Grön tumme: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Green Thumb är ett Internet of Things -projekt inom jordbrukssektorn som gjorts för min klass. Jag ville bygga något specifikt för utvecklingsländerna, och efter min forskning fick jag reda på att de afrikanska länderna bara har 6% av kontinentens jordbruksmark bevattnade, det finns dålig teknik, mindre tillförlitlighet vid vattenhantering eller bevattning som leder till mindre produktivitet. I Zambia fann man att småbrukare som kunde odla grönsaker under torrperioden tjänade 35% mer än de som inte gör det.

De flesta av de befintliga systemen kostar mer än $ 200, vilket är dyrt och absolut inte överkomligt för små jordbrukare. Bönder i dessa utvecklingsländer gör redan ansträngningar för ett småskaligt vattenhanteringssystem.

Green Thumbs mål är att tillhandahålla ett kostnadseffektivt, individuellt, småskaligt bevattningssystem till bönder i Afrika som hjälper dem med smart bevattning och vattenhanteringstekniker för att öka mängden av sina produkter

Steg 1: Steg 1: Implementera fuktsensorer på en växt

Välja en växt: Jag behövde en växt att övervaka under mitt projekt, eftersom många afrikanska länder odlar äggplanter fick jag en liten aubergine hemma för att experimentera med.

Fuktgivare: För att övervaka växtens fuktinnehåll måste du göra en kostnadseffektiv sensor som kan göra det.

Komponenter som behövs:

1. Galvaniserade naglar - 2

2. Single Strand Wires - ett gäng av dem

3. Partikel Bor - 1

4. Motstånd (220 ohm eller något annat värde) - 1

5. Brödbräda

Ta 2 galvaniserade spikar och löd dem till enkelsträngade trådar.

Gör följande anslutning på din brödbräda.

Anslut en av spikarna till en analog stift och den andra till en digital stift. Håll spikarna 3 cm från varandra, det kan vara valfritt avstånd så långt det är konstant, eftersom avståndet mellan 2 spikar kan förändra avläsningarna.

Skriv följande kod i din Particle Boron IDE och blinka koden

Sätt in naglarna i din anläggning, den ska visa avläsningar på din seriella bildskärm eller din konsol.

Här är en snabbguide för att konfigurera din Boron.

Steg 2: Steg 2: Samla in avläsning av fuktsensorer

Nästa steg var att samla alla avläsningar i ett Excel -dokument för övervakning av ändamål genom IFTTT.

1. Besök IFTTT och skapa ett konto (om du inte redan har det) eller logga in. IFTTT (om detta då) är en gratis webbaserad tjänst för att skapa kedjor av enkla villkorliga uttalanden som kallas Applets.

2. Gå till -> Mina appleter, klicka på -> Nya appletter

3. för +detta -välj Partikel -> välj 'Ny händelse publicerad' -> Skriv 'PlantData' som händelsenamnet för vilket IFTTT ska utlösas

4. för +som väljer google -ark -> välj "Lägg till rad i ett kalkylblad" -> Skriv namnet på det kalkylblad som ska skapas -> klicka på "Skapa åtgärd"

5. Så när du partikel publicerar händelsen "PlantData", kommer en ny rad med data att läggas till i ett kalkylblad i din google -enhet.

Steg 3: Steg 3: Analysera data

Du kan ladda ner excel -filen och prova data. Jag gjorde linjediagram över data som samlats in för varje halvtimme, fann att avläsningarna inte förändrades mycket under den givna tidsförloppet. Nagelsensorerna gav ganska pålitliga avläsningar.

Avläsningen varierade vanligtvis mellan 1500-1000 när den behövde vattnas.

Så med tanke på tröskeln till 1500 kan vi säga att när avläsningen är mindre än 1500 är växten i sitt vissnande skede och systemet kan reagera på cirka 5-10 minuter genom att vattna plantorna.

Eftersom data tidigare samlades in varje millisekund korroderar det naglarna.

När data övervakas och vi ser att det inte är mycket fluktuationer i avläsningarna kan sensorn drivas varannan timme, samla avläsningen och kontrollera om den är under tröskeln.

Detta gör att nagelsensorerna kan hålla längre.

Steg 4: Steg 4: Skapa flera sensorer och kommunicera genom nät

Hela gårdsområdet kan delas in i flera regioner och dessa regioner kan övervakas av individuella sensorer. Alla dessa sensorer kan kommunicera med 'Huvudsystemet' som styr vattenpumpen.

'Huvudsystemet' har partikelbor - det är cellulärt och kan därför kommunicera på platser utan WiFi.

De enskilda sensorerna har Particle Xenon, de kommunicerar till Boron genom att skapa ett lokalt Mesh -nätverk.

Här är en snabbguide för att lägga till din Xenon i ett befintligt nätverk.

Här har jag gjort 2 sensorer. Överför hela kretsen till ett protoboard.

Testa följande kod för att se om Mesh -kommunikationen fungerar.

Steg 5: Steg 5: Komplettera sensorernas fysiska form

Elektroniken till sensorerna behöver en låda som kan distribueras på fälten. Eftersom systemet måste vara kostnadseffektivt tänkte jag mig att spendera på elektroniken samtidigt som jag sparar kostnader på dess fysiska form. Den fysiska lådan där sensorn måste placeras, kan tillverkas av en bonde eller kan tillverkas lokalt i Afrika med hjälp av deras råvaror. Bonden kan också använda allt material som är tillgängligt för dem och sätta in elektroniken.

Jag prototyper med kartong, som kan göras vattentålig genom lackering.

Gör en låda med 8,5 cm i bredd, 6,5 cm på bredden och 5,5 cm på höjden. Klipp ut dessa mått ur en kartong. Gör 2 hål i botten som är 3 cm från varandra för att sensorerna ska gå in. Stick kartonger med en limpistol.

Gör 2 lager kartong med 8,5 cm x 6,5 cm mått, som skulle gå inuti lådan. Klipp ut ett hål i dessa lager för att ledningarna ska passera.

Spikarna skulle gå igenom hålen. Ett kartonglager placeras ovanpå det som har Protoboard. Krokodilklämmor används för att ansluta spikarna till kretsen, så att dessa spikar enkelt kan kopplas bort från kretsen.

Det andra lagret av kartong ovanpå detta har LIPO -batteri som driver upp Xenons.

Dessa lager kan tas bort genom att lyfta upp dem med hjälp av hålen som skärs ut och naglarna kan enkelt bytas ut, detta gör systemet enkelt att underhålla och montera.

Steg 6: Steg 6: Slutlig implementering

Jag delade en låda full av jord, i 3 delar, en med maximalt vatten, andra med medelhög vattenhalt och tredje var torr jord.

Varje sensor när den placeras i en av de tre delarna av lådan, kommunicerar avläsningen till bor, vilket fattar ett beslut om det området behöver vattnas. Detta indikeras med en lysdiod, motsvarande varje sensor.

Sensorn startas varannan timme.