Lora Monitoreo de Suelos y Riego
En este proyecto, aprenderemos cómo hacer el sistema de monitoreo y riego del suelo Lora, usaremos la pantalla TFT ESP32 para ser el monitor y usaremos MOSFET LoRa para controlar múltiples actuadores.
Cuando decimos "granja automática" o "agricultura inteligente", el monitoreo del estado del suelo y el riego es lo más básico para una granja. Un monitoreo del estado del suelo agrícola y el riego necesitan las siguientes características:
1. Monitoreo del estado del suelo en múltiples puntos.El estado del suelo, básicamente la humedad y la temperatura, y los datos de calidad del suelo como el pH / nitrógeno / fósforo / potasio deben controlarse en múltiples puntos dependiendo de las características de la granja y las necesidades de la planta.
2. Riego en múltiples puntos,o algunos otros actuadores, como ventiladores, para controlar / ajustar el ambiente, incluida la humedad / temperatura, de múltiples puntos.
3. Fácil de instalar.En una granja, como la humedad del ambiente y los posibles insectos y ratones, es difícil instalar cables.Por lo tanto, se necesita monitoreo y control inalámbrico remoto,que los sensores/riego se puedan instalar fácilmente.
Con estas demandas, realicé esta demostración de monitoreo y riego del suelo con LoRa, para resolver las solicitudes anteriores en una granja o jardín casero.
1. LoRa
LoRa significa Radio de largo alcance, es flexible para casos de uso rural o interior, como la agricultura inteligente y las ciudades inteligentes, principalmente dirigidas a M2M. Teóricamente, LoRa organiza puede ser de hasta unos pocos kilómetros en áreas urbanas, y más de 10 kilómetros en áreas rurales (pero en cuanto a mí, no lo pruebo tanto tiempo, la distancia máxima probada es de aproximadamente 3 kilómetros).
LoRaWAN es un protocolo de software que se ocupa de los mensajes LoRa y la comunicación de ida y vuelta con Internet. LoRaWAN necesita una capacidad de controlador más fuerte para lidiar con el protocolo y también LoRaWAN Router para la conexión a Internet.
En mi demo, LoRaWAN no es necesario, usamos LoRa directo, sin la necesidad de una conexión a Internet.
2. Introducción a los instrumentos
2.1 Monitoreo de suelos.Para el instrumento de monitoreo de suelo, la especificación central:● Verificación de especificaciones del suelo, básicamente: humedad / temperatura; y si es necesario especificaciones avanzadas: PH / nitrógeno / fósforo / potasio.
● Transmisión inalámbrica de datos y larga vida útil
● Anticorrosión
MakerfabsSensor de humedad del suelo LoRayMonitor remoto de suelos de grado industrial.
El sensor de humedad del suelo Makerfabs mide la humedad del suelo (con mecanismo capacitivo,Información detallada) y temperatura y envía los datos a través de LoRa cada 1 hora. Está recubierto de anticorrosión. Con una batería de 2 AAA, la vida útil puede ser de hasta 2 años. Se envía con firmware previo al programa, que los usuarios pueden instalar la batería y luego usar directamente. Para obtener más información, consulte lawiki. Pero tenga en cuenta que para la humedad, su salida es "humedad relativa", que no es una "humedad real", pero los valores reflejan los cambios de humedad. Tales como valores 800 significa muy seco. Además, difiere un poco dependiendo de cómo esté instalado el sensor.
El monitor remoto de suelos de grado industrial es más profesional que detecta el parámetro real de temperatura, humedad, pH, nitrógeno / fósforo / potasio, que se puede usar para analizar el medio ambiente y las plantas, principalmente para la investigación o aplicaciones de campo que estas especificaciones son importantes y necesarias. El sensor es a prueba de agua, monitorea las especificaciones y transmite a la placa controladora a través de RS485, y luego la placa del controlador (ESP32) puede mostrarlo localmente en el OLED de 0.93 pulgadas, o transmitirlo de forma remota con LoRa o Wifi (si hay red Wifi).
Pero tenga en cuenta que este módulo se envía sin ninguna preprogramación, y necesita que el usuario codifique por sí mismo, principalmente para los desarrollos de los fabricantes.
2.2 Actuador LoRa.
Este barato y fácil de usarLoRa MOSFETSe puede utilizar para controlar múltiples actuadores, como ventiladores / válvulas / bloqueo electromagnético / motores ... con corriente máxima 2A. Se envía con el firmware predeterminado de Makerfabs (código disponible enGitHub), y los usuarios pueden usarlo sin ningún tipo de codificación/programación. Recibe los mensajes LoRa y actúa como los comandos (0% ~ 100% por PWM), y la retroalimentación sobre su estado a otros módulos LoRa. Podemos usar este módulo para controlar hasta 4 válvulas, y luego para controlar el riego de 4 puntos.
2.3 ESP32 TFT Touch con expansión LoRa.
ElESP32 Pantalla de 3,5 pulgadasconExpansión LoRafuncionan como la consola de control, que recibe el estado del suelo desde múltiples puntos, y envía comandos al MOSFET LoRa, para controlar la válvula de apertura / cierre.
También puede obtener este kit con todos los componentes:Lora Kit de Monitoreo de Suelos y Riego.
3. Instalación
3.1Conecte la placa de expansión LoRa a la placa de conexión de pantalla ESP32 y prográmela con los códigos enGitHub. Configure los parámetros de conexión Wifi en la tarjeta SD.
Encienda la pantalla ESP32, después de 3 segundos de visualización del logotipo, ingresa a la página de trabajo. Con la configuración Wifi correcta, ESP32 obtiene el tiempo real de NTP y muestra en la pantalla:
3.2Utilizamos el simple sensor de humedad del suelo LoRa, tomamos el sensor del paquete y alimentamos el sensor con 2 pilas AAA. Allí el número de identificación del sensor en la ranura de la batería (y también en el estuche mecánico), como ID010040:
Presione el "botón de agregar humedad" en la pantalla ESP32, luego puede ingresar la identificación.
A medida que se completa la configuración, la pantalla ESP32 recibirá el mensaje LoRa del sensor de humedad del suelo LoRa. Como el sensor emitirá datos cada 1 hora, para validar la conexión, presione el botón "reiniciar" para un mensaje instantáneo:
Los datos de ADC muestran que la salida del sensor de humedad, cuanto más bajos sean los valores, mayor será la humedad, verifique elSalida típica. Los datos del sensor y la marca de tiempo se muestran en la pantalla, se actualizará cada 1 hora. En realidad, también agregará un registro en la tarjeta SD para una mayor verificación.
AllíMáx. 8Los sensores de humedad LoRa se pueden agregar y monitorear.
3.3Conecte las válvulas a las salidas del MOSFET LoRa.
Allí los valores for, tiene un puerto de entrada de agua y un puerto de salida, conecte el puerto de entrada a su tanque de agua (utilicé una botella grande de agua mineral como tanque de agua) y la salida a las plantas. Utilizamos un terminal de salida de una entrada y cuatro para facilitar la instalación.
Pulse el botón Add MOS (Agregar MOSFET) en la pantalla ESP32 e ingrese el ID del MOSFET, como ID060000, y encienda el MOSFET LoRa:
El MOSFET LoRa informará su estado a la pantalla ESP32, y ahora puede controlar las válvulas conectadas al MOSFET.
Presione el MOSX, para cambiarlo de OFF a ON, y presione enviar ...
El estado de la válvula conectada cambia. Intente controlar otros actuadores como FANS/DC. En realidad, también puede enviar elogios a través de LoRa, para cambiar el deber de PWM, para controlar la velocidad conectada de FANS / DC. Se puede agregar un máximo de 2 MOSFET (8 actuadores).
3.4Instale el sensor y las válvulas en su granja / plantas.
Esta demostración utiliza los módulos básicos para monitorear de forma remota el estado del suelo / controlar el riego, que se pueden usar en las aplicaciones presentadas. Pero como mi horario de tiempo y también mi mala experiencia en programación, es solo una demostración del uso de LoRa, para mostrar cómo crear una aplicación de campo.
Para los fabricantes que están familiarizados con la codificación, se pueden agregar muchas más especificaciones:
1.Monitoreo/control remoto con Internet. Como el ESP32 está conectado a Wifi, todos los datos del sensor se pueden redirigir a Internet o controlar remotamente las válvulas con MQTT.
2.Más sensores LoRa, ahora admite 8 puntos de suelo y 2 MOSFET que admiten 8 válvulas, teóricamente, se pueden agregar sensores infinitos, pero como la transmisión de datos unidireccional insegura LoRa, existe la posibilidad de que se pierdan datos cuando la calidad del sensor es mayor. LoRawan puede garantizar la conexión segura, pero no lo he hecho. Y también, más actuadores.
3.Con el sensor de humedad de nivel industrial, para un monitoreo más detallado del suelo.
4.Control de servicio PWM de los actuadores conectados, para controlar la velocidad de carga ...
4. Vídeo
Consulta más detalles en este video y disfruta ~Si tiene más preguntas sobre Lora Sistema de Monitoreo de Suelos y Riego, o necesita algunasServicios de montaje de PCB llave en mano, póngase en contacto conservice@makerfabs.com.
