HydroMazingスマートガーデンシステム

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このプロジェクトについて

製品を作るつもりはありませんでした。よくある問題を解決したかっただけです。屋内または管理された条件下で植物を育てたいです。一般的に入手可能な電子機器や家庭用品を使用して、植物が繁栄するための最適な環境をどのように作成できますか？土壌と水耕栽培のどちらが最適ですか？

HydroMazingは、家庭で植物をうまく育てるのに最適な栽培条件を簡単に提供できるようにするためのツールです。リモートクラウドではなく、独自のデバイスに配置された独立したデータ収集システムとWebインターフェイス。

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植物を育てる方法を学ぶことは複雑で費用がかかる可能性があります。植物は回復力がありますが、たった1つの無実の見落としが作物を台無しにする可能性があります。スマートガーデニングシステムにあなたのために大変な仕事をさせることによって、これらの費用のかかる間違いを避けることができます！

私がArduinoUnoマイクロコントローラーを使用して、個々のLux WIN100加熱および冷却プログラム可能アウトレットサーモスタットの代わりに使用することを決定したのは、2年前のことです。これらのコンセントは、小さなヒーターや、この場合は換気扇などの電化製品を制御します。コンセントに接続されているデバイスは、各デバイスに手動でプログラムした温度設定を使用して、アプライアンスのオンとオフを切り替えます。換気ファンを制御するためのこの手法は効果的ですが、いくつかの延長コードを使用します。温度出口コントローラーは、旧式のリレーを使用してデバイスの状態を切り替えます。私の最初の試みは、拡張ボックスをハックして、自分のリレーを挿入し、ArduinoUnoに接続することでした。コネクタナットがたくさん付いたワイヤが散らかって、がっかりした気分になるまで、それほど時間はかかりませんでした。

ホームオートメーション

しばらく頭の中で跳ね回っていたホームオートメーションのアイデアは、ハンドヘルドリモコンを使用するワイヤレス制御のACコンセントを使用することでした。リモコンをハッキングして、Arduino Unoの対応するピンで選択されたONまたはOFFボタンの信号を送信するのは、それほど難しいことではありませんよね？私がこのアイデアをテストすることを妨げていたしつこい懸念は、信号が信頼できないこと、そしてUnoが実際に故障したときにデバイスの電源を入れたと「考える」かもしれないという恐れでした。最終的に、私は自分自身を確信することができました。それを見つけるための最良の方法は、何が起こるかを試してみるだけです。残念ながら、このテストの結果は、リレーの試みよりもはるかに優れていませんでした。

ウェブ上で「Arduino」を使ってほぼすべてのセンサーや電子機器を検索すると、数ドルで多くの製品が販売されることになります。この場合、私は315Mhzと433Mhzの​​送信機と受信機のペアが、ほとんどの商用ワイヤレス制御コンセントの周波数範囲内にあることを発見しました。これらのタイプのプロジェクトにArduinoファミリーのマイクロコントローラーを使用する最大の利点は、開始するためのオープンソースソフトウェアを見つけることができることです。 Webで「Arduinoライブラリ」を検索します。この場合は、送信機と受信機、またはtx / rxペアです。今、それは私にとってエキサイティングになりました。リモコンから出てくるコードを読んで記録し、Arduinoをプログラムして対応するコンセントを制御することができました。 ArduinoUnoで動作するソフトウェアを設計することが課題になりました。 Arduinoソフトウェアに付属している例とライブラリに含まれている例は、プロジェクトの優れたスタートです。私の経験では、例を組み合わせて変更を加え始めると、壁にぶつかるまでそれほど時間はかかりません。私は優れたプログラマーではないと思います。頑固な完璧主義者だと思います。

私のお気に入りの本の1つである禅とオートバイ修理技術の著者であるロバート・ピルシグは、強迫観念の罠について語っています。本質的に、強迫観念の罠は、人が熱意を失い、プロジェクトを開始または継続することを思いとどまらせる可能性のある出来事または考え方です。いつ不快感や欲求不満を乗り越え、いつ休憩してプロジェクトから離れるのかを知ることは、個人的な課題です。休憩を取っていたら、ソースコードの競合に対する優れた解決策を思い付かなかったかもしれません。逆に、1ヶ月ほど離れて、まったく違うタイプのプロジェクトに取り組んだことが、元気を取り戻したと感じることがあります。おそらく、プロジェクトが十分に重要である場合、私たちはそれに取り組むことを余儀なくされるでしょう。罠は、プロジェクトが素晴らしいものであったとしても、プロジェクトに戻る価値がないことを確信しています。おそらく、完全に戻る価値はないでしょう。これで多くのプロジェクトが終了します。

プログラミング

私が開発したソフトウェアはマイクロコントローラーにプログラムされており、「センサー」オブジェクトと「アプライアンス」オブジェクトのタイミング、管理、送信、受信のための一連の基本パラメーターを備えています。アプライアンスの制御は、私が「TheDecider」と名付けた一連のアルゴリズムによって実現されます。これは、センサーの読み取り値と事前にプログラムされたしきい値に基づいて決定を下し、マイクロコントローラーにワイヤレス制御のコンセントをオンまたはオフにするように促します。私は、アクアポニックス、成長するきのこ、およびプログラムされたルールに基づいてセンサーを読み取り、アプライアンスを操作することによって制御が達成されるあらゆる環境で動作するように、システムを簡単に変更できるようにしたかったのです。ワイヤレス制御のコンセントは、Arduinoを使用してファンを制御し、温度センサーの読み取り値に応じて信号を送信する信頼性の高い方法であることが証明されました。ソースコードが獣に進化するのにそれほど時間はかかりませんでした。 Arduinoファミリのマイクロコントローラは、実行できる命令の数に制限があり、点滅するLEDを数個以上制御する場合は、プログラムサイズの制限に達するのにそれほど時間はかかりません。サイズの制限により、最初よりも優れた、より効率的なコードを作成する必要があることがわかりました。クリエイティブな変数処理とカスタムライブラリを使用しても、最終的には別のマイクロコントローラーが必要になるか、より大きなマイクロコントローラーに移行する必要があります。

インターネットなしのワイヤレス監視

マイクロコントローラが相互に通信する方法はいくつかあります。私が見つけた最も安価なワイヤレス方式は、nRF24L01ワイヤレス無線トランシーバーです。このモジュールは、低電力で軽量のさまざまなBluetoothであり、hydroMazingに監視ユニットとの通信機能を提供します。

センサーが読み取っているもの、アプライアンスの状態、通知付きのアラートを表示できるように、液晶ディスプレイシールド付きのArduinoUnoをもう1つ追加することにしました。

私は、さまざまなガーデニングのニーズと条件に合わせてカスタマイズできる、独自のオープンで適応性のあるプラットフォームを作成しました。それでも、自己完結型のワイヤレスシステムでもあります。システムのオープンアーキテクチャにより、インターネット接続とWebサービスの統合が容易になります。

インターネット監視

nRF24L01モジュールに接続されたRaspberryPiを入力します。

Arduinoソースコードの多くを変更して、着信送信をリッスンし、そのデータをいくつかのファイルに書き出すことができました。まず、PiとhydroMazingMonitor間のすべての通信をキャプチャするログファイル。次に、プログラムにすべてのセンサーオブジェクトの現在の状態と、すべてのアプライアンスオブジェクトのファイルを書き出させます。アラートが発生すると、プログラムはそのアラートを含むファイルを作成します。次に、PHPスクリプトを追加して、それぞれのファイルからデータオブジェクトを読み込み、PiのApacheサーバーにライブで表示しました。

次に、アラートファイルのディレクトリを読み取るPythonスクリプトを作成しました。存在する場合は、ファイルを読み取り、関連情報を解析してから、ユーザーに電子メールまたはSMSテキストで送信します。電子メールまたはテキストアラートの送信に加えて、PythonスクリプトはアラートファイルをPHPスクリプトが読み取って表示できる位置に移動します。作成されたログファイルを使用して、データをデータベースにインポートすることができます。 HydroMazingのデータがRaspberryPiにあるデータベースに記録されると、分析の実行を開始し、いくつかのレポートを生成できます。システムの監視と制御は主に私たちのために行われますが、hydroMazingが問題を警告する必要がある場合は、RaspberryPiを使用することで可能になります。

成長全体をガイドするhydroMazingGarden Wizard！システムは、hydroMazingが特定した問題を管理する方法に関するフィードバックとヒントを提供します。 http://www.hydroMazing.com

養液モニタリング

水耕栽培コンテナシステムの養液レベルを監視する必要があります。

養液のレベルが下がると、真水を補充する必要があります。そうしないと、養液がより濃縮され、一部の植物はうまく反応しなくなります。 HydroMazing Nutrient Controllerは、淡水を追加するポンプを作動させて、濃度を開始時のレベルに戻すことができます。これは、「補充」と呼ばれることがよくあります。 HydroMazing Nutrient Controllerは、pHとECも監視し、ポンプを作動させて溶液を管理し、変更が必要になったときに通知します。

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コード

• オブジェクトの設定

オブジェクトの設定 C / C ++

 / ** @file CoreSettings.h * Copyright（ C）2015 Cory J. Potter-無断複写・転載を禁じます*このコードは* LICENSE.txtの条件*の下で使用、配布、変更できます*商用利用を目的としていません！* LICENSE.txtのコピーを次のように受け取っているはずです。 * このファイル。そうでない場合は、次のアドレスにご連絡ください。アドレス1または2uint8_tnode_address =1; uint8_t totalNodes =3; unsigned long lastRxTimeStamp =0; const uint64_t nRFbaseAddress =1034834473100; uint8_t nRFaddress =0; // 00 --255 //注：定数の末尾の「LL」は「LongLong」タイプです// 1034834473185、1034834473170 // const uint64_t tx_pipes [5] ={0xF0F0F0F0E1LL、0xF0F0F0F0D2LL、0xF0F0F0F0D2LL、0xF0F0F0F141LL、0 // CONST uint64_tをrx_pipes [5] ={0xF0F0F0F22ALL、0xF0F0F0F299LL、0xF0F0F0F308LL、0xF0F0F0F377LL、0xF0F0F0F3E6LL}; // uint64_tをtx_pipes [3] ={0xF0F0F0F0E8LL、0xF0F0F0F0E7LL、0xF0F0F0F0E6LL}; // uint64_tをrx_pipes [3] ={0xF0F0F0F0E1LL、0xF0F0F0F0E2LL、 0xF0F0F0F0E3LL}; uint64_t tx_pipes [3] ={0xF0F0F0F0F8LL、0xF0F0F0F0F7LL、0xF0F0F0F0F6LL} ************************************************** **** ///ワイヤレス制御アウトレットスイッチ/ ************************************** ********************************** /// ETEKCITY＃1401 // unsigned long mySwitchOn [] ={24 、1398067,1398211,1398531}; 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// Sensor Sensor_Ultrasonic ={PIN_A2、0、SENSOR_ULTRASONIC、60、10、100、0、75、＆Sensor_Microphone}; // Sensor Sensor_PIR ={PIN_A2、0、SENSOR_PHOTO、60、 10、100、0、75、＆Sensor_Microphone}; // Sensor Sensor_Moisture ={PIN_A2、0、SENSOR_MOISTURE、60、10、100、0、75、＆Sensor_Flow}; Sensor Sensor_Float ={PIN_A2、1、SENSOR_FLOAT、100、0、 1、0、1、＆Sensor_Flow}; Sensor Sensor_Volta ge ={PIN1_TX、1、SENSOR_VOLTAGE、100、0、100、0、50、＆Sensor_Float}; uint8_t totalSensors =7; / ********************** ************************************************** / 

回路図