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自动化城市花园控制器
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描述
介绍
我喜欢园艺，但我住在公寓楼里。幸运的是，我有一个阳台，但它对于传统的菜园来说还不够大。我所知道的最紧凑和最有效的园艺技术是水培法。我以前用过水培园艺，真是太神奇了。与传统园艺相比，它使用更少的水和更少的空间，同时提高植物产量。水培唯一的坏处是很难判断系统是否正常工作，因为一切都必须是不透明的。物联网来救援！以下是我如何建立一个自动化和物联网连接的城市花园，以最大限度地利用我的绿色空间并最大限度地减少枯死植物！
什么是水培法？
首先，这是一个水培园艺速成课程。水培法的工作原理是将裸露的植物根部暴露在营养丰富的水和空气中。根需要以正确的比例，否则植物会死亡。有很多独特的方法可以做到这一点，但这里是我为这个项目考虑的三种主要方法。
1：将根部浸泡在营养丰富的水中，并定期将其抽出到水库中，使根部暴露在空气中。如果水库高于植物，您需要做的就是关闭泵以取回水。
2：将根部保持在空气中，并定期将水库中的水泵入根部室，使它们接触到养分。如果水库低于植物，您需要做的就是关闭泵以再次排水。
3：将大量气泡泵入富含营养的水浴中，然后将植物漂浮在上面。这听起来好像行不通，但确实行得通（我保证）。
所有这些选项都需要一个机械泵，该泵可能并且偶尔会出现故障，这意味着植物无法获得所需的水或空气。此外，由于水培系统的组件是不透明的（以防止藻类生长），您通常不会意识到这些故障，直到为时已晚，植物已经死亡。
选项 1 和 3 比选项 2 使用更多的电力，因为泵入水中的空气必须是恒定的，而且植物在空气中比在水中需要更多的时间。也没有一种方便的方法来电子确定气泵是否发生故障。获胜者是选项2！
所以，让我们制作一个智能的、物联网连接的控制器，以最大限度地减少我们需要手动执行的操作（我无法让植物存活来挽救我的生命，所以我制造了一个比我更擅长的机器人）。
控制器参数
我在这个项目中使用了 Arduino Opla IoT Kit。具体来说，我使用了土壤传感器、MKR WiFi 1010 和 IoT Carrier。
这个项目的总体目标是为我的生菜滴水塔制作一个智能控制器，这是上面选项 2 的变体。我希望控制器执行以下操作：
1）有一个可调节的浇水时间表，浇水周期之间的时间和浇水的长度都是可变的，
2) 检查以确保植物确实从泵中获得了水。
3) 显示浇水参数、土壤水分含量和气温。
4）如果在炎热的日子里需要更频繁地浇水。
5）如果我认为植物需要，可以选择手动覆盖浇水计划。
编程
第一步是编写一些伪代码来了解我们想要在实际脚本中写入的内容。伪代码就像我们最终脚本的草稿，但我们还没有将它“翻译”成 Arduino 语言。
Define my variables
Initialize the hardware
Start the timers
Loop()
Check the timers
If it is time to turn on the pumps (and they aren't already)
Turn on the pumps (Call the PumpsOn() function)
If
Turn off the pumps (Call the PumpsOff() function)
PumpsOn()
Turn on relays
Reset the watering timer
PumpsOff()
希望这是相当直观的。首先我们运行 setup 函数，然后运行循环直到处理器关闭。
你可能想知道为什么我没有这样写循环函数：
Loop()
Wait x minutes (interval time)
Turn on the pumps
Turn off the pumps
Check to make sure it worked
在 Arduino 语言中，等待（正如我在这里写的）通常由delay()函数完成。这是一个完全有效的方法，但它会让我更难从上面完成目标 4 和 5。该delay()功能基本上会在您指定的时间段内暂停所有活动。使用我提出的格式，代码可以在等待时继续检查传感器并做其他事情。可能有几种方法可以在这里做我想做的事情，其中一些可能比这更好。随意修补和试验自己。
无论如何，现在我们必须将伪代码翻译成 Arduino 编程语言。这可能是它自己的教程的主题，但是一旦编写了伪代码，它就非常简单了。完整的代码链接在本教程的末尾，并且有大量注释，因此您应该能够看到上面草稿的哪些部分被翻译成特定的部分。
仪表板
我设置了一个简单的仪表板来显示和控制系统。滑块控制各种间隔，如果您认为需要额外浇水，甚至还有一个按钮可以手动覆盖系统。
最后的想法
我住的地方目前很冷，所以我还不能对系统进行全面、长期的测试。到目前为止，我所有的测试都成功了。要将其集成到水培系统中，可以将控制器放置在防水外壳中，并将泵连接到继电器上。在我在这里链接的代码中，我只使用中继一个，但它可以很容易地修改为在相同的时间表上（或者甚至是不同的时间表，如果你喜欢的话！）。
岩棉是一种非常常见的水培基质，但我从中获得了非常不稳定的传感器读数，当我插入时，水分桩将整个立方体分成两半。
我将为我的植物使用泥炭藓基质，并将湿度传感器放置在其中给我带来了非常好的结果。我想椰壳会表现得类似，但我手头没有任何东西可以测试它。
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