私たちが数日間町を出るときはいつも、植物は定期的に水を必要とするので、私たちはいつも植物のことを心配していました。そこで、ここでは、Arduinoを使用して自動植物灌漑システムを作成して います。これは、植物に自動的に水を供給し、携帯電話にメッセージを送信することで最新の状態に保ちます。
この植物給水システムでは、土壌水分センサーが土壌の水分レベルをチェックし、水分レベルが低い場合、Arduinoはウォーターポンプをオンにして植物に水を供給します。システムが土壌に十分な水分を検出すると、ウォーターポンプは自動的にオフになります。システムがポンプのオン/オフを切り替えるたびに、GSMモジュールを介してユーザーにメッセージが送信され、ウォーターポンプと土壌水分のステータスが更新されます。このシステムは、農場、庭、家などで非常に役立ちます。このシステムは完全に自動化されており、人間の介入は必要ありません。
Arduino植物散水システムプロジェクトに必要なコンポーネント
- Arduino Uno
- GSMモジュール
- トランジスタBC547（2）
- 接続線
- 16x2 LCD（オプション）
- 電源12v1A
- リレー12v
- ウォータークーラーポンプ
- 土壌水分センサー
- 抵抗器（1k、10k）
- 可変抵抗器（10k、100k）
- 端子コネクタ
- 電圧レギュレータICLM317
GSMモジュール：
ここでは、TTL SIM800GSMモジュールを使用しました。SIM800は完全なクアッドバンドGSM / GPRSモジュールであり、顧客や愛好家が簡単に組み込むことができます。SIM900 GSMモジュールは、業界標準のインターフェースを提供します。SIM800は、低消費電力で音声、SMS、データにGSM / GPRS 850/900/1800 / 1900MHzのパフォーマンスを提供します。このSIM800GSMモジュールのデザインはスリムでコンパクトです。市場またはeBayからオンラインで簡単に入手できます。
- 小型のクアッドバンドGSM / GPRSモジュール。
- GPRS対応
- TTL出力
GSMモジュールとATコマンドの詳細については、こちらをご覧ください。また、GSMとArduinoを使用したさまざまなプロジェクトをチェックして、それらのインターフェースを正しく理解してください。
回路の説明：
この植物灌漑システムでは、自家製の土壌水分センサープローブを使用して土壌水分レベルを検知しました。プローブを作るために、下の写真のように銅張板をカットしてエッチングしました。プローブの片側はVccに直接接続され、もう一方のプローブ端子はBC547トランジスタのベースに接続されています。ポテンショメータがトランジスタのベースに接続され、センサーの感度を調整します。
Arduinoは、この自動植物散水システムのプロセス全体を制御するために使用されます。土壌センサー回路の出力は、ArduinoのデジタルピンD7に直接接続されています。センサー回路にはLEDが使用されており、このLEDのON状態は土壌中の水分の存在を示し、OFF状態は土壌中の水分の不在を示します。
GSMモジュールは、SMSをユーザーに送信するために使用されます。ここでは、TTLロジックを直接提供および取得するTTL SIM800 GSMモジュールを使用しました（ユーザーは任意のGSMモジュールを使用できます）。LM317電圧レギュレータはSIM800 GSMモジュールに電力を供給するために使用されます。LM317は電圧定格に非常に敏感であるため、使用する前にデータシートを読むことをお勧めします。その動作電圧定格は3.8vから4.2vです（動作させるには3.8vをお勧めします）。以下は、TTL sim800GSMモジュールに与えられた電源の回路図です。
ユーザーがSIM900TTLモジュールを使用したい場合は、5Vを使用する必要があり、ユーザーがSIM900モジュールを使用したい場合は、ボードのDCジャックスロットに12Vを適用します。
A 12Vリレーは220VAC小さな水ポンプを制御するために使用されます。リレーは、Arduinoのデジタルピン11にさらに接続されているBC547トランジスタによって駆動されます。
オプションのLCDは、ステータスとメッセージの表示にも使用されます。LCD、RS、ENの制御ピンはArduinoのピン14と15に接続され、LCD D4-D7のデータピンはArduinoのピン16、17、18、19に直接接続されています。LCDは4ビットモードで使用され、Arduinoの内蔵LCDライブラリによって駆動されます。
以下は、arduinoと土壌水分センサーを備えたこの灌漑システムの回路図です。
作業説明：
この自動植物灌漑システムの操作は非常に簡単です。まず第一に、それは完全に自動化されたシステムであり、システムを制御するための人的資源の必要はありません。Arduinoはプロセス全体を制御するために使用され、GSMモジュールは携帯電話でユーザーにアラートメッセージを送信するために使用されます。
土壌に水分が存在する場合、土壌水分センサーの2つのプローブ間に伝導があり、この伝導により、トランジスタQ2はトリガー/オン状態のままになり、ArduinoピンD7はローのままになります。ArduinoがD7でLOW信号を読み取ると、「土壌水分は正常です。」に関するSMSをユーザーに送信します。モーターがオフになりました」とウォーターポンプはオフ状態のままです。
土壌に水分がない場合、トランジスタQ2はオフになり、ピンD7はハイになります。次に、ArduinoはピンD7を読み取り、水モーターをオンにし、「低土壌水分が検出されました」というメッセージをユーザーに送信します。モーターがオンになりました」。土壌に十分な水分があると、モーターは自動的にオフになります。プロジェクトの作業プロセスをよりよく理解するために、デモンストレーションビデオとコード（最後に表示）をさらに確認してください。
プログラミングの説明：
このプログラムのコードは簡単に理解できます。まず、ピン2と3をRx&Txとして作成するための SoftwareSerial ライブラリと、LCD用の LiquidCrystal を含め まし た。次に、モーター、土壌水分センサー、LEDなどのいくつかの変数を定義しました。
#include
次に、 void setup（） 関数で、シリアル通信が9600 bpsで初期化され、さまざまなピンに指示が与えられます。 gsmInit 関数は、GSMモジュールを初期化するために呼び出されます。
Serial1.begin（9600）; Serial.begin（9600）; pinMode（led、OUTPUT）; pinMode（モーター、出力）; pinMode（センサー、INPUT_PULLUP）; lcd.print（ "Water Irrigaton"）; lcd.setCursor（4,1）; delay（2000）; lcd.clear（）; lcd.print（ "Circuit Digest"）; lcd.setCursor（0,1）; lcd.print（ "Welcomes You"）; delay（2000）; gsmInit（）;
次に、センサーが ボイドループ（） 機能で読み取られ、センサーのステータスに応じてモーターがオンまたはオフになり、 sendSMS 機能を使用してSMSもユーザーに送信されます。最後に記載されている完全なコードでさまざまな機能を確認してください。
void loop（）{lcd.setCursor（0,0）; lcd.print（ "自動モード"）; if（digitalRead（sensor）== 1 && flag == 0）{delay（1000）; if（digitalRead（sensor）== 1）{digitalWrite（led、HIGH）; sendSMS（ "低土壌水分が検出されました。モーターがオンになりました"）; lcd.begin（16,2）; lcd.setCursor（0,1）;………………….。
ここで gsmInit（） 関数は重要であり、ユーザーは適切に設定するのが難しいと感じることがほとんどです。これは、GSMモジュールを初期化するために使用されます。最初に、GSMモジュールに「AT」コマンドを送信して、GSMモジュールが接続されているかどうかがチェックされます。応答OKを受信した場合は、準備ができていることを意味します。システムは、モジュールが準備ができるまで、または「OK」が受信されるまで、モジュールをチェックし続けます。次に、ATE0コマンドを送信してECHOをオフにします。オフにしないと、GSMモジュールがすべてのコマンドをエコーします。次に、最後に「AT + CPIN？」を介してネットワークの可用性がチェックされます。コマンド、挿入されたカードがSIMカードであり、PINが存在する場合、応答READYを返します。これも、ネットワークが見つかるまで繰り返しチェックされます。これは、以下のビデオで明確に理解できます。
void gsmInit（）{lcd.clear（）; lcd.print（ "Finding Module.."）; ブール値at_flag = 1; while（at_flag）{Serial1.println（ "AT"）; while（Serial1.available（）> 0）{if（Serial1.find（ "OK"））at_flag = 0; } delay（1000）; }……………..。
したがって、この自動灌漑システムを使用すると、家から離れているときに植物について心配する必要がありません。インターネットを介して操作および監視するようにさらに拡張できます。