در طول تابستان و یا در طول سفر، بیشتر مردم برای آبیاری هر روز گیاهان گلدانی روی پشت بام یا منزل خود مشکل دارند. بنابراین، ما یک سیستم آبیاری خودکار گیاهی ساده و هیجان انگیز می سازیم که می توانید خودتان در عرض چند ساعت آن را بسازید.

این یک سیستم آبیاری خودکار گیاه مبتنی بر آردوینو است که از سنسور رطوبت خاک استفاده می کند. نمونه اولیه در شکل 1 نشان داده شده است.

سنسور رطوبت خاک

دو نوع سنسور رطوبت خاک در بازار موجود است - سنسورهای تماسی و غیر تماسی. در این پروژه از سنسور تماسی خاک استفاده می شود زیرا باید رطوبت خاک را برای اندازه گیری هدایت الکتریکی بررسی کند.

مدار سیستم آبیاری اتوماتیک گیاه

نمودار مدار سیستم آبیاری خودکار در شکل 2 نشان داده شده است. مدار شامل یک برد Arduino UNO، یک سنسور رطوبت خاک، یک موتور سروو، یک پمپ آب 12 ولت و یک IC درایور موتور L292D برای راه اندازی پمپ آب است.

می توانید برد آردوینو را با استفاده از باتری های 7 تا 12 ولت یا آداپتور پلاگین یا پنل خورشیدی تغذیه کنید. برای موتور پمپ به یک باتری 12 ولتی یا منبع تغذیه یا پنل خورشیدی جداگانه نیاز دارید.

سنسور رطوبت یک خروجی آنالوگ را ارائه می دهد که به راحتی با آردوینو قابل اتصال است. در این پروژه می توان دو سنسور را به پایه های آنالوگ A0 و A1 برد آردوینو متصل کرد. هر سنسور دارای چهار پین (Vcc، Gnd، Ao، و Do) برای رابط با برد آردوینو است.

در اینجا از پین خروجی دیجیتال (Do) استفاده نمی شود. پمپ آب و سروو موتور توسط آردوینو به ترتیب به پایه های دیجیتال 3 و 9 متصل می شوند. یعنی پایه کنترل سیگنال سروو موتور به پایه 9 برد آردوینو متصل است.

برنامه موجود در آردوینو هر 20 ثانیه مقدار رطوبت را از سنسور می خواند. اگر مقدار به مقدار آستانه برسد، برنامه سه کار زیر را انجام می دهد:

نازل سروو موتور را به همراه لوله آب ثابت روی آن به سمت گیاه گلدانی که سطح رطوبت آن کمتر از سطح آستانه/از پیش تعیین شده است حرکت می دهد.

موتور پمپ را برای تامین آب مخزن برای مدت زمان مشخصی راه اندازی می کند و سپس پمپ آب را متوقف می کند.

نازل سروو موتور را به موقعیت اولیه خود باز می گرداند.

کد آردوینو سیستم آبیاری اتوماتیک گیاه 

این برنامه به زبان برنامه نویسی آردوینو نوشته شده است. کد به خوبی توضیح داده شده و به راحتی قابل درک است. کد autowatering.ino را کامپایل کرده و با استفاده از Arduino IDE نسخه ۱ آن را در میکروکنترلر آپلود کنید.

این سنسور پس از نگهداری در خاک به خودی خود کالیبره می شود و مقدار آستانه روی نمایشگر سریال آردوینو نشان داده می شود. اشکال زدایی سریال در این برنامه موجود است. اگر مایل به استفاده از مانیتور سریال نیستید آن خطوط را کامنت کنید.

سیستم آبیاری خودکار گیاه چگونه کار می کند؟

پمپ را در یک ظرف آب که قابلیت نگهداری چند لیتر آب را دارد، نصب کنید. لوله آب را روی نازل سروو موتور وصل کنید.

قبل از روشن کردن مدار، باید تعاریف ماکرو زیر را در کد در نظر داشته باشید:

تغییر زاویه چرخش سروو نازل به سمت مخزن اول و مخزن دوم. مقادیر پیش فرض 70 درجه و 145 درجه است.

زمان آبیاری را با توجه به اندازه گلدان تغییر دهید. مقادیر پیش فرض پنج ثانیه و هشت ثانیه است.

تغییر مقدار آستانه با توجه به نیاز شما. مقدار پیش فرض 600 است.

گلدان های گل را در جایی قرار دهید که لوله نازل سروو موتور به راحتی به آنها برسد. هنگامی که سطح رطوبت به زیر 600 می رسد، سروو نازل با زاویه 70 درجه می چرخد.

یعنی بعد از اینکه نازل سروو موتور 70 درجه به سمت مخزن اول حرکت کرد، موتور پمپ به مدت پنج ثانیه روشن می شود و سپس به طور خودکار متوقف می شود. سپس سروو به موقعیت اولیه خود باز می گردد.

به طور مشابه، اگر از سنسور دوم استفاده می کنید، نازل موتور سروو به سمت دومین گلدان بزرگ به 145 درجه حرکت می کند و موتور پمپ به مدت هشت ثانیه روشن می شود و سپس به طور خودکار متوقف می شود. سروو به موقعیت اولیه خود باز می گردد.

توسعه کاربرد 

با استفاده از برد آردوینو UNO می توانید شش گیاه مختلف گلدانی را آبیاری کنید. با افزودن چند خط دیگر به کد، می‌توانید حتی گیاهان بیشتری را با استفاده از برد آردوینو Mega2560  که دارای پین‌های ورودی آنالوگ بیشتری است، آبیاری کنید.

همچنین می‌توانید یک محافظ اترنت یا Wi-Fi اضافه کنید و از کتابخانه توییتر استفاده کنید، که از سمت شما توییت می‌کند تا پیام‌هایی مانند: من به آب نیاز دارم، مخزن خالی است، مخزن را دوباره پر کنید، بابت آب متشکرم، و غیره.

برای نشان دادن سطح رطوبت می توان یک LCD 16×2 اضافه کرد.

همچنین می توانید مدار را فعال کنید تا پس از چند روز بسته به حجم مخزن، مخزن را دوباره پر کند.

برنامه آردوینو: