө аласыз.

#define TEMPO_S 30 // Сервону кечиктирүү.

Ар бир топурактын ным сенсорунда кургак топурак жана толук нымдуу топурак үчүн башка чыңалуу диапазону бар, андыктан бул маанини бул жерде текшерүү керек.

umidade [0] = карта (umidade [0], 0, 1023, 100, 0);

9 -кадам: Мобилдик тиркеме

Колдонмо MIT App Inventor веб -сайтында долбоорду көзөмөлдөө жана конфигурация функцияларын аткаруу үчүн иштелип чыккан. Уюлдук телефон менен контроллердин туташуусунан кийин, тиркеме реалдуу убакытта үч вазанын нымдуулугун (0дөн 100%га чейин) жана учурда аткарылып жаткан операцияны көрсөтөт: же күтүү режиминде, сервомоторду жылдыруу вазанын бирин туура сугаруу же сугаруу. Ар бир вазада өсүмдүктүн түрүнүн конфигурациясы колдонмодо да жасалат жана конфигурациялар азыр тогуз өсүмдүктүн түрүнө даяр (салат, жалбыз, райхон, пияз, розмарин, брокколи, шпинат, кресло, кулпунай). Же болбосо, тизмеде жок өсүмдүктөр үчүн сугаруу орнотууларын кол менен киргизсеңиз болот. Тизмедеги өсүмдүктөр биздин прототиптегидей кичинекей казандарда өстүрүү оңой болгондуктан тандалды.

Колдонмону жүктөө үчүн, адегенде уюлдук телефонуңузга MIT App Inventor тиркемесин жүктөп алышыңыз керек, wifi күйгүзүңүз. Андан кийин компьютериңизге кирүү үчүн MIT https://ai2.appinventor.mit.edu/ веб -сайтына кирип, SmartHorta2.aia долбоорун импорттоп, анан уюлдук телефонуңузду QR коду аркылуу туташтырыңыз.

Ардуинону смартфонго туташтыруу үчүн телефонуңузда bluetooth'ду күйгүзүп, ардуинону күйгүзүп, анан түзмөктү жупташыңыз керек. Болду, сиз буга чейин SmartHorta менен туташып калдыңыз!