Smart Garden «SmartHorta» ՝ 9 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Ողջույն, տղերք: Այս ձեռնարկը կներկայացնի բանջարեղենի այգու քոլեջի նախագիծը, որն ապահովում է բույսերի ավտոմատ ջրելը և այն կառավարելի է բջջային հավելվածի միջոցով: Այս նախագծի նպատակն է սպասարկել այն հաճախորդներին, ովքեր ցանկանում են տնկել տանը, բայց ամեն օր համապատասխան ժամերին խնամելու և ջրելու ժամանակ չունեն: Մենք կոչում ենք «SmartHorta», քանի որ horta պորտուգալերեն նշանակում է բանջարանոց:

Այս նախագծի մշակումն իրականացվել է Պարանայի դաշնային տեխնոլոգիական համալսարանի (UTFPR) ինտեգրման ծրագրի կարգապահության հաստատման համար: Նպատակն էր միավորել մեխատրոնիկայի մի քանի ոլորտներ, ինչպիսիք են մեխանիկան, էլեկտրոնիկան և կառավարման ճարտարագիտությունը:

Իմ անձնական շնորհակալությունը UTFPR- ի դասախոսներ Սերջիո Ստեբելին և ilsիլսոն Սաթոյին: Եվ նաև իմ չորս դասընկերներին (Օգոստո, Ֆելիպե, Միքայել և Ռեբեկա), ովքեր օգնեցին կառուցել այս նախագիծը:

Ապրանքը պաշտպանված է վատ եղանակից ՝ պաշտպանելով վնասատուներից, քամուց և հորդառատ անձրևից: Այն պետք է սնվի ջրի բաքով գուլպանի միջոցով: Առաջարկվող դիզայնը նախատիպ է, որը կհամապատասխանի երեք բույսերի, սակայն այն կարող է ընդլայնվել մինչև ավելի շատ ծաղկամաններ:

Դրանում օգտագործվել են արտադրական երեք տեխնոլոգիաներ ՝ լազերային կտրում, CNC ֆրեզեր և 3D տպագրություն: Ավտոմատացման մասի համար Arduino- ն օգտագործվել է որպես վերահսկիչ: Հաղորդակցության համար օգտագործվել է bluetooth մոդուլ, իսկ MIT App Inventor- ի միջոցով ստեղծվել է Android հավելված:

Մենք բոլորս անցել ենք 9.0 -ին մոտ գնահատականով և շատ գոհ ենք աշխատանքից: Շատ ծիծաղելի է այն, որ բոլորը մտածում են այս սարքի վրա մոլախոտ տնկելու մասին, չգիտեմ ինչու:

Քայլ 1. Հայեցակարգային ձևավորում և բաղադրիչների մոդելավորում

Հավաքվելուց առաջ բոլոր բաղադրիչները նախագծվել և մոդելավորվել են CAD- ով ՝ օգտագործելով SolidWorks- ը ՝ ապահովելու համար, որ ամեն ինչ կատարյալ տեղավորվում է: Նպատակն էր նաև ամբողջ նախագիծը տեղավորել մեքենայի բեռնախցիկի ներսում: Հետևաբար, դրա չափերը սահմանվել են առավելագույնը 500 մմ: Այս բաղադրիչների արտադրությունը կիրառեց լազերային կտրման, CNC ֆրեզերային և 3D տպման տեխնոլոգիաներ: Փայտի և խողովակների որոշ մասեր կտրվեցին սղոցով:

Քայլ 2: Լազերային կտրում

Լազերային կտրումը կատարվել է 1 մմ հաստությամբ ցինկապատ AISI 1020 պողպատե թերթի վրա ՝ 600 մմ x 600 մմ, այնուհետև ծալվել է 100 մմ ներդիրների մեջ: Հիմքը ունի անոթների և հիդրավլիկ մասի տեղակայման գործառույթ: Նրանց անցքերն օգտագործվում են աջակցության խողովակները, սենսորային և էլեկտրական մալուխներն անցնելու և դռների ծխնիները տեղավորելու համար: Նաև լազերային կտրված էր L- ձևի ափսե, որը ծառայում է խողովակները տանիքին տեղավորելուն:

Քայլ 3: CNC ֆրեզերային մեքենա

Սերվոմոտորային լեռը պատրաստվել է CNC ֆրեզերային հաստոցի միջոցով: Փայտի երկու կտոր մշակվել է, այնուհետև սոսնձվել և պատվել փայտի մածիկով: Փոքր ալյումինե ափսեը նույնպես մշակվել է, որպեսզի շարժիչը տեղավորվի փայտի հենարանում: Սերվո ոլորող մոմենտին դիմակայելու համար ընտրվել է ամուր կառույց: Այդ պատճառով փայտը այդքան հաստ է:

Քայլ 4: 3D տպագրություն

Բույսերը ճիշտ ջրելուն և հողի խոնավության ավելի լավ վերահսկողություն հաստատելուն պես նախագծվել է մի կառույց, որը ջուրը մատակարարման խողովակից հիմքի վրա ուղղում է հեղուկացիր: Օգտագործելով այն ՝ հեղուկացիրը տեղադրված էր միշտ դեպի հողը (20º թեքությամբ դեպի ներքև) ՝ բույսերի տերևների փոխարեն: Այն տպվել է երկու մասի վրա `կիսաթափանցիկ դեղին PLA- ի վրա, այնուհետև հավաքվել ընկույզներով և պտուտակներով:

Քայլ 5: Ձեռքի սղոց

Տանիքի փայտե կառուցվածքը, դռները և PVC խողովակները ձեռքով կտրվել են ձեռքի սղոցում: Տանիքի փայտյա կառուցվածքը կոտրվել է, հղկվել, հորատվել, այնուհետև հավաքվել փայտե պտուտակներով:

Տանիքը հավերժական կիսաթափանցիկ ապակեպլաստե թերթ է և կտրված է հատուկ մանրաթել կտրող գիլյոտինով, այնուհետև հորատվել և պտուտակներով տեղադրվել փայտի մեջ:

Փայտե դռները կոտրվել են, հղկվել, փորվել, հավաքվել են փայտե պտուտակներով, պատվել փայտանյութով, այնուհետև տեղադրվել է մոծակների ցանց `կեռիչով` բույսերի հորդառատ անձրևից կամ միջատներից վնաս պատճառելու համար:

PVC խողովակները պարզապես կտրված էին ձեռքի սղոցի մեջ:

Քայլ 6: Հիդրավլիկ և մեխանիկական բաղադրիչներ և հավաքում

Տանիքը, հիմքը, գլուխը և դռները արտադրելուց հետո մենք անցնում ենք կառուցվածքային մասի հավաքմանը:

Սկզբում մենք ամրացնում ենք խողովակի սեղմակները հիմքի և L ափսեի վրա ընկույզով և պտուտակով, որից հետո պարզապես տեղադրեք չորս PVC խողովակը սեղմակների մեջ: Այն բանից հետո, երբ դուք պետք է պտուտակեք տանիքը թերթերի վրա L. Հետո պարզապես պտուտակեք դռներն ու բռնակները ընկույզներով և պտուտակներով: Ի վերջո, դուք պետք է հավաքեք հիդրավլիկ մասը:

Բայց ուշադրություն դարձրեք, մենք պետք է մտահոգված լինենք հիդրավլիկ մասի կնքմամբ, որպեսզի ջրի արտահոսք չլինի: Բոլոր միացումները պետք է հերմետիկորեն կնքված լինեն թելային հերմետիկ կամ PVC սոսինձով:

Գնվել են մի քանի մեխանիկական և հիդրավլիկ բաղադրիչներ: Ստորև թվարկված են բաղադրիչները.

- Ոռոգման հավաքածու

- 2x բռնակ

- 8 անգամ ծխնիներ

- 2x 1/2 PVC ծունկ

- 16x 1/2 խողովակի սեղմիչներ

- 3x ծնկ 90º15 մմ

- 1 մ գուլպաներ

- 1x 1/2 երկնագույն եռակցման թև

- 1x 1/2 երկնագույն եռակցվող ծունկ

- 1x պտուտակավոր խուլ

- 3x անոթներ

- 20x փայտի պտուտակ 3.5x40 մմ

- 40x 5/32 պտուտակ և ընկույզ

- 1 մ մոծակների էկրան

- PVC խողովակ 1/2"

Քայլ 7: Էլեկտրական և էլեկտրոնային բաղադրիչներ և հավաքում

Էլեկտրական և էլեկտրոնային մասերի հավաքման համար մենք պետք է անհանգստանանք լարերի ճիշտ միացման համար: Սխալ միացման կամ կարճ միացման դեպքում կարող եք կորցնել թանկարժեք մասերը, որոնց փոխարինումը ժամանակ է պահանջում:

Arduino- ի տեղադրումն ու մուտքն ավելի դյուրին դարձնելու համար մենք պետք է պատրաստենք ունիվերսալ տախտակով վահան, այնպես որ ավելի հեշտ է հեռացնել և ներբեռնել նոր կոդը Arduino Uno- ում, ինչպես նաև խուսափել բազմաթիվ լարերի ցրված լինելուց:

Էլեկտրամագնիսական փականի համար ռելեի շարժիչի համար պետք է պատրաստված լինի օպտոլիզացված պաշտպանությամբ ափսե `մեզ զերծ պահելու համար Arduino- ի մուտքերը/ելքերը և այլ բաղադրիչները այրելու վտանգից: Էլեկտրամագնիսական փականը գործարկելիս պետք է զգույշ լինել. Այն չպետք է միացված լինի, երբ ջրի ճնշում չկա (հակառակ դեպքում այն կարող է այրվել):

Խոնավության երեք տվիչ էական են, բայց ազդանշանների ավելորդության համար կարող եք ավելին ավելացնել:

Գնվել են մի քանի էլեկտրական և էլեկտրոնային բաղադրիչներ: Ստորև թվարկված են բաղադրիչները.

- 1x Arduino Uno

- 6 անգամ հողի խոնավության տվիչներ

- 1x 1/2 էլեկտրամագնիսական փական 127V

- 1x սերվոմոտոր 15 կգ.սմ

- 1x 5v 3A աղբյուր

- 1x 5v 1A աղբյուր

- 1x bluetooth մոդուլ hc-06

- 1x իրական ժամանակի ժամացույց RTC DS1307

- 1x ռելե 5v 127v

- 1x 4n25 թեքվող օպտիկական զույգ

-1x թրիստոր bc547

- 1x դիոդ n4007

- 1x դիմադրություն 470 օմ

- 1x դիմադրություն 10k ohms

- 2x ունիվերսալ ափսե

- 1x էլեկտրական ժապավեն 3 վարդակով

- 2x արական վարդակից

- 1x վարդակ p4

- 10 մ երկկողմանի մալուխ

- 2 մ ինտերնետային մալուխ

Քայլ 8. C ծրագրավորում Arduino- ի հետ

Arduino- ի ծրագրավորումը հիմնականում «n» ծաղկամանների հողի խոնավության վերահսկումն է: Դրա համար այն պետք է համապատասխանի էլեկտրամագնիսական փականի գործարկման պահանջներին, ինչպես նաև servo շարժիչի տեղադրմանը և գործընթացի փոփոխականների ընթերցմանը:

Դուք կարող եք փոփոխել անոթների քանակը

#սահմանեք ՔՎԱՆՏԻԴԱԴԵ 3 // Quantidade de plantas

Դուք կարող եք փոփոխել փականի բացման ժամանակը

#սահմանել TEMPO_V 2000 // Tempo que a válvula ficará aberta

Դուք կարող եք փոփոխել Սպասման ժամանակը, մինչև հողը խոնավանա:

#սահմանեք TEMPO 5000 // Tempo de esperar para o solo umidecer.

Դուք կարող եք փոփոխել ծառայողի ուշացումը:

#սահմանեք TEMPO_S 30 // Devo do servo:

Յուրաքանչյուր հողի խոնավության տվիչի համար գոյություն ունի չոր լողի և լիովին խոնավ հողի լարման միջակայք, այնպես որ դուք պետք է ստուգեք այս արժեքը այստեղ:

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

Քայլ 9: Բջջային հավելված

Հավելվածը մշակվել է MIT App Inventor կայքում ՝ նախագծի վերահսկման և կազմաձևման գործառույթներ կատարելու համար: Բջջային հեռախոսի և վերահսկիչի միջև կապից հետո ծրագիրը իրական ժամանակում ցույց է տալիս երեք ծաղկամաններից յուրաքանչյուրի խոնավությունը (0 -ից 100%) և այս պահին կատարվող գործողությունը. Կամ սպասման ռեժիմում, սերվոմոտորային շարժիչը ճիշտ դիրքը կամ ծաղկամաններից մեկը ջրելը: Յուրաքանչյուր ծաղկամանի մեջ բույսի տեսակի կազմաձևումը կատարվում է նաև հավելվածի վրա, և կազմաձևերն այժմ պատրաստ են ինը բուսատեսակների համար (հազար, անանուխ, ռեհան, սոխ, խնկունի, բրոկոլի, սպանախ, ծիրան, ելակ): Այլապես, դուք կարող եք ձեռքով մուտքագրել ոռոգման պարամետրերը բույսերի համար, որոնք ցանկում չեն: Theանկի բույսերն ընտրվել են, քանի որ դրանք հեշտ է աճեցնել մեր նախատիպի նման փոքր ամանների մեջ:

Հավելվածը ներբեռնելու համար նախ պետք է ներբեռնեք MIT App Inventor ծրագիրը ձեր բջջային հեռախոսում, միացրեք wifi- ն: Այնուհետև ձեր համակարգչում դուք պետք է մուտք գործեք MIT կայք ՝ https://ai2.appinventor.mit.edu/, որպեսզի մուտք գործեք, ներմուծեք SmartHorta2.aia նախագիծը, այնուհետև ձեր բջջային հեռախոսը միացրեք QR կոդի միջոցով:

Արդուինոն սմարթֆոնին միացնելու համար պետք է միացնել Bluetooth- ը ձեր հեռախոսին, միացնել arduino- ն և այնուհետև զուգակցել սարքը: Ահա և վերջ, դուք արդեն միացված եք SmartHorta- ին: