Pulgar verde: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Green Thumb es un proyecto de Internet de las cosas en el sector agrícola hecho para mi clase. Quería construir algo específicamente para las naciones en desarrollo, y en mi investigación descubrí que los países africanos tienen solo el 6% de las tierras agrícolas del continente irrigadas, hay una tecnología deficiente, menos confiabilidad en la gestión del agua o el riego, lo que conduce a una menor productividad. En Zambia se descubrió que los pequeños agricultores que podían cultivar hortalizas en la estación seca ganaban un 35% más que los que no lo hacían.

La mayoría de los sistemas existentes cuestan más de $ 200, lo cual es caro y ciertamente no es asequible para los pequeños agricultores. Los agricultores de estas naciones en desarrollo ya se están esforzando por crear un sistema de gestión del agua a pequeña escala.

El objetivo de Green Thumb es proporcionar un sistema de riego a pequeña escala, individual y rentable para los agricultores de África que les ayude con técnicas de riego inteligente y gestión del agua para aumentar la cantidad de sus productos

Paso 1: Paso 1: Implementación de sensores de humedad en una planta

Elección de una planta: necesitaba una planta para monitorear durante el transcurso de mi proyecto, ya que muchos países africanos cultivan berenjenas, terminé comprando una berenjena pequeña de Home Depot para experimentar.

Sensores de humedad: para controlar el contenido de humedad de la planta, debe crear un sensor rentable que pueda hacerlo.

Componentes necesarios:

1. Clavos galvanizados - 2

2. Cables de una sola hebra: muchos de ellos

3. Partículas de boro - 1

4. Resistencia (220 ohmios o cualquier otro valor) - 1

5. Tablero de pruebas

Tome 2 clavos galvanizados y suéldelos a cables de una sola hebra.

Realice la siguiente conexión en su tablero.

Conecte cualquiera de los clavos a un pin analógico y el otro a un pin digital. Mantenga las uñas separadas 3 cm, puede ser cualquier distancia siempre que sea constante, ya que la distancia entre 2 uñas puede cambiar las lecturas.

Escriba el siguiente código en su IDE de partículas de boro y flashee el código

Inserte los clavos en su planta, debería mostrar lecturas en su monitor de serie o en su consola.

Aquí hay una guía rápida para configurar su Boro.

Paso 2: Paso 2: Recopilación de las lecturas del sensor de humedad

El siguiente paso fue recopilar todas las lecturas en un documento de Excel con fines de seguimiento a través de IFTTT.

1. Visite IFTTT y cree una cuenta (si aún no lo ha hecho) o inicie sesión. IFTTT (si es esto, entonces eso) es un servicio gratuito basado en la web para crear cadenas de declaraciones condicionales simples llamadas Applets.

2. Vaya a -> Mis subprogramas, haga clic en -> Nuevos subprogramas

3. para + esto - elija Partícula -> elija 'Nuevo evento publicado' -> Escriba 'PlantData' como el nombre del evento para el que se debe activar IFTTT

4. para + que elija hojas de Google -> seleccione 'Agregar fila a una hoja de cálculo' -> Escriba el nombre de la hoja de cálculo que se creará -> haga clic en 'Crear acción'

5. Entonces, cuando participe publique el evento 'PlantData', se agregará una nueva fila de datos a una hoja de cálculo en su unidad de Google.

Paso 3: Paso 3: Analizar los datos

Puede descargar el archivo de Excel y muestrear los datos. Hice gráficos de líneas de los datos recopilados cada media hora y descubrí que las lecturas no cambiaban mucho en el transcurso del tiempo. Los sensores de las uñas dieron lecturas bastante fiables.

La lectura usualmente fluctuaba entre 1500-1000 siempre que necesitaba ser regado.

Entonces, considerando que el umbral es 1500, podemos decir que cuando la lectura es menor a 1500, la planta está en su etapa de marchitamiento y el sistema puede responder en aproximadamente 5-10 minutos regando las plantas.

Además, dado que los datos se recopilaron previamente cada milisegundo, corroe las uñas.

Una vez que se monitorean los datos y vemos que no hay mucha fluctuación en las lecturas, se puede encender el sensor cada hora, recolectar la lectura y verificar si está por debajo del umbral.

Esto permitirá que los sensores de uñas duren más.

Paso 4: Paso 4: Fabricación de varios sensores y comunicación a través de la malla

Toda el área de la granja se puede dividir en múltiples regiones y estas regiones se pueden monitorear mediante sensores individuales. Todos estos sensores pueden comunicarse con el 'Sistema principal' que controla la bomba de agua.

El 'sistema principal' tiene partículas de boro: es celular, por lo que puede comunicarse en lugares sin WiFi.

Los sensores individuales tienen Particle Xenon, se comunican con Boron creando una red de malla local.

Aquí hay una guía rápida para agregar su Xenon a una red de malla existente.

Aquí, he hecho 2 sensores. Transfiere todo el circuito a un protoboard.

Pruebe el siguiente código para ver si la comunicación Mesh está funcionando.

Paso 5: Paso 5: Forma física completa de los sensores

La electrónica de los sensores necesita una caja que se pueda implementar en el campo. Dado que el sistema tenía que ser rentable, imaginé gastar en electrónica y ahorrar costos en su forma física. La caja física en la que se debe colocar el sensor puede ser fabricada por un agricultor o puede fabricarse localmente en África utilizando sus materias primas. El agricultor también puede utilizar cualquier material disponible y poner la electrónica en su interior.

Realizo un prototipo con cartón, que se puede hacer resistente al agua barnizándolo.

Haz una caja de 8,5 cm de ancho, 6,5 cm de ancho y 5,5 cm de alto. Recorta estas dimensiones de un cartón. Haga 2 agujeros en la parte inferior que estén a 3 cm de distancia para que entren los sensores. Pegue las cajas de cartón con una pistola de pegamento.

Haz 2 capas de cartón con dimensión de 8.5 cm x 6.5 cm, que irían dentro de la caja. Haga un agujero en estas capas para que pasen los cables.

Los clavos pasarían por los agujeros. Se coloca encima una capa de cartón que tiene el Protoboard. Se utilizan pinzas de cocodrilo para conectar los clavos al circuito, de modo que estos clavos se puedan desconectar fácilmente del circuito.

La segunda capa de cartón en la parte superior tiene una batería LIPO que enciende los Xenons.

Estas capas se pueden quitar levantándolas con la ayuda de los orificios que se cortan y los clavos se pueden reemplazar fácilmente, esto hace que el sistema sea fácil de mantener y ensamblar.

Paso 6: Paso 6: Implementación final

Dividí una caja llena de tierra, en 3 partes, una con el máximo de agua, la segunda con un contenido medio de agua y la tercera con tierra seca.

Cada sensor, cuando se coloca en una de las 3 partes de la caja, comunica la lectura al boro, que toma una decisión sobre si esa área necesita ser regada. Esto se indica mediante un LED, correspondiente a cada sensor.

El sensor se encendería cada hora.