آموزش ساخت گلدان هوشمند با رویکرد احساس گرا در پلتفرم Cayenne

تصور کنید که گیاه شما بتواند آن چه از محیط پیرامون خود دریافت می کند را با شما به اشتراک بگذارد. در این صورت یک زبان مشترک بین شما و گیاهتان شکل گرفته است، اما احساس گیاه شما نسبت به آن چه شما از محیط پیرامون خود حس میکنید متفاوت است. به عنوان مثال سرو های جنگل های منناطق سرد سیری تعریف متفاوتی از سرما نسبت ما دارند یا نخل های جنوب ایران، برای رشد و رسیدن به شرایط ایده آل به آفتاب سوزان آن مناطق نیاز دارند. امروزه به کمک سنسور ها و ماژول هایی که در دسترس قرار گرفته است، می توان شرایط محیط پیرامون گیاهان را سنجیده و طبق بانک داده ای که از گیاهان در اختیار ما قرار دارد شرایط مطلوب را برای گیاه ایجاد کرد.

 

---

تجهیزات مورد نیاز

---

این تصور را می توان در قالب یک آموزش و از طریق برد wemos d1 mini و سنسور دما و رطوبت DHT11 و ماژول رطوبت خاک (Soil Moisture) با ماژول راه انداز YL-100 و یک ما ژول رله تک کانال و یک پمپ آب به واقعیت تبدیل کرد. در ادامه این آموزش با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید

برد wemos D1 mini

سنسور دما و رطوبت محیط DHT11

ماژول رطوبت خاک YL-100

ماژول رله تک کانال

پمپ آب

---

برد Wemos D1 Mini

---

wemos d1 mini یک برد کنترل اینترنت اشیا بر پایه تراشه وای فای ESP8266 می‌باشد. توسط تراشه ESP8266 می‌توان به شبکه وای فای Wifi متصل شد و داده ها را بین دستگاه‌های مختلف از طریق اینترنت دریافت و ارسال کرد. برد wemos d1 mini توسط نرم افزار قدرتمند آردوینو (Arduino) قابل راه اندازی است. برای اینکار کافیست در قسمت تنظیمات برد نرم افزار آردوینو، ESP8266 را نصب و راه اندازی کنید. برای اطلاع از نحوه‌ی نصب و راه اندازی wemos d1 mini به آموزش زیر مراجعه کنید. پس از نصب ESP8266، در لیست انتخاب بردهای آردوینو، نسخه های مختلف با تراشه ESP8266 اضافه خواهد شد. آموزش راه اندازی برد wemos d1 mini را مشاهده بفرمایید. برای ارتباط با گیاه توسط گلدان هوشمند نیاز به یک بستر برای نگهداری و پردازش اطلاعات دارید. در این آموزش اطلاعات دریافتی از محیط گلدان و فرمان های ارسالی از سوی کاربر، توسط نرم افزار اینترنت اشیا Cayenne my devices پردازش می شوند.

 

---

اتصالات مدار

---

• پایه های سنسور رطوبت خاک را به ماژول آن وصل می‌کنیم.
• VCCماژول رطوبت خاک = ۵+ ولت برد
• پایه GNDماژول رطوبت خاک = GND برد
• پایه AO ماژول رطوبت خاک = پایه A0 برد
• پایه IN ماژول رله = پایه D1 برد
• پایه GND ماژول رله = پایه GND برد
• پایه VCC ماژول رله = پایه ۵+ ولت برد
• پایه IN سنسور DHT 11 =  پایه D2 برد
• پایه VCC سنسور DHT 11 = پایه ۵+ ولت برد
• پایه GND  سنسور DHT 11 = پایه GND برد

 

---

نرم افزار Cayenne my devices

---

این اپلیکیشن روی سخت افزارهای آردوینو Arduino ، بردهای امبدد از جمله رزبری پای Raspberry Pi و ماژول‌های ESP8266 و حتی لورا LoRa قابل اجرا می‌باشد. کلیه فرآیند طراحی به صورت Drag & Drop می‌باشد. با برنامه Cayenne می‌توانید از راه دور به تمامی سخت افزارها و ماژول‌هایی که در نظر دارید، فرمان دهید. توسعه نرم افزار از طریق سایت و اپلیکیشن Cayenne امکان پذیر است. محیط گرافیکی و رابط کاربری ساده از نقاط قوت این نرم افزار جذاب می‌باشد. برای شروع ابتدا باید وارد سایت Cayenne my devices شوید و حساب کاربری خود را ایجاد کنید.

 

پس از وارد شدن به حساب کاربری خودتان، بر روی منوی سبز رنگ Add new که در گوشه بالا سمت چپ قرا گرفته است، وارد منوی Device/Widget شوید. حالا از منوی  Microcontrollers برد های با تراشه esp8266 را انتخاب کنبد.

 

در این قسمت ۳ عبارت برای شما به نمایش در می آید که عبارتند از MQTT Username , MQTT Password , Client ID و هر کدام از این عبارت ها در کدی که پیش تر قرار گرفته است جای گذاری می شوند.

 

هنگامی که با یک حساب کاربری وارد می شوید، MQTT Username و MQTT Password برای شما یکسان خواهد بود و برای هر MicroController یک Client ID به شما تعلق می گیرد. در این قسمت کد های پروژه را با هم مرور می کنیم.

 

---

کتابخانه آردوینو

---

برای برقرار شدن ارتباط برد، با نرم افزار Cayenne و همچنین استفاده از سنسور DHT  کتابخانه های زیر را در صورتی که قبلا با آن ها کار نکرده اید، باید به کامپایلر آردوینو خود اضافه کنید.

 

#include <CayenneMQTTESP8266.h>
#include <DHT.h>
#include <DHT_U.h>غ

 

 

---

اتصال گلدان هوشمند به اینترنت

---

برای این که بتوانید همیشه اطلاعات گلدان خود را از هر مکانی دریافت کنید، نیاز دارید تا آن را به یک شبکه خانگی که اینترنت فعال دارد وصل کنید. تنها کافیست تا نام مودم و رمز عبور آن را در قسمتی که با نقطه چین مشخص شده است جایگزین کنید.

char ssid[] = ".............";
char wifiPassword[] = ".............";

 

 

---

ارتباط با پلتفرم Cayenne

---

در این قسمت عبارت هایی را که از نرم افزار Cayenne دریافت کرده بودید را یک به یک در جای خود وارد کنید.

char username[] = "...........";
char password[] = "...........";
char clientID[] = "...........";

 

کدهای گلدان هوشمند با پلتفرم Cayenne را پس از اعمال تغییرات بر روی برد Wemos بارگذاری کنید.

#define CAYENNE_DEBUG
#define CAYENNE_PRINT Serial
#include <CayenneMQTTESP8266.h>
#include <DHT.h>
#include <DHT_U.h>
#define DHTPIN D2
#define DHTTYPE DHT11
DHT_Unified dht(DHTPIN, DHTTYPE);
int maxx=1023 ;
#define relay D1 // اتصال رله
#define Humsensor A0  // اتصال سنسور 
// WiFi network info.
char ssid[] = ".............";  // نام مودم وای فای خود را با رعایت بزرگ یا کوچک بودن حروف در این قسمت جایگزین کنید
char wifiPassword[] = "............."; // رمز عبور وای فای خود را با رعایت بزرگ یا کوچک بودن حروف در این قسمت جایگزین کنید
// اطلاعات دریافت شده از سایت را به طور مجزا در قسمت های زیر جایگزین کنید
char username[] = "...........";
char password[] = "...........";
char clientID[] = "...........";

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Cayenne.begin(username, password, clientID, ssid, wifiPassword);

      pinMode(D1 , OUTPUT);
    delay(10);
    digitalWrite(relay , LOW);
}

void loop() {
  Cayenne.loop();
  int x = analogRead(Humsensor);
  if (x<maxx)
  maxx = x ;
  int y = map(x, 1024, maxx , 0, 100);
Cayenne.virtualWrite(1,y, "soil_moist" , "p" );
sensors_event_t event;  
    dht.temperature().getEvent(&event);
    Cayenne.celsiusWrite(2, event.temperature);
    dht.humidity().getEvent(&event);
    Cayenne.virtualWrite(3, event.relative_humidity, "rel_hum", "p");
   delay(200);
}

CAYENNE_IN(4)
  {
    digitalWrite(relay , !getValue.asInt());
  }

 

---

راه اندازی Cayenne

---

اگر تمام مراحل را تا به این جا درست پشت سر گذاشته باشید، پس از اتصال برد به اینترنت نرم افزار Cayenne صفحه ای که در زیر مشاهده می کنید را به شما نمایش خواهد داد.

کانال ۱ در کد های برنامه به رطوبت خاک، کانال ۲ به دمای محیط، کانال ۳ به رطوبت محیط و کانال ۴ به رله اختصاص یافته است. بر روی + سبز رنگ بالای هرکانال کلیک کنید تا بتوانید تغییراتی را که می خواهید بر روی آن ها اعمال کنید. برای ویرایش نام و نوع نمایش  از منوی تنظیمات هر کانال می توانید تغییرات لازم را اعمال کنید.

 

 

---

آبیاری دستی گلدان هوشمند

---

برای ایجاد کلید آبیاری کافیست تا از منوی Add New گزینه Device/Widget را انتخاب کنید. پس از آن با انتخاب منوی Custom Widget  گزینه Button را انتخاب کنی. و مراحل را همانند تصویر زیر طی کنید.

Name: یک نام دلخواه انتخاب کنید.

Data: Digital Actuator

Unit: Digital 0/1

Channel: 4

choose icon: button

و در آخر گزینه Add Widget را انتخاب کنید.

 

 

---

آبیاری خودکار گلدان هوشمند

---

برای آبیاری اتوماتیک باید یک Trigger تعریف کنید. از منوی Add new گزینه Trigger را انتخاب کنید. در این مرحله یک If / That را مشاهده می کنید که می توانید به کمک آن آبیاری خودکار را برنامه ریزی کنید. برای این کار تنها کافیست تا برد خود را داخل منوی If بیندازید. واز منوی آن رطوبت خاک را که کانال ۱ می باشد انتخاب کنید. سپس با توجه به نوع گیاه بازه آبیاری را برای روشن و خاموش شدن پمپ تعریف کنید.

همچنین برای خاموش شدن پمپ باید همین روند را مجددا تکرار کنید. این بار فرمان If را  زمانی که آبیاری انجام شد و رطوبت خاک به حالت ایده آل برای گیاه داخل آن رسید تعریف کنید و فرمان Then را به خاموش شدن پمپ اختصاص دهید.

 

 

---

گلدان هوشمند احساس گرا

---

برای ایجاد رویکرد احساس گرا در گلدان هوشمند می‌بایست، گیاه مورد نظر را خوب بشناسید. پیشنهاد می‌کنم از اینجا گیاه مورد نظر را بیشتر بشناسید. سپس گیاه را در گلدان هوشمند قرار داده؛ تا بتوانید شرایط نگهداری گیاه مورد نظر را بر روی نرم افزار Cayenne برای گلدان بارگذاری کنید. جهت ایجاد محیط بصری بایستی به تنضیمات Cayenne بروید. دمای محیط، با مشخص کردن رنگ های سبز ، قرمز و زرد  برای گیاه خود با توجه به شرایط مطلوب محیطی آن، یک زبان بصری مانند شکل زیر به وجود آورید. تا بتوانبد احساس گیاه خود را نسبت به شرایط مختلف آب و هوایی مشاهده کنید.

 

جمع بندی

حالا شما می توانید با راه اندازی این پروژه و شناخت نسبی گیاهتان که قصد کاشتن آن را در گلدان دارید، شرایط محیطی گیاه را برای گلدان تعریف کنید تا گلدان بتواند بستری برای ارتباط شما با گیاهتان باشد

 

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

---

پروژه و دریافت بن ارسال رایگان

---

برای دریافت بن خرید از دانشجو کیت، کاربران بایستی با استفاده از وسایل این آموزش، پروژه را اجرا کرده و یا حتی مدار جدیدی تعریف کنید. سپس از اجرای کار فیلم گرفته و در شبکه‌های اجتماعی از جمله آپارات و اینستگرام، با هشتگ‌های دیجی_اسپارک   دانشجوکیت    digispark    daneshjookit منتشر کنند. سپس از طریق بخش نظرات در ادامه همین آموزش، جهت دریافت بن خرید ارسال رایگان به ارزش ۱۲۰۰۰ تومان از دانشجو کیت، لینک را زیر همین پست ارسال کنید.

 

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.