This is an old revision of the document!
Sistem automat de monitorizare și îngrijire a unei plante
Introducere
Proiectul constă în realizarea unui sistem automatizat de monitorizare a stării unei plante, folosind senzori și actuatori controlați de un microcontroler. Sistemul măsoară umiditatea solului printr-un senzor de umiditate. Dacă nivelul de umiditate este sub pragul optim, o pompă submersibilă este activată automat pentru a uda planta. Pentru a monitoriza nivelul apei din rezervorul de udare, se folosește un senzor ultrasonic orientat vertical, iar pe suprafața apei plutește o bucată de polistiren care reflectă undele sonore. Nivelul apei este afișat în timp real printr-o bandă de LED-uri roșii, fiecare LED indicând un anumit nivel. Când nivelul apei scade sub un prag critic, un buzzer este activat pentru a alerta utilizatorul. Proiectul este util pentru oamenii care vor să se bucure de plante în casă fără stresul că acestea ar putea muri subit.
Descriere generală
Acest proiect are ca scop dezvoltarea unui sistem automatizat și inteligent pentru monitorizarea și îngrijirea unei plante de apartament, folosind un set de senzori și actuatori controlați de un microcontroler Plusivo ESP8266. Este conceput special pentru persoanele care își doresc să aibă grijă de plante, dar nu dispun întotdeauna de timpul necesar sau uită să le ude regulat. Prin automatizarea acestor procese esențiale, proiectul contribuie la menținerea sănătății plantei fără efort din partea utilizatorului.
Funcționalități principale:
Monitorizarea umidității solului Sistemul folosește un senzor de umiditate introdus în pământul ghiveciului pentru a detecta nivelul de umiditate. Datele sunt citite constant de microcontroler. Dacă valoarea scade sub un prag predefinit (considerat optim pentru planta respectivă), sistemul declanșează udarea automată.
Udarea automată a plantei Pentru irigare se utilizează o pompă submersibilă alimentată separat, controlată electronic printr-un tranzistor MOSFET sau un releu conectat la ESP8266. Pompa este activată doar când este necesar, prevenind udarea excesivă.
Monitorizarea nivelului apei din rezervor Pentru a evita funcționarea pompei în gol, se implementează un senzor ultrasonic orientat vertical spre suprafața apei din rezervor. Pe apă plutește un obiect reflector (ex. polistiren) care reflectă undele ultrasonice înapoi spre senzor, permițând calculul înălțimii apei.
Afișarea vizuală a nivelului apei În funcție de distanța detectată de senzorul ultrasonic, o bandă de LED-uri roșii este aprinsă progresiv, fiecare LED reprezentând un anumit nivel al apei. Astfel, utilizatorul poate verifica vizual cu ușurință câtă apă mai este în rezervor.
Alertă sonoră pentru nivel scăzut de apă Dacă apa scade sub un prag critic, este activat un buzzer piezoelectric pentru a alerta utilizatorul că rezervorul trebuie reumplut. Această funcție previne defectarea pompei și întreruperea udării.
Hardware Design
Piese hardware folosite:
- plăcuță Plusivo ESP8266
- senzor umiditate sol
- pompă de apă submersibilă
- senzor ultrasonic distanță
- 3 led-uri
- releu
- sursa de curent
- buzzer
Software Design
Aplicația reprezintă un sistem automat de irigare pentru plante, care monitorizează umiditatea solului și nivelul apei dintr-un rezervor. Când solul este uscat, sistemul pornește automat o pompă de apă. În paralel, monitorizează nivelul apei folosind un senzor ultrasonic și aprinde un LED corespunzător (roșu, galben sau verde). Dacă nivelul apei este scăzut, un buzzer redă o melodie de avertizare.
Mediu de dezvoltare:
- Arduino IDE
- Placă: ESP8266 Plusivo
- Limbaj: C/C++ specific platformei Arduino
Librării și surse 3rd-party:
- pitches.h: fișier header care definește frecvențele notelor muzicale, necesar pentru funcția tone()
Algoritmi și structuri implementate:
Citirea umidității solului:
Se folosește senzorul capacitiv conectat la pinul A0
Dacă valoarea citită depășește pragul soilThreshold, pompa este activată timp de 5 secunde printr-un releu
Măsurarea nivelului apei:
Se folosește senzorul ultrasonic HC-SR04 (pini TRIG și ECHO)
Timpul măsurat este convertit în distanță (în cm)
În funcție de valoarea distanței, este aprins un LED corespunzător (roșu = nivel scăzut, galben = mediu, verde = plin)
Avertizare sonoră:
Dacă nivelul apei este prea scăzut, se redă o melodie o singură dată, folosind un buzzer
Melodia este definită prin două tablouri (melody[] și durations[]) și redată cu tone() și delay()
Controlul LED-urilor:
Toți pinii LED-urilor sunt setați pe OUTPUT
Se aprinde un singur LED în funcție de distanța măsurată, celelalte fiind stinse
Funcții implementate:
setup() – inițializează portul serial, pini și componente
loop() – execută logica principală: citirea senzorilor, activarea pompei, actualizarea LED-urilor și cântatul melodiei
measureEchoTime() – trimite și primește impulsuri ultrasonice pentru a calcula distanța
updateLEDs() – aprinde LED-ul corespunzător în funcție de nivelul apei
playMelody() – redă melodia de avertizare sonoră prin buzzer
Rezultate Obţinute
Concluzii
Download
.
Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea Add Images or other files. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul :pm:prj20??:c? sau :pm:prj20??:c?:nume_student (dacă este cazul). Exemplu: Dumitru Alin, 331CC → :pm:prj2009:cc:dumitru_alin.
Jurnal
Bibliografie/Resurse
