使用Arduino開(kāi)發(fā)板構(gòu)建室內(nèi)花園

在這個(gè)項(xiàng)目中，我將向您展示如何使用 Arduino 開(kāi)發(fā)板構(gòu)建一個(gè)更簡(jiǎn)單的室內(nèi)花園版本。

我提供了完整的分步指南，向您展示如何打造自己的美麗花園，并詳細(xì)解釋硬件和軟件部分，以便將本指南變成最簡(jiǎn)單的方法，引導(dǎo)您嘗試您的擁有自己的電子制作技能。在獲得我們從JLCPCB訂購(gòu)的定制 PCB 以改善我們汽車的外觀后，這個(gè)項(xiàng)目非常方便，并且本指南中有足夠的文檔和代碼，可讓您創(chuàng)建您的自動(dòng)花園系統(tǒng)。

我們只用了 7 天就完成了這個(gè)項(xiàng)目，僅用了 3 天就完成了硬件制作和組裝，然后用 4 天準(zhǔn)備了代碼和 android 應(yīng)用程序。為了通過(guò)它控制花園。在開(kāi)始之前讓我們先看看

您將從本教程中學(xué)到什么：

• 根據(jù)您的項(xiàng)目功能選擇正確的組件

• 制作電路以連接所有選擇的組件

• 組裝所有項(xiàng)目部件并開(kāi)始測(cè)試

• 使用安卓應(yīng)用。通過(guò)藍(lán)牙連接并開(kāi)始操作系統(tǒng)

第 1 步：什么是室內(nèi)花園！

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大多數(shù)植物都有簡(jiǎn)單的需求。客人去的時(shí)候，他們的要求相對(duì)不高。在您決定邀請(qǐng)植物回家之前，您只需要了解三件基本的事情：光、水和空氣。如果你能掌握這四個(gè)要素，從植物的角度來(lái)看，你幾乎可以在世界任何地方和一年中的任何季節(jié)創(chuàng)造一個(gè)室內(nèi)花園。

• 光- 大多數(shù)園林植物每天至少需要六個(gè)小時(shí)的光照。但它必須是良好的光線。如果您將手放在窗前并且沒(méi)有投下陰影，那么光線很可能不足以讓大多數(shù)植物過(guò)上幸福的生活。但是，您總是可以用生長(zhǎng)燈來(lái)補(bǔ)充弱光條件。如果您家中的自然光適中并且不想對(duì)特殊照明大驚小怪，請(qǐng)堅(jiān)持使用通常需要弱光條件的植物，或者嘗試將您的花園移至陽(yáng)光明媚的窗臺(tái)。

• 水——植物需要接近其原生棲息地的條件。以沙漠為家的植物比生活在沼澤中的植物需要更少的澆水。了解植物喜歡什么水條件是保持室內(nèi)花園成功的第一步。這比您想象的要容易，因?yàn)橹参锉旧硗ǔ?huì)為您提供線索。具有厚橡膠葉的植物是水囤積者，通常比葉子薄而細(xì)膩的植物可以用更少的水生存。如果您討厭給植物澆水，請(qǐng)選擇可以少用的品種，或者選擇帶有隱藏水庫(kù)的花盆來(lái)減少澆水工作。

• 空氣——作為光合作用的副產(chǎn)品，植物通過(guò)葉子產(chǎn)生氧氣并過(guò)濾來(lái)自家庭環(huán)境的有害氣體，如甲醛。為了保持植物健康，您需要保持葉子清潔并保持周圍空氣流動(dòng)和濕潤(rùn)。為此，您可以將它們放置在空氣流通良好的地方，或者為它們提供一個(gè)小風(fēng)扇。

我將制作一個(gè)基于 Arduino 的系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控我工廠的溫度和濕度狀態(tài)，并自動(dòng)提供其必要的需求，如光照強(qiáng)度、水和純凈的新鮮空氣，為此我需要一些傳感器來(lái)控制一些執(zhí)行器。例如，我將根據(jù)從光亮度傳感器接收到的信號(hào)來(lái)控制光強(qiáng)度，就像澆水一樣.

第 2 步：傳感器和執(zhí)行器

制作這個(gè)系統(tǒng)是一些傳感器和執(zhí)行器的組裝，以便訪問(wèn)工廠周圍的物理數(shù)據(jù)，并能夠找到工廠需要哪些東西以及何時(shí)應(yīng)該提供它。

這就是為什么你應(yīng)該使用一些傳感器和執(zhí)行器都連接到一個(gè) Arduino 板的原因：

傳感器

• 光傳感器 BH1750 : BH1750FVI 是一款數(shù)字光傳感器，它是用于 I2C 總線接口的數(shù)字環(huán)境光傳感器 IC。該IC最適合獲取調(diào)整手機(jī)LCD和Keypad背光功率的環(huán)境光數(shù)據(jù)。可以在高分辨率下檢測(cè)寬范圍。（1 - 65535 lx）。

• 土壤濕度傳感器：測(cè)量?jī)蓚€(gè)觸點(diǎn)之間土壤基質(zhì)的電阻或電導(dǎo)率的濕度傳感器基本上是垃圾。首先，阻力不是水分含量的一個(gè)很好的指標(biāo)，因?yàn)樗叨纫蕾囉谠S多因素，這些因素可能因花園而異，包括土壤 ph 值、水中溶解的固體和溫度。其次，它們大多質(zhì)量差，觸點(diǎn)容易腐蝕。在大多數(shù)情況下，你會(huì)很幸運(yùn)能得到一個(gè)持續(xù)整個(gè)賽季的人。

• 溫度和濕度傳感器：DHT11 是一種基本的、超低成本的數(shù)字溫度和濕度傳感器。它使用電容式濕度傳感器和熱敏電阻來(lái)測(cè)量周圍的空氣，并在數(shù)據(jù)引腳上輸出數(shù)字信號(hào)（不需要模擬輸入引腳）。它使用起來(lái)相當(dāng)簡(jiǎn)單，但需要謹(jǐn)慎的時(shí)間來(lái)獲取數(shù)據(jù)。該傳感器唯一真正的缺點(diǎn)是您每 2 秒只能從中獲取一次新數(shù)據(jù)，因此在使用我們的庫(kù)時(shí)，傳感器讀數(shù)可能長(zhǎng)達(dá) 2 秒。

執(zhí)行器

• 淺白色 LED：發(fā)光二極管 (LED) 是一種雙引線半導(dǎo)體光源。激活時(shí)發(fā)光的是 ap-n 結(jié)二極管。 [5] 當(dāng)對(duì)引線施加合適的電壓時(shí)，電子能夠與器件內(nèi)的電子空穴復(fù)合，以光子的形式釋放能量。

• 水泵：泵是一種通過(guò)機(jī)械作用移動(dòng)流體（液體或氣體）或有時(shí)是泥漿的裝置。泵可以根據(jù)它們用來(lái)移動(dòng)流體的方法分為三大類：直接提升泵、位移泵和重力泵。泵通過(guò)某種機(jī)構(gòu)（通常是往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式）運(yùn)行，并通過(guò)移動(dòng)泵消耗能量來(lái)完成機(jī)械工作。體液。泵通過(guò)多種能源運(yùn)行，包括手動(dòng)操作、電力、發(fā)動(dòng)機(jī)或風(fēng)力，有多種尺寸，從用于醫(yī)療應(yīng)用的微型泵到大型工業(yè)泵。

• DC 12V 冷卻風(fēng)扇：了解冷卻技術(shù)很重要，這些冷卻技術(shù)可用于在需要保持植物處于健康狀態(tài)時(shí)通過(guò)在植物周圍移動(dòng)新鮮空氣來(lái)保護(hù)植物的生命。

第 3 步：PCB 制作（由 JLCPCB 生產(chǎn)）

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關(guān)于JLCPCB

JLCPCB（深圳市佳立創(chuàng)電子科技發(fā)展有限公司），是國(guó)內(nèi)最大的PCB樣板企業(yè)，是一家專業(yè)從事快速PCB樣板和小批量PCB生產(chǎn)的高科技制造商。

JLCPCBh擁有超過(guò) 10 年的 PCB 制造經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)外擁有超過(guò) 200,000 家客戶，每天有超過(guò) 8,000 個(gè) PCB 原型和小批量 PCB 生產(chǎn)的在線訂單。年生產(chǎn)能力為200,000平方米。適用于各種 1 層、2 層或多層 PCB。JLC是一家規(guī)模大、設(shè)備精良、管理嚴(yán)格、質(zhì)量上乘的專業(yè)PCB制造商。

回到我們的項(xiàng)目

為了生產(chǎn)PCB，我比較了許多PCB生產(chǎn)商的價(jià)格，我選擇了JLCPCB最好的PCB供應(yīng)商和最便宜的PCB供應(yīng)商來(lái)訂購(gòu)這個(gè)電路。我需要做的只是一些簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊來(lái)上傳 gerber 文件并設(shè)置一些參數(shù)，比如 PCB 厚度顏色和數(shù)量，然后我只花了 2 美元就在 3 天后得到了我的 PCB，我注意到那里是這個(gè)在線訂購(gòu)平臺(tái)不時(shí)提供的一些免費(fèi)送貨優(yōu)惠。

您可以從此處獲取電路 (PDF) 文件。

正如您在上面的圖片中看到的那樣，PCB 制造得非常好，我的 PCB 葉子形狀與我們?cè)O(shè)計(jì)的相同，所有標(biāo)簽和徽標(biāo)都在那里指導(dǎo)我在焊接步驟中。

第4步：成分

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現(xiàn)在讓我們回顧一下這個(gè)項(xiàng)目的必要組件，您可以找到在線訂購(gòu)的所有相關(guān)鏈接，因此我們需要：

• - 我們從JLCPCB訂購(gòu)的 PCB

• - Arduino Nano

• - ESP01 模塊

• - HC-05 或 HC-06 藍(lán)牙模塊

• - 光傳感器 BH1750

• - 溫度和濕度傳感器

• - 濕度傳感器

• - 水泵

• - 12V 直流風(fēng)扇

• - 白色 LED

• - 一些接頭連接器

第 5 步：組裝

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顯示所有 9 項(xiàng)

我們現(xiàn)在準(zhǔn)備好了，讓我們開(kāi)始焊接組件，不要忘記遵循標(biāo)簽以避免焊接錯(cuò)誤。我們首先焊接 Arduino 連接器來(lái)測(cè)試電源，您還可以編寫(xiě)一些基本的測(cè)試代碼來(lái)驗(yàn)證每個(gè)傳感器（如光傳感器）的正確連接以及 LED 的正確連接，因?yàn)樗鼈兌贾苯舆B接到電路板（Arduino ) 所以你可以完全訪問(wèn)它們。

注意：您需要保持烙鐵干凈整潔。這意味著每次使用時(shí)都要在海綿上擦拭。烙鐵頭應(yīng)該干凈有光澤。每當(dāng)您看到烙鐵頭被助焊劑或氧化變臟時(shí)，這意味著失去光澤，您應(yīng)該清潔它。即使您正在焊接。擁有干凈的烙鐵頭可以更容易地將熱量傳遞到焊接目標(biāo)。

我們從JLCPCBw訂購(gòu)的 PCB 將指導(dǎo)您將所有物品放置在正確的位置，因此如果您想查看我們制作的 PCB 并進(jìn)行在線訂購(gòu)，請(qǐng)隨時(shí)訪問(wèn)此鏈接。

如您所見(jiàn)，由于其質(zhì)量，使用此 PCB 非常方便，并且可以肯定那里的所有標(biāo)簽都為您提供了最佳指導(dǎo)，因此您將 100% 確定您不會(huì)犯任何焊接錯(cuò)誤。

我已將每個(gè)組件焊接到其位置，您可以使用 PCB 的兩側(cè)來(lái)焊接電子部件。

現(xiàn)在我們已經(jīng)準(zhǔn)備好 PCB 并且所有組件都焊接得很好，之后我準(zhǔn)備了這個(gè)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行 CNC 激光切割，以便將電子部件和植物插入一個(gè)支架中，所以如果你想制作相同的設(shè)計(jì)我的在這里找到（DXF）文件

第 6 步：Android 應(yīng)用程序。

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這個(gè)應(yīng)用程序?qū)⒃试S您通過(guò)藍(lán)牙連接到您的 Arduino，并使用手動(dòng)模式，您可以訪問(wèn)風(fēng)扇、燈以及水泵以進(jìn)行 ON 和 OFF 控制，而不會(huì)忘記可以讀取數(shù)據(jù)的傳感器按下“獲取數(shù)據(jù)”按鈕，所有適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)將顯示在您的智能手機(jī)屏幕上。

您可以從此鏈接免費(fèi)獲取此 android 應(yīng)用程序

第 7 步：Arduino 代碼和測(cè)試驗(yàn)證

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該代碼可用，您可以像往常一樣從此鏈接下載它。正如您在照片中看到的那樣，代碼非常簡(jiǎn)單并且注釋很好，因此您可以理解它。

正如你所看到的，每個(gè)按鈕都有系統(tǒng)的功能，但我真正欣賞的是自動(dòng)控制燈光亮度的模式前燈 LED 的數(shù)量取決于傳感器信號(hào)。我們還可以直接在智能手機(jī)的屏幕上讀取溫度和濕度值，這真是令人印象深刻。