Alarm Tanaman Cerdas Thirst Alert – Sensor DIY untuk Hidrasi Tanaman Optimal

Komponen dan Perlengkapan

• Microchip Technology ATmega328 – 1 unit
• Kristal 16 MHz – 1 unit
• Kapasitor Cakram Keramik, 20 pF – 2 unit
• Regulator Linear (7805) – 1 unit
• LED (umum) – 2 unit
• Resistor 10k ohm – 1 unit
• Resistor 220 ohm – 1 unit
• Resistor Lubang Through, 470 ohm – 1 unit
• Stering Geser – 1 unit
• C&K Switches PTS 645 Series Switch – 1 unit
• Buzzer Piezo – 1 unit
• Baterai 9V (umum) – 1 unit
• Klips Baterai 9V – 1 unit
• SparkFun Soil Moisture Sensor (dengan Klem Sendir) – 1 unit
• Arduino UNO – 1 unit
• Kotak Cetak 3D – 1 unit

Alat dan Mesin yang Diperlukan

• Paku Solder (umum)
• Kawat Solder, Bebas Timbal

Aplikasi dan Layanan Online

• Patchr PCB Editor
• Patchr PCB Manufacturing (Gunakan kode "GoPatchr" saat checkout untuk diskon 15% pada pesanan pertama)
• Arduino IDE
• Onshape (Alat 3D CAD favorit)

Tentang Proyek Ini

Saya harus jujur — saya adalah pemelihara tanaman yang buruk. Senang bisa mengakui hal itu. Saya tidak dapat menentukannya, apakah karena terlalu giat fotosintesis atau terlalu sedikit air. Sepertinya tidak ada yang saya lakukan dapat menjaga tanaman-tanaman ini tetap hidup! Saya menyukai kehadiran mereka, cara mereka mempercantik ruang yang sepi, menciptakan suasana yang lukisan Ikea tidak bisa. Jadi saya berusaha mengubah hal tersebut dengan membangun perangkat yang membantu semua pembunuh tanaman diam seperti saya menjadi penjual tanaman yang bangga.

Mengenalkan Thirsty Plant Detector, sebuah perangkat yang berbicara untuk tanaman Anda, memberi tahu Anda tepat kapan mereka siap untuk diisi ulang.

Proyek ini sangat menarik, menggunakan Explorer Uno sebagai intinya, dikombinasikan dengan sensor kelembaban tanah dan buzzer piezo yang menghasilkan suara "kicauan" kricket yang indah ketika tanaman telah kering. Buzzer ini menggunakan elemen piezo, yang dapat menghasilkan suara atau mendeteksi getaran seperti ketukan. Sensor kelembaban tanah sangat sederhana. Dua garis atau sonda berada di dalam tanah bertindak seperti resistor variabel, menghasilkan nilai analog antara 0 dan 1023, tergantung pada jumlah kelembaban di tanah. Semakin banyak air di tanah, konduktivitas antara sondanya semakin baik, menghasilkan resistensi yang lebih rendah.

Tonton video yang kami buat untuk mempelajari cara membangunnya:

Atau ikuti di bawah ini untuk membangun sendiri! Selamat membangun!!

Mari Uji Coba Proyek pada Breadboard:

Untuk memulai, kita akan mencoba semuanya pada breadboard untuk menguji perangkat lunak sebelum merancang PCB. Saya menggunakan Arduino Uno untuk menyalakan semuanya dan, saat siap, memindahkan Atmega328 ke PCB saya. Saya telah menyertakan diagram bagaimana komponen pas bersama untuk membantu Anda membangun sendiri.

Perhatikan bahwa kita dapat menggunakan sensor kelembaban siap pakai (Sparkfun membuat yang bagus) atau dengan mudah membangun sendiri. Jika Anda memilih membangun sendiri, yang Anda butuhkan hanyalah dua "sonda" logam, kawat cadangan, dan resistor 47k ohm. Saya menggunakan batang hobi kuningan. Anda dapat menemukannya di toko hobi apa pun, biasanya di sebelah bagian mobil kereta/model kereta.

Setelah breadboard Anda selesai, unggah kode ini ke Arduino Anda:

https://github.com/patchr-io/Thirst-Alert/blob/master/Thirst_Alert.ino

Jika semuanya terlihat baik, Anda akan mendengar suara kricket! Sentuh sondanya satu sama lain dan suara harus berhenti.

Waktunya Merancang PCB!

1. Pertama mari kita login ke Patchr. Jika Anda belum membuat akun, silakan buat sekarang. Berikut adalah video 4 menit yang hebat untuk membantu Anda memulai.

Periksa pintasan keyboard yang berguna ini:

• Beralih ke sisi atas PCB: Command + 1
• Beralih ke sisi bawah PCB: Command + 2
• Putar komponen: Command + R
• Alihkan tampilan pad vs tampilan komponen: Command + P (menghapus semua ikon komponen untuk mengungkap jejak komponen)
• Tampilkan gambar hantu dari rute di sisi seberang PCB: Command + H

2. Kami akan menggunakan template Explorer Uno kami untuk melewati langkah merancang Arduino. Pilih proyek, berikan nama, dan kami dapat mulai merancang.

3. Hal pertama yang harus kita lakukan adalah mengubah jejak papan sedikit untuk memberi kami area yang lebih besar untuk menempatkan sensor kelembaban dan buzzer. Mari kita lakukan ini dengan mengambil salah satu titik di sudut dan menariknya keluar. Kami selalu dapat kembali dan mengubah bentuk agar pas dengan kotak pelindung dan komponen yang telah ditambahkan.

4. Selanjutnya, mari kita tempatkan resistor. Ingat dari breadboard, satu ujung resistor akan masuk ke sisi 5V dan ujung lainnya akan masuk ke A0. Jika ragu, pilih header dan itu akan menunjukkan nama pin di sisi kiri. Saya telah menempatkan rute 5V di sisi bawah papan (pintasan: command + 2) untuk mencegah persilangan dengan garis GND di sisi atas papan. Kami juga akan menempatkan satu lubang through dan menyambungkannya ke resistor untuk menyolder sonda kelembaban ke sana. Mari kita tempatkan lubang through lain untuk sonda lainnya dan rute ke salah satu pin ground.

Mari kita istirahat sejenak, tuangkan kopi, regangkan badan… dan simpan berkas. Kami tidak ingin kehilangan semua progres yang telah Anda capai.

5. Sekarang waktunya buzzer! Dengan melihat breadboard, kami perhatikan bahwa kami perlu menyambungkan dua pin. Satu ke GND dan yang lain ke pin digital 5.

6. Ini adalah kesempatan Anda untuk memeriksa kembali koneksi Anda dengan rangkaian breadboard. Jika tampak sama dengan yang telah Anda rancang pada PCB, Anda siap untuk mengekspor! Kami menyarankan menggunakan Patchr Manufacturing karena Anda dijamin mendapatkan PCB berkualitas tinggi. Gunakan kode promo kami "GoPatchr" untuk mendapatkan diskon 15% pada pesanan pertama Anda. Anda juga dapat mengunduh file PCB selesai yang dilampirkan di pos di bawah ini.

Merancang Kotak Pelindung

Sedang PCB Anda sedang diproduksi, mari kita rancang kotak pelindung. Perhatikan dimensi jejak di sisi kanan di bawah tab BRD — ini akan membantu memastikan Anda memiliki cukup ruang untuk PCB dalam desain akhir Anda. Jika Anda ingin menggunakan yang saya rancang, Anda dapat mengunduhnya di sini atau di Thingiverse. Untuk perangkat lunak CAD, favorit saya adalah Onshape untuk desain yang lebih canggih atau TinkerCAD ketika Anda perlu menyelesaikan sesuatu dengan cepat. Jika Anda tidak memiliki printer 3D, ada banyak situs hebat yang dapat Anda gunakan untuk mencetak objek 3D Anda, atau membuat kotak pelindung menggunakan bahan yang ada di sekitar rumah Anda.

Penginstalan!!!

Apakah Anda pernah mencabut headphone, memutar volume ke 11, mendorong meja Anda jauh, dan menari sedikit? Tertarik karena PCB Anda baru saja tiba dan Anda tidak sabar untuk memulai bagian favorit Anda dari setiap proyek? Penginstalan!!!! Karena saatnya, waktu favorit saya… menyolder. Untuk mengutip Bob Pease: "Bahasa pemrograman favorit saya adalah solder." Saya tidak bisa setuju dengan dia lebih... Jadi panaskan besi solder Anda, putarkan lagu favorit Anda dan mari kita lakukan hal ini!

Gunakan proyek Patchr Anda sebagai referensi dan diagram rangkaian untuk membantu Anda saat menyusun semuanya. Beberapa hal yang perlu diperhatikan, saya ingin buzzer berada di bagian atas kotak pelindung yang saya rancang jadi saya menyolder kawat antara buzzer dan PCB. Jika Anda ingin menempatkan buzzer secara langsung pada PCB, pastikan saja Anda telah memberikan cukup ruang untuk komponen selama fase desain.

Semoga satu-satunya tanaman kering, renyah, dan mengering dalam hidup Anda adalah keripik kale yang dehydrasi yang Anda makan siang kemarin, berkat Thirst Alert Plant Alarm. Seperti biasa, tulis di komentar di bawah ini dengan pertanyaan, gif keren, lelucon ayah, atau lagu solder favorit Anda.

Periksa video pembangunan di sini. Bagikan hack Plant Alarm Anda di sini.

Annnnd dari workbench saya ke workbench Anda… selamat membangun!

Kode

Thirst Alert - Kode Arduino

/* * Built for Patchr.io's Thirst Alert Plant Alarm * Tutorial: www.hackster.io/patchr * PCB Design: www.patchr.io * November 2019 */ #include "Volume.h" /* Developed by Connor Nishijima (2016) */ int sensorPin = A0; //set the pin for the moisture sensor int sensorValue; int limit = 300; Volume vol; void setup() { Serial.begin(9600); vol.begin(); vol.setMasterVolume(1.00); //Set this between 0.00 and 1.00 dependent on how loud you want the project to be vol.delay(500); } void loop() { sensorValue = analogRead(sensorPin); Serial.println(sensorValue); if (sensorValue>limit) { Serial.println("*cricket*"); //if the sensor value is greater than 300 then play the cricket noise at a random interval between 1 an 30 seconds chirp(); vol.delay(random (1000, 30000)); } else { vol.noTone(); } } void chirp() { //this part of the software was written by Connor Nishijima and creates the chirp tones int freq = random(3700, 4000); float volume = random(10, 100+1) / 100.00; int chirpType = 1; if (chirpType == 1) { Serial.println("2"); int chirpCount = random (1,3); chirp(chirpCount, freq, volume); } } void chirp(byte times, int freq, float volume) { float fadeOut = 1.00; while (times > 0) { float mv = 0; while (mv < 1.00) { int v = 0; while (v < 255) { vol.tone(freq, v * volume * mv * fadeOut); v += 4; } v = 255; while (v > 0) { vol.tone(freq, v * volume * mv * fadeOut); v -= 4; } vol.delay(20); mv += 0.2; } mv = 1.00; while (mv > 0.00) { int v = 0; while (v < 255) { vol.tone(freq, v * volume * mv * fadeOut); v += 4; } v = 255; while (v > 0) { vol.tone(freq, v * volume * mv * fadeOut); v -= 4; } vol.delay(20); mv -= 0.2; } vol.noTone(); fadeOut -= 0.75; times--; } } 

Bagian Khusus dan Kotak Pelindung

Kotak Pelindung Thirst Alert

File CAD di thingiverse.com Ini adalah file gerber yang dapat Anda gunakan untuk diunggah ke Patchr Manufacturing.thirstalertpcb_5kbOAcFilw.zip

Skematik