Создание прибора для автополива растений на основе Arduino с управлением через приложение

Актуальность

Наверное, нет такого человека, у которого дома не было бы домашних растений. У нас они тоже есть. Их нужно регулярно поливать (даже находясь вдали от дома). В настоящее время многие стали интересоваться системой «Умный дом». Поэтому наш проект будет актуален.

Цель

Создать прибор для автополива растений на основе Arduino с управлением через мобильное приложение.

Задачи

1. Определить программные, аппаратные, механические компоненты, из которых будет состоять система автополива.
2. Разработать сценарий использования системы от более простого к более сложному.
3. Изучить AT-команды для управления ESP-01S.
4. Написать скетч для работы Arduino.
5. Написать приложение для управления автополивом.
6. Собрать конструкцию автополива и проверить работу электроники.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Держатель капельной линии
• Кашпо
• Микротрубки
• Уплотнительное кольцо
• Измерительные приборы
• Два больших горшка для цветов
• Датчик влажности
• Arduino UNO r3 CH340G
• Реле SRD-05VDC-SL-C
• Насос 12V
• Wi-Fi модуль ESP-01S
• Блок питания 12V 5A
• Software: Android Studio, Arduino IDE

Описание

Для создания конструкции были использованы два горшка: в большем – вода для полива, внутри него – горшок с цветком. Вокруг цветка расположены микротрубки для подачи воды, внизу большего горшка (кашпо) – насос. Для создания прибора используется Arduino UNO, к нему подключены реле, Wi-Fi модуль и датчик влажности, реле и насос для прокачки воды. Схема устройства представлена на рисунке.

Авторы в среде Arduino IDE создали программу автополива. Во время работы Arduino посимвольно посылает специальные AT-команды Wi-Fi-модулю, через которые происходят отправка данных и подключение к Wi-Fi-сети. Пользователь выбирает в мобильном приложении нужную сеть (домашнюю или рабочую), вводит пароль и подключается к выбранной сети, далее он подключается к главному окну программы автополива.

В главном окне можно включить насос на выбранное время, установить таймер для полива или задать необходимую влажность, которая будет поддерживаться через датчик влажности. Если пользователь хочет включить насос на некоторое время, то ему нужно сначала выбрать, сколько секунд будет работать насос. После чего нужно нажать на большую круглую кнопку, и насос включится.

Если пользователь хочет установить частоту полива, то выбирается частота в часах и время работы в секундах. Если же пользователь хочет, чтобы цветок «поливал» себя сам, то это можно сделать, выбрав порог влажности почвы в процентах, при которой включается насос, частоту проверки влажности в минутах, а также время работы насоса в секундах.

Также можно открыть меню настроек, перезапустить программу «автополив для растений», а также сбросить все настройки, если, например, нужно подключиться к другой сети.

Результаты работы/выводы

С помощью полученных в школе знаний по физике и информатике, а также интернет-ресурсов, удалось создать прибор и программу для автополива растений на основе Arduino и управлением процессом с телефона.

При эксплуатации мы рассматриваем модернизацию нашего устройства,

а именно: более презентабельный вид, облегчение конструкции, расширение функционала приложения, например, установка частоты полива.

В данной ситуации авторы были ограничены бюджетом, но благодаря этому было доказано, что школьник 10 класса сможет создать такое устройство.

Перспективы использования результатов работы

Усовершенствовать схемы прибора, заменив Arduino на NodeMCU ESP 8266, расширить функционал мобильного приложения, адаптировать приложение к приложению «Умный дом» на iOS, улучшить дизайн и компактность конструкции.

Рассмотреть вариант коммерциализации проекта.

Награды/достижения

Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни». Секция «Информационные технологии. Программирование. Кибернетика» – призёр