Smart växtmonitor inomhus - veta när din växt behöver vattnas: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

För ett par månader sedan gjorde jag en jordfuktighetsövervakningspinne som är batteridriven och kan fastna i jorden i krukväxten för att ge dig användbar information om markfuktighetsnivån och blinkande lysdioder för att berätta när du ska vattna din växt.

Det gör ett bra jobb, men det är ganska framträdande fastnat i grytan och det är inte den snyggaste enheten. Så detta fick mig att tänka på ett sätt att göra en snyggare växtmonitor inomhus som kan ge dig den information du behöver som en överblick.

Om du gillar den här instruerbara, vänligen rösta på den i Remix -tävlingen!

Tillbehör

• Seeeduino XIAO - Köp här
• Eller Seeeduino XIAO från Amazon - Köp här
• Kapacitiv jordfuktighetssensor - Köp här
• 5mm RGB LED - Köp här
• 100Ω motstånd - Köp här
• 200Ω motstånd - Köp här
• Bandkabel - Köp här
• Kvinnliga huvudnålar - Köp här
• 3 mm MDF - Köp här
• 3mm akryl - Köp här
• Epoxilim - Köp här

Steg 1: Designa basen

Efter att ha lekt med ett par idéer tänkte jag göra en enkel rund bas för inomhusväxten att stå på, ungefär som en dalbana. Basen skulle bestå av tre lager, ett lager MDF, sedan ett indikatorskikt som skulle lysa upp för att visa anläggningens status och sedan ytterligare ett lager MDF.

Indikatorlagret skulle tändas av en RGB -LED som skulle bli grön när växten hade tillräckligt med vatten och bli röd när växten behövde vatten. Nivåerna av fukt emellan skulle vara olika nyanser av gult/orange när lysdioden övergår från grönt till rött. Så en gröngul skulle innebära att det fortfarande finns en lagom mängd vatten och en orangegul skulle innebära att du skulle behöva vattna din växt ganska snart.

Jag ville fortfarande använda samma kapacitiva jordfuktighetsövervakningssensorer som jag använde i det första projektet, eftersom jag hade ett par reservdelar. Den här gången kommer det dock inte att finnas någon elektronik kopplad till den direkt, all bearbetning skulle göras i basen.

Mikrocontrollern jag bestämde mig för att använda var Seeeduino XIAO eftersom den är väldigt liten, den är Arduino -kompatibel och den kostar bara $ 5.

Jag började med att mäta upp potten så att jag kunde göra den nya basen något större. Jag utformade komponenterna i Inkscape såväl laserskurna som i PDF -format för att skrivas ut och klippas för hand. Du kan ladda ner mallarna här.

Steg 2: Skärning av akryl och MDF

Jag skär ut komponenterna från 3 mm MDF och 3 mm klar akryl på min laserskärare. Om du inte har en laserskärare kan du skriva ut PDF -mallarna och klippa ut komponenterna för hand. Både MDF och akryl är ganska enkla att arbeta med.

För att få RGB -lysdioden att lysa upp kanterna på akrylskiktet måste du grova upp dem med lite sandpapper. Jag använde ungefär 240 sandpapper och slipade alla kanterna på akryl tills de hade en jämn vit dis. De grova kanterna sprider LED -ljuset och får akrylen att se ut som om den lyser upp.

Steg 3: Montera basen

Limma sedan ihop skikten med lite epoxilim.

Använd bara en liten mängd epoxi, du vill inte att det ska sippra ut från kanterna och på akrylytorna som du just slipat eller så måste du slipa dem igen.

Använd några små klämmor för att hålla ihop lagren eller lägg dem under ett tungt föremål medan epoxin härdar.

Steg 4: Lödning av elektroniken

Medan epoxin härdar kan du lödda dina komponenter tillsammans.

Kretsen är ganska enkel, du har precis fått två PWM -utgångar för att styra RGB -lysdioden, en för det gröna benet och en för det röda benet, och sedan en enda analog ingång för avläsning av sensorutgången.

Du behöver också ett strömbegränsande motstånd på vart och ett av de två LED -benen. Det gröna ljuset från dessa lysdioder är generellt mycket ljusare än det röda, så jag använde ett 220Ω motstånd på det gröna benet och ett 100Ω motstånd på det röda benet för att balansera färgerna lite bättre.

Dessa kapacitiva jordfuktighetssensorer ska kunna köras på antingen 3,3V eller 5V, men jag har haft ett par som bara inte matar ut något när de drivs av 3,3V. Om du upptäcker att du inte får någon effekt från din sensor kan du behöva driva den från 5V -matningen på Arduino - Vcc istället. Sensorn minskar spänningen ändå, så du får fortfarande bara en 3,3V utgång. Var försiktig om du använder en annan modellsensor eftersom den här specifika Arduino bara kan acceptera upp till 3,3V på de analoga ingångarna.

Steg 5: Installera elektroniken

Därefter måste du installera dina elektroniska komponenter i ditt hus på baksidan av basen.

När jag försökte montera mina komponenter första gången såg jag att jag hade varit lite optimistisk när jag trodde att jag skulle få in dem i tvålagersutrymmet, så jag var tvungen att klippa ett extra distanslager.

Skjut in din lysdiod i hålet i akryl, se till att den ljusaste delen av lysdioden finns i akrylskiktet. Så tryck inte in det hela vägen.

Limma sedan in din Arduino i huset och huvudstiften på det övre locket. Du kan använda epoxi eller en limpistol för det här steget, jag använde en limpistol när den fastnar snabbare. Det är också en bra idé att täcka de lödda skarvarna på huvudstiften med lim så att de inte blir korta på benen på lysdioden när du stänger den.

Det är det för montering, nu behöver du bara programmera det.

Steg 6: Programmering av Arduino

Skissen är ganska enkel. Det tar bara avläsningar från jordfuktighetssensorn och kartlägger dem sedan mellan våta och torra gränser. Den använder sedan dessa mappade värden för att driva de två lysdioderna proportionellt.

Så den röda lysdioden lyser helt och grön är helt släckt när den är torr och vice versa för våt. Mellannivåer har skalat PWM -utgångar för att ge de olika nyanser av gult/orange.

I min första version av skissen uppdaterade jag precis lysdioderna med varje värde som lästes in från sensorn. Jag märkte att det fanns en viss variation i mätningarna och så ofta var det ett värde som var betydligt högre eller lägre än de andra, vilket orsakade en färgflimmer/glitch. Så jag ändrade koden lite så att de senaste tio avläsningarna är i genomsnitt och detta genomsnitt driver LED -färgen snarare. Detta gör ändringarna lite mer gradvisa och möjliggör vissa avvikelser utan att väsentligt påverka färgen.

Dessa data kan ses i seriell bildskärmsutgång.

Du kan ladda ner skissen här tillsammans med en fullständig beskrivning av koden.

Steg 7: Kalibrera sensorn

Det sista du ska göra innan du använder monitorn är att kalibrera sensorn. Du måste göra detta så att din Arduino vet vid vilken fuktnivå din växt har tillräckligt med vatten och vid vilken fuktnivå den behöver vatten. Detta är ett viktigt steg eftersom varje sensorns effekt är något annorlunda baserat på position och jordtyp och varje växt har olika vattningskrav.

Det bästa sättet att göra detta är att börja med din "torra" växt, med jorden på en fuktnivå där du förväntar dig att vattna den.

Placera din växt på basen, skjut in sensorn i jorden (sänk inte ner de elektroniska komponenterna) och anslut sedan sensorn i huvudstiften på basen.

Anslut din Arduino till din dator och öppna din seriella bildskärm. Du måste lägga till ett Serial.print (""); rad till koden för att skriva ut sensorns utgångar till seriell bildskärm så att du kan se råvärdena. Du vill att ett nytt värde ska visas var 1-2: e sekund, du kan ändra detta med fördröjningen. Du kan också mata ut det glidande genomsnittsresultatet om du vill, du behöver bara vänta lite längre för att få dina stabiliserade avläsningar.

Notera genomsnittet på cirka 10-20 avläsningar när de har stabiliserats, detta kommer att vara ditt "torra" börvärde.

När du är nöjd med de torra avläsningarna, vattna din växt som vanligt. Ge den tillräckligt med vatten för att absorberas helt i jorden, men drunkna inte den. Gör nu samma sak som tidigare och få ett genomsnittligt "vått" börvärde.

Uppdatera de två börpunkterna i koden och ladda sedan upp skissen igen så är du redo att börja använda basen på rätt sätt.

Steg 8: Använda Smart Indoor Plant Monitor

Eftersom du precis har vattnat din växt för att kalibrera den, ska skärmen vara grön. Det börjar sakta bli gult och sedan rött igen under de närmaste dagarna när jorden torkar ut.

På grund av den rörliga genomsnittliga matrisen är det lite fördröjning mellan när du vattnar växten och när sensorn blir grön igen. Den ska bli grön efter cirka 20-30 sekunder.

Om du ska använda basen på en riktigt solig plats kanske du vill lägga till en andra eller tredje LED och ett annat akrylskikt till basen för att göra den lite större och ljusare.

Låt mig veta vad du tycker om den här bildskärmen i kommentarfältet nedan. Vad tycker du om och vad skulle du ändra?

Som nämnts tidigare, vänligen rösta på det här projektet i Remix -tävlingen om du gillade det!

Ha kul att bygga ditt eget!