實務專題成果報告智能盆栽

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文檔簡介

1、　　【實務專題成果報告】　　智能盆栽　　目錄　　摘要 ...................................................................4<

2、;p>　　Abstract ...............................................................4　　第一章序論.............................................................5　　1.1前言....................

3、.............................................5　　1.2研究動機與目的.......................................................5　　第二章系統(tǒng)架構......................................................

4、...6　　2.1系統(tǒng)架構.............................................................6　　2.2功能與特色...........................................................6　　第三章系統(tǒng)軟硬件.

5、......................................................7　　3.1 主要架構............................................................7　　3.2 軟件............................................

6、....................7　　3.3 硬件................................................................7　　3.3.1 LCD 1602..........................................................7

7、;　　3.3.2 抽水馬達..........................................................8　　3.3.3 伺服馬達..........................................................8　　3.3.4 溫溼度傳感器..........

8、............................................9　　3.3.5 土壤傳感器........................................................9　　3.3.6 穩(wěn)壓元件...................................................

9、......10　　3.3.7 降壓元件.........................................................10　　第四章實體成果.......................................................11　　圖 4.1 ..

10、...............................................................11　　圖 4.2 .................................................................11　　圖 4.3 ..............................

11、...................................12　　圖 4.4 .................................................................12　　圖 4.5 ..........................................................

12、.......13　　圖 4.6 .................................................................13　　第五章結論............................................................14　　參

13、考文獻...............................................................15　　附錄...................................................................16　　圖目錄&

14、lt;p>　　圖2.1 ..................................................................6　　圖2.2 ..................................................................6　　圖3.1 ...............

15、...................................................7　　圖3.3.1-1 ..............................................................7　　圖3.3.1-2 .........................................

16、.....................8　　圖3.3.2 ................................................................8　　圖3.3.3 ................................................................8</p&g

17、t;　　圖3.3.4-1 ..............................................................9　　圖3.3.4-2 ..............................................................9　　圖3.3.5 ........

18、........................................................9　　圖3.3.6 ...............................................................10　　圖3.3.7 ......................................

19、.........................10　　圖4.1 .................................................................11　　圖4.2 .................................................................11<

20、;/p>　　圖4.3 .................................................................12　　圖4.4 .................................................................12　　圖4.5 .....

21、............................................................13　　圖4.6 .................................................................13　　摘要<p&g

22、t;　　本專題主要以arduino為制作主題，并透過溫度與濕度的感測作出一個可顯示溫度與濕度等功能，使抽水馬達來完成澆水的動作，盆栽下方使用伺服馬達使盆栽能轉向光源較高的方向，以及有USB播放音樂的裝置，同時還具備太陽能蓄電，鉛酸電池供電的功能，并達到休閑且綠能的智能盆栽裝置。　　Arduino裝置包含土壤溼度傳感器、LCD顯示板、撥放音樂裝置。電路設計有繼電器電路(幫浦、溫溼度感測)、供電電路

23、(太陽能、穩(wěn)壓) 、電量顯示電路，利用Avr-gcc軟件組譯語言發(fā)展而成，設計完成后將程序燒錄至 Arduino 芯片上，最后以實驗驗證其控制結果。　　abstract　　This topic primarily for the production of arduino theme, and through the

24、 sensing of temperature and humidity make a display of temperature and humidity function, so pumping motor to complete the watering action, the use of servo motor beneath potted bonsai can make towards higher source dire

25、ction, as well as a USB device to play music, but also with solar power storage, lead-acid battery-powered features and achieve smart　　pot device.　　Arduino device includes a soil

26、 moisture sensor, LCD display panel, music player device. Circuit design relay circuit (pump, temperature and humidity sensor), the power supply circuit (solar, power), battery indicator circuit using Avr-gcc language tr

27、anslation software group evolved, after completion of the program designed to arduino wafer burn on the last 　　experimental results verify its control.　　第一章序論

28、　　1.1前言　　現(xiàn)在生活忙碌的都市中，有些人喜歡種些花草當作休閑娛樂，卻沒有太多時間去照顧它們，所以我們利用Arduino裝置制作出一個自動化控制系統(tǒng)的盆栽，幫助使用者管理自家花盆，方便的智能系統(tǒng)解決這些人的困擾。　　一個盆栽最重要的就是水和陽光，因此我們做了土壤濕度感測

29、控制灑水的功能和用光敏電路使盆栽能轉向至較亮光源，并加入音樂模塊，讓它不在像傳統(tǒng)的盆栽只是一個裝飾品，而能在欣賞花兒的同時，伴隨著音樂享受自己的優(yōu)閑時光。　　電子產品比較怕潮溼高溫，于是我們在旁邊加裝能顯示空氣溫溼度的LCD，提醒使用者放置的環(huán)境是否妥當。　　另外加裝太陽能電路，使產品利用太陽能所回收的能量儲存至電瓶，并加裝電量顯示器，方便使用者觀察所剩

30、電量。　　1.2研究動機與目的　　雖然現(xiàn)在大家平常工作繁忙，但還是有很多人喜歡養(yǎng)植一些花花草草，但卻沒有　　很多的時間來照顧，一直到近期也有很多的露天咖啡吧、咖啡車等的行業(yè)出現(xiàn)，　　讓我們有想要制作智能盆栽的動機，我們利用Arduino作自動化的控制，讓大家不用花很多時間

31、去照料也盆栽可以生長得很好。　　第二章系統(tǒng)架構　　2.1系統(tǒng)架構　　圖2.1　　2.2功能與特色

32、　　圖2.2　　1.感測土壤濕度:當濕度小于預設數值藉由關閉繼電器打開幫浦灑水，達到條件時打開繼電器并不再澆水。　　2.感測空氣溫溼度:將訊號送至核心，并顯示在LCD上，提供環(huán)境狀況。　　3.感測光源大小:利用兩個光敏電阻，數值較大一方便使伺服馬達轉

33、至較亮的光源。　　第三章系統(tǒng)軟硬件　　3.1主要架構　　Arduino可以使用 Arduino 語言與 Macromedia Flash、Processing、Max/MSP、Pure Data和Super Collider等軟件，結合電子元件，例如開關或傳感器或其他控制

34、器件、LED、步進馬達或其他輸出裝置，作出互動作品。Arduino也可以獨立運作成為一個可以跟軟件溝通的界面。 　　圖3.1　　3.2軟件</

35、p>　　程序開發(fā)環(huán)境：Arduino 　　編輯軟件：Arduino IDE　　3.3硬件　　3.3.1 LCD 1602　　圖3.3.1-1&l

36、t;p>　　采用I2C 總線(Internal IC Bus)　　具有如下的優(yōu)點: 　　1.不需額外的譯碼電路　　2.資料傳送協(xié)定可用軟件規(guī)劃　　3 從系統(tǒng)中移去或加入，不影響其他裝置

37、　4.兩線式總線，除錯、維修容易　　5.硬件模塊化且軟件亦是，減少軟件開發(fā)時間 [5]　　圖3.3.1-2　　接線方式:　　SDA – 接 Arduino 的 Analog Pin 4 </

38、p>　　SCL – 接 Arduino 的 Analog Pin 5 　　GND – 接 GND　　VCC – 接 +5V　　3.3.2抽水馬達　　微型幫浦RS-360SH，哈爾濱奧松機器人科技有限公司20

39、12年最新推出的微型水泵，電壓3V~12V，工作電流1A以上，重量輕，體積小，揚程大，在12V情況下可達1.5m。雙向流向控制。使用性能廣，配合控制器和驅動器可以制作出多種產品，如試驗、養(yǎng)魚、澆花、清洗、模型泵油等方面。[6] 　　圖3.3.2　　3.3.3伺服馬達</

40、p>　　TowerPro mg995 內部使用金屬齒輪、雙滾珠軸承，使用電壓范圍3V~7.2V，扭力13Kg/cm，反應轉速53-62R/M，操作速度0.17秒/60度(4.8V)、0.13秒/60度(6V)，最大角度180度，適用范圍1:10 和 1:8 平跑車、越野車、卡車、大腳車、攀爬車、雙足機器人、機械手、遙控船，適合50級-90級甲醇固定翼飛機以及26cc~50cc 汽油固定翼飛機等模型。[7]

41、圖3.3.3　　3.3.4溫溼度傳感器　　圖3.3.4-1　　DHT-11 是一個使用電容性濕度傳感器和熱敏電阻量測周遭空氣環(huán)境，并將所量測到的溫、濕度資料拆解成為數位訊號再由 DATA 接腳將資料送出<1> 電源

42、供應或輸出入可使用電壓范圍為3V~5V　　<2> 轉換消耗 (最大) 電流為 2.5 mA 　　<3> 適合20% ~ 80% 的濕度范圍 ( 5% 準確性 )　　<4> 適合0 ~ 50°C 的溫度范圍 ( ±2°C 準確性 )

43、;　　<5> 取樣頻率不可超過 1Hz (每秒一次)　　圖3.3.4-2 [8]　　3.3.5土壤傳感器　　這是一個簡易的水份傳感器可用于檢測土壤的水份，當土壤　　缺水時，傳感器輸出的模擬值將減小，反之將增大。使用這<

44、;/p>　　個傳感器制作一款自動澆花裝置，當您長時間不在家或過了　　澆水的時間，它可以感測到您的植物是否已經渴了。防止植　　物枯萎了才知道是缺水造成的。配合Arduino控制器讓您的植　　物更舒適，花園更智慧。

45、圖3.3.5　　3.3.6穩(wěn)壓元件　　圖3.3.6　　LM317是應用最為廣泛的電源集成電路之一，它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡單形式，又具備輸出電壓可調的特點。此外，還具有調壓范圍寬、穩(wěn)壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優(yōu)點。&

46、lt;/p>　　輸出電壓：1.25V~37V DC；輸出電流：5mA~1.5A；芯片內部具有過熱、過流、短路保護電路；最大輸入-輸出電壓差：40V DC，最小輸入-輸出電壓差：3V DC；使用環(huán)境溫度：-10℃~+85℃。[9]　　3.3.7降壓元件　　圖3.3.7<

47、;/b>　　7805主要功能是把輸入7V~25V的電壓，降壓成5V穩(wěn)定輸出，輸出電流最大1A，3支腳安裝方便，但輸出電流大須加散熱片防止燒燬。[10]　　第四章實體成果　　圖4.1太陽能電路 [11]　　圖4

48、.2降壓電路　　圖4.3太陽能電路連接降壓電路5V輸出　　圖4.4電量顯示電路 [4]　　圖4.5繼電器電路圖　　圖4.6繼電器電路實體圖　　第五章結論

49、;　　科技一再進步環(huán)保這項課題也很重要，在這個節(jié)能減碳的時代，能源是一個很寶貴的資源，我們使用太陽能來取代一般的供電方式，利用大自然得來的免費能量回收利用，達到省電的效果。在自家裝設一個自動灑水控制系統(tǒng)，以后如果出遠門就可以放心，不怕家中的植物會因為太干而枯死，有太陽能的支持下又不用怕電池會沒電供應電路，未來想應用于露天咖啡廳，適用于小盆栽，放置在桌面上，自動化管理盆栽狀況下，同時可提供音樂撥放功能，讓它不再是裝飾

50、品。　　參考文獻　　[1] Arduino　　http://zh.wikipedia.org/wiki/Arduino 　　[2]德源科技　　http:/

51、/twarm.com/commerce/product_info.php?products_id=1708&sid=v9qhhvhqcdbgmi652g5d4brbt2　　[3]Arduino筆記-Lab21 用繼電器控制12V風扇 http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/03/lab21-12v.html　　[

52、4]Battery Monitor using theLM3914　　http://www.sentex.ca/~mec1995/gadgets/batt3914.htm　　[5]　　http://eshare.stust.edu.tw/EshareFile/2009_12/

53、2009 _12_601200e0.pdf　　[6]pchome　　http://seller.pcstore.com.tw/S147354880/C1014740676.htm　　[7]淘寶

54、http://tw.taobao.com/item/3836816202.htm?fromSite=main　　[8]LIBSTOCK　　http://www.libstock.com/projects/view/1167/dht11-humidity-and-temperature-sensor-library-for-mikroc-pro-for-p

55、ic　　[9] 百度　　http://baike.baidu.com/view/396556.htm　　[10] http://chipfish.pixnet.net/blog/post/13035119-%5B%E6%96%87%E7%AB%A0%E6%94%B6%E9%9

56、B%86%5D-7805%E7%9A%84%E5%84%AA%E7%BC%BA%E9%BB%9E。　　[11]EF電子　　http://cocdig.com/subject/about/30948.html　　附錄

57、　　程序碼　　#include <Wire.h>　　#include <LiquidCrystal_I2C.h>　　#include <dht11.h>　　#include <

58、;SoftwareSerial.h>　　#include <Servo.h>　　#define DHT11PIN 2　　LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); 　　dht11 DHT11; &

59、lt;p>　　const int readdht11 = 2;　　SoftwareSerial Geno(7,8); 　　unsigned char cmd_buf[10];　　unsigned char i;　　Servo myservo;

60、　　int sensorLeft = 0; 　　int sensorRight = 1;　　const int relayPin = 13; 　　int relayState = 0;　　int potpin = 3;

61、　　void setup(){　　lcd.init();　　lcd.backlight();　　Serial.begin(9600);　　delay(1000);　　Geno.begin(

62、9600);　　cmd_buf[0] = 0x7E; 　　cmd_buf[1] = 0x03; 　　cmd_buf[2] = 0xA7; 　　cmd_buf[3] = 0x0F;

63、　　cmd_buf[4] = 0x7E; 　　ArduinoMP3Shield_SendCMD(cmd_buf, 5);　　cmd_buf[0] = 0x7E; 　　cmd_buf[1] = 0x03; <p&

64、gt;　　cmd_buf[2] = 0xA9; 　　cmd_buf[3] = 0x02; 　　cmd_buf[4] = 0x7E; 　　ArduinoMP3Shield_SendCMD(cmd_buf, 5);　　cmd

65、_buf[0] = 0x7E; 　　cmd_buf[1] = 0x04; 　　cmd_buf[2] = 0xA2; 　　cmd_buf[3] = 0x00; 　　cmd_buf[4] = 0x01;

66、 　　cmd_buf[5] = 0x7E; 　　ArduinoMP3Shield_SendCMD(cmd_buf, 6);　　myservo.attach(9); 　　pinMode(readdht11, INPUT);

67、;　　pinMode(relayPin, OUTPUT);　　}　　void switchRelay() {　　if ( relayState = 0) 　　rel

68、ayState = 1; 　　else　　relayState = 0; 　　digitalWrite(relayPin, relayState); 　　Serial.print("Relay status: &

69、quot;); 　　Serial.println(relayState);　　}　　void ArduinoMP3Shield_SendCMD(unsigned char *cmd_buf, unsigned len)

70、;　　{　　unsigned i;　　for(i=0; i<len; i++){　　Geno.write(cmd_buf[i]);　　}　　}<

71、;/b>　　void loop(){　　lcd.setCursor(0,0);　　lcd.print("mois:"); 　　lcd.print(val);　　lcd.setCursor(0,1);<

72、;/p>　　int chk = DHT11.read(DHT11PIN); 　　switch (chk) { 　　case 0: 　　lcd.print("T:"); &l

73、t;p>　　lcd.print((float)DHT11.temperature,1); 　　lcd.print("oC"); 　　lcd.setCursor(9,1); 　　lcd.print("H:"); </p&

74、gt;　　lcd.print((float)DHT11.humidity, 1);　　lcd.print("%"); 　　break; 　　case -1: 　　lcd.print(&qu

75、ot;Checksum error"); 　　break; 　　case -2: 　　lcd.print("Time out error"); 　　break; 　　def

76、ault: 　　lcd.print("Unknown error"); 　　break; 　　} 　　int readingLeft, readingRigh

77、t;　　readingLeft = analogRead(sensorLeft);　　readingRight = analogRead(sensorRight);　　if (readingLeft > readingRight){ 　　myservo.write(

78、10); 　　delay(15); 　　}　　else{ 　　myservo.write(160);

79、 　　delay(15); 　　}　　if(val < 1000){　　digitalWrite(relayPin, HIGH); 　　}<

80、;/b>　　else{　　digitalWrite(relayPin, LOW);　　}　　val=analogRead(3); 　　Serial.

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