سیستم آبیاری هوشمند با برد توسعه T-Energy TTGO با هسته ESP32

[Tanrina]

طراحی و پیادهسازی سیستم آبیاری هوشمند با استفاده از برد توسعه T-Energy TTGO با هسته ESP32 و سنسور دما و رطوبت یک پروژه بسیار کاربردی و جالب است که میتواند به بهینهسازی مصرف آب و افزایش بهرهوری در کشاورزی و باغبانی کمک کند.

در ادامه مراحل کلی این پروژه را توضیح میدهم:

ابزار مورد نیاز
برد T-Energy TTGO با هسته ESP32
سنسور دما و رطوبت (مانند DHT11 یا DHT22)
سنسور رطوبت خاک
رله (برای کنترل پمپ آب یا شیر برقی)
پمپ آب یا شیر برقی
منبع تغذیه (باتری یا آداپتور)
اتصالات و سیمها

مراحل پیادهسازی

1. آمادهسازی سختافزار

• اتصال سنسورها:

سنسور دما و رطوبت DHT به پینهای GPIO مناسب ESP32 متصل شود.
سنسور رطوبت خاک به پینهای GPIO دیگر ESP32 متصل شود.

• اتصال رله:

رله به پینهای GPIO ESP32 متصل شود و به پمپ آب یا شیر برقی متصل گردد.

• تغذیه:

برد ESP32 و سنسورها از منبع تغذیه مناسب (باتری یا آداپتور) تغذیه شوند.

2. برنامهنویسی
استفاده از محیط برنامهنویسی Arduino IDE برای کدنویسی ESP32.
نصب کتابخانههای مورد نیاز برای سنسورهای DHT و رطوبت خاک.
نوشتن کدی که دادههای دما، رطوبت هوا و رطوبت خاک را خوانده و بر اساس شرایط مشخصی پمپ آب یا شیر برقی را کنترل کند.

نمونه کد (Arduino IDE)

#include <DHT.h>

#define DHTPIN 4      // پین متصل به سنسور DHT
#define DHTTYPE DHT22 // نوع سنسور DHT (DHT11 یا DHT22)
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

#define SOIL_MOISTURE_PIN 34 // پین متصل به سنسور رطوبت خاک
#define RELAY_PIN 5          // پین متصل به رله

int soilMoistureValue = 0;
float temperature = 0;
float humidity = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  pinMode(SOIL_MOISTURE_PIN, INPUT);
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
}

void loop() {
  // خواندن دما و رطوبت هوا
  temperature = dht.readTemperature();
  humidity = dht.readHumidity();
  
  // خواندن رطوبت خاک
  soilMoistureValue = analogRead(SOIL_MOISTURE_PIN);
  
  // نمایش داده‌ها در Serial Monitor
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.print(" *C, Humidity: ");
  Serial.print(humidity);
  Serial.print(" %, Soil Moisture: ");
  Serial.println(soilMoistureValue);
  
  // شرایط آبیاری
  if (soilMoistureValue < 500) { // مقدار مرجع رطوبت خاک
    digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // روشن کردن پمپ آب
  } else {
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // خاموش کردن پمپ آب
  }
  
  delay(2000); // تاخیر 2 ثانیه‌ای
}
​[COLOR=#333333][SIZE=14px][FONT=Tahoma][/FONT][/SIZE][/COLOR]

3. مونتاژ و تست
اطمینان حاصل کنید که همه اتصالات درست انجام شده و کد به درستی روی برد ESP32 آپلود شده است.
سیستم را تست کنید و اطمینان حاصل کنید که در صورت کم بودن رطوبت خاک، پمپ آب روشن و در غیر این صورت خاموش میشود.
در صورت نیاز، مقادیر مرجع رطوبت خاک را تنظیم کنید تا سیستم بهینهتر عمل کند.


4. بهبود و توسعه

افزودن قابلیتهای پیشرفته مانند ارسال دادهها به سرور ابری یا اپلیکیشن موبایل برای مانیتورینگ و کنترل از راه دور.

استفاده از باتریهای قابل شارژ و پنلهای خورشیدی برای تأمین انرژی.


به نظر شما دیگه چه قابلیت های اضافی به این پروژه اضافی کنیم؟
یا اگه شخصی بخاد تو سیستم آبیاری از این پروژه استفاده کنه، چه نکاتی هست که باید در نظر گرفت؟

میتونین از مقاله ی زیر نیز استفاده کنید:

https://blog.eca.ir/%db%b5-%d9%81%d9%86%d8%a7%d9%88%d8%b1%db%8c-%d8%ac%d8%af%db%8c%d8%af-%d8%af%d8%b1-%d8%b5%d9%86%d8%b9%d8%aa-%da%a9%d8%b4%d8%a7%d9%88%d8%b1%d8%b2%db%8c-%d8%ac%d9%87%d8%a7%d9%86/

[Tanrina]

معرفی برد T-Energy TTGO با هسته ESP32

برد T-Energy TTGO با هسته ESP32 یک برد توسعه قدرتمند و همهکاره است که برای پروژههای اینترنت اشیا (IoT)، الکترونیک، و اتوماسیون طراحی شده است. این برد با استفاده از ماژول ESP32 قابلیتهای زیادی را در اختیار توسعهدهندگان قرار میدهد.

در ادامه به معرفی مشخصات و قابلیتهای این برد میپردازیم:

مشخصات فنی

• هسته ESP32: ماژول ESP32 با پردازنده دو هستهای Xtensa LX6 که در فرکانس 240 مگاهرتز کار میکند.
• حافظه: 520 کیلوبایت SRAM و 4 مگابایت فلش داخلی.
• اتصالات بیسیم: Wi-Fi 802.11 b/g/n و بلوتوث 4.2 (BLE).
• پورتها و اتصالات:
  • سه پورت USB برای اتصال و برنامهریزی.
  • پینهای GPIO متعدد برای اتصال سنسورها و ماژولهای مختلف.
• نمایشگر: اغلب مدلها دارای نمایشگر OLED داخلی برای نمایش اطلاعات.
• باتری: قابلیت اتصال باتری لیتیوم پلیمری (LiPo) با مدار شارژ داخلی.
• سنسورها و ماژولهای اضافی: برخی مدلها دارای سنسورهای داخلی مانند سنسور حرکتی (IMU) و سنسورهای دیگر هستند.
• ابعاد: کوچک و قابل حمل با طراحی مناسب برای استفاده در پروژههای پرتابل.

قابلیتها و کاربردها

پروژههای اینترنت اشیا (IoT): به دلیل داشتن Wi-Fi و بلوتوث، این برد برای پروژههای IoT ایدهآل است. میتوان از آن برای مانیتورینگ و کنترل از راه دور استفاده کرد.

اتوماسیون خانگی: میتواند برای ساخت سیستمهای اتوماسیون خانگی مانند کنترل روشنایی، دما، و امنیت استفاده شود.

سیستمهای دادهبرداری: مناسب برای جمعآوری و ارسال دادههای محیطی مانند دما، رطوبت، و کیفیت هوا به سرورهای ابری.

پروژههای آموزشی: به دلیل سادگی در استفاده و برنامهنویسی، برای آموزش مفاهیم پایهای الکترونیک و برنامهنویسی مناسب است.

کنترل ربات: با استفاده از قابلیتهای بلوتوث و GPIO، میتوان از این برد برای ساخت و کنترل رباتها استفاده کرد.

پروژههای پرتابل: به دلیل قابلیت اتصال باتری و مصرف کم انرژی، مناسب برای پروژههای پرتابل و خارج از منزل است.

برنامهنویسی

• Arduino IDE: پشتیبانی کامل از محیط توسعه Arduino IDE که محبوبیت زیادی در میان توسعهدهندگان دارد.
• PlatformIO: یک محیط توسعه یکپارچه (IDE) برای برنامهنویسان حرفهای.
• MicroPython: قابلیت برنامهنویسی با استفاده از زبان پایتون.

https://eshop.eca.ir/%D9%85%D8%A7%DA%98%D9%88%D9%84-%D8%B4%D8%A8%DA%A9%D9%87-%D9%88-wifi/21525-%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%AA%D9%88%D8%B3%D8%B9%D9%87-t-energy-ttgo-%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D8%A7%DB%8C-%D9%87%D8%B3%D8%AA%D9%87-%D8%A8%D9%84%D9%88%D8%AA%D9%88%D8%AB-%D9%88-%D9%88%D8%A7%DB%8C-%D9%81%D8%A7%DB%8C-esp32.html

[Tanrina]

معرفی سنسور DHT11

سنسور DHT11 یک سنسور مقرونبهصرفه و محبوب برای اندازهگیری دما و رطوبت است. این سنسور میتواند به راحتی با میکروکنترلرها و بردهای توسعه مانند Arduino ارتباط برقرار کند.

DHT11 دارای ویژگیهای زیر است:

• دقت دما: ±2 درجه سانتیگراد
• دقت رطوبت: ±5%
• محدوده دما: 0 تا 50 درجه سانتیگراد
• محدوده رطوبت: 20% تا 90%
• نوع خروجی: دیجیتال
• ولتاژ کاری: 3.3 تا 5 ولت

اتصالات سختافزاری
سنسور DHT11 دارای 4 پین است که به شرح زیر میباشند:

VCC: به منبع تغذیه 3.3V یا 5V متصل میشود.

DATA: به یک پین دیجیتال میکروکنترلر متصل میشود.

NC (Not Connected): بدون اتصال است.

GND: به زمین (GND) متصل میشود.

راهاندازی سنسور DHT11 با Arduino
مواد و ابزار مورد نیاز

• برد Arduino (مثلاً Arduino Uno)
• سنسور DHT11
• برد بورد (Breadboard) و سیمهای جامپر

اتصالات

VCC سنسور به 5V Arduino

DATA سنسور به پین دیجیتال 2 Arduino

GND سنسور به GND Arduino

برنامهنویسی

ابتدا باید کتابخانه DHT را نصب کنید. برای این کار، در Arduino IDE به مسیر Sketch > Include Library > Manage Libraries بروید و در کادر جستجو "DHT" را تایپ کنید. سپس کتابخانه DHT sensor library by Adafruit را نصب کنید.

کد زیر را در Arduino IDE کپی کرده و روی برد Arduino آپلود کنید:

#include "DHT.h"

#define DHTPIN 2      // پین متصل به DATA سنسور DHT
#define DHTTYPE DHT11 // نوع سنسور DHT

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();
}

void loop() {
  delay(2000); // تاخیر 2 ثانیه‌ای بین هر خواندن
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();
  
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return;
  }
  
  Serial.print("Humidity: ");
  Serial.print(h);
  Serial.print(" %\t");
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(t);
  Serial.println(" *C");
}
​

https://eshop.eca.ir/%D8%B3%D9%86%D8%B3%D9%88%D8%B1-%D8%AF%D9%85%D8%A7-%D9%88-%D8%B1%D8%B7%D9%88%D8%A8%D8%AA/2282-%D8%B3%D9%86%D8%B3%D9%88%D8%B1-%D8%B1%D8%B7%D9%88%D8%A8%D8%AA-%D9%88-%D8%AF%D9%85%D8%A7-dht11.html

[Tanrina]

معرفی رله
رله یک قطعه الکترومکانیکی است که به عنوان یک سوئیچ عمل میکند و امکان کنترل مدارهای الکتریکی با ولتاژ و جریان بالا را با استفاده از سیگنالهای کنترل با ولتاژ و جریان پایین فراهم میسازد. رلهها بهطور گسترده در سیستمهای اتوماسیون، کنترل صنعتی، و کاربردهای خانگی مورد استفاده قرار میگیرند.

اجزای اصلی رله

سیمپیچ (Coil): با اعمال ولتاژ به سیمپیچ، یک میدان مغناطیسی ایجاد میشود که باعث جذب و جابجایی کنتاکتها (Contact) میشود.

کنتاکتها (Contacts): بخشهایی که با تغییر وضعیت سیمپیچ، باز و بسته میشوند. معمولاً شامل سه نوع هستند:

• NO (Normally Open): در حالت عادی باز است و با فعال شدن رله بسته میشود.
• NC (Normally Closed): در حالت عادی بسته است و با فعال شدن رله باز میشود.
• COM (Common): کنتاکت مشترک بین NO و NC.

بخش مکانیکی: بخشی که حرکت مکانیکی را فراهم میکند تا کنتاکتها باز و بسته شوند.

انواع رله

• رله مکانیکی: متداولترین نوع رله که از یک سیمپیچ و کنتاکتهای مکانیکی تشکیل شده است.
• رله حالت جامد (Solid State Relay - SSR): از قطعات الکترونیکی مانند ترانزیستور و ترایاک استفاده میکند و دارای سرعت سوئیچینگ بالا و عمر طولانیتری است.

کاربردها

• کنترل پمپ آب: میتوان از رله برای کنترل روشن و خاموش شدن پمپهای آب استفاده کرد. با استفاده از یک سیگنال کنترل (مثلاً از طریق برد Arduino یا ESP32)، رله میتواند پمپ را به مدار متصل یا از آن جدا کند.
• کنترل شیر برقی: رلهها میتوانند برای کنترل شیرهای برقی که برای باز و بسته کردن جریان آب یا سایر سیالات استفاده میشوند، به کار روند.
• کنترل سیستمهای روشنایی، گرمایش، و تهویه مطبوع: در سیستمهای اتوماسیون خانگی و صنعتی.

نحوه اتصال و راهاندازی رله

ابزار مورد نیاز

• رله (مثلاً رله 5V یا 12V)
• برد کنترل (Arduino، ESP32، یا هر میکروکنترلر دیگر)
• پمپ آب یا شیر برقی
• منبع تغذیه مناسب
• برد بورد (Breadboard) و سیمهای جامپر

اتصالات
برای مثال، فرض میکنیم از یک رله 5V و یک برد Arduino استفاده میکنیم:

1. پین VCC رله به 5V Arduino متصل شود.
2. پین GND رله به GND Arduino متصل شود.
3. پین IN رله به پین دیجیتال 7 Arduino متصل شود.
4. کنتاکتهای COM و NO رله به مدار کنترلشونده (مثلاً پمپ آب) متصل شوند.

برنامهنویسی (Arduino IDE)
کد زیر نحوه کنترل رله با استفاده از Arduino را نشان میدهد:

int relayPin = 7; // پین متصل به رله

void setup() {
  pinMode(relayPin, OUTPUT); // تنظیم پین رله به عنوان خروجی
  digitalWrite(relayPin, LOW); // خاموش کردن رله در ابتدا
}

void loop() {
  digitalWrite(relayPin, HIGH); // روشن کردن رله
  delay(5000); // پمپ به مدت 5 ثانیه روشن بماند
  digitalWrite(relayPin, LOW); // خاموش کردن رله
  delay(5000); // پمپ به مدت 5 ثانیه خاموش بماند
}
​[COLOR=#222222][SIZE=14px][FONT=Tahoma][/FONT][/SIZE][/COLOR]

https://eshop.eca.ir/407-%D8%B1%D9%84%D9%87

[Tanrina]

معرفی رله
رله یک قطعه الکترومکانیکی است که به عنوان یک سوئیچ عمل میکند و امکان کنترل مدارهای الکتریکی با ولتاژ و جریان بالا را با استفاده از سیگنالهای کنترل با ولتاژ و جریان پایین فراهم میسازد. رلهها بهطور گسترده در سیستمهای اتوماسیون، کنترل صنعتی، و کاربردهای خانگی مورد استفاده قرار میگیرند.

اجزای اصلی رله

سیمپیچ (Coil): با اعمال ولتاژ به سیمپیچ، یک میدان مغناطیسی ایجاد میشود که باعث جذب و جابجایی کنتاکتها (Contact) میشود.

کنتاکتها (Contacts): بخشهایی که با تغییر وضعیت سیمپیچ، باز و بسته میشوند. معمولاً شامل سه نوع هستند:

• NO (Normally Open): در حالت عادی باز است و با فعال شدن رله بسته میشود.
• NC (Normally Closed): در حالت عادی بسته است و با فعال شدن رله باز میشود.
• COM (Common): کنتاکت مشترک بین NO و NC.

بخش مکانیکی: بخشی که حرکت مکانیکی را فراهم میکند تا کنتاکتها باز و بسته شوند.

انواع رله

• رله مکانیکی: متداولترین نوع رله که از یک سیمپیچ و کنتاکتهای مکانیکی تشکیل شده است.
• رله حالت جامد (Solid State Relay - SSR): از قطعات الکترونیکی مانند ترانزیستور و ترایاک استفاده میکند و دارای سرعت سوئیچینگ بالا و عمر طولانیتری است.

کاربردها

• کنترل پمپ آب: میتوان از رله برای کنترل روشن و خاموش شدن پمپهای آب استفاده کرد. با استفاده از یک سیگنال کنترل (مثلاً از طریق برد Arduino یا ESP32)، رله میتواند پمپ را به مدار متصل یا از آن جدا کند.
• کنترل شیر برقی: رلهها میتوانند برای کنترل شیرهای برقی که برای باز و بسته کردن جریان آب یا سایر سیالات استفاده میشوند، به کار روند.
• کنترل سیستمهای روشنایی، گرمایش، و تهویه مطبوع: در سیستمهای اتوماسیون خانگی و صنعتی.

نحوه اتصال و راهاندازی رله

ابزار مورد نیاز

• رله (مثلاً رله 5V یا 12V)
• برد کنترل (Arduino، ESP32، یا هر میکروکنترلر دیگر)
• پمپ آب یا شیر برقی
• منبع تغذیه مناسب
• برد بورد (Breadboard) و سیمهای جامپر

اتصالات
برای مثال، فرض میکنیم از یک رله 5V و یک برد Arduino استفاده میکنیم:

1. پین VCC رله به 5V Arduino متصل شود.
2. پین GND رله به GND Arduino متصل شود.
3. پین IN رله به پین دیجیتال 7 Arduino متصل شود.
4. کنتاکتهای COM و NO رله به مدار کنترلشونده (مثلاً پمپ آب) متصل شوند.

برنامهنویسی (Arduino IDE)
کد زیر نحوه کنترل رله با استفاده از Arduino را نشان میدهد:

int relayPin = 7; // پین متصل به رله

void setup() {
pinMode(relayPin, OUTPUT); // تنظیم پین رله به عنوان خروجی
digitalWrite(relayPin, LOW); // خاموش کردن رله در ابتدا
}

void loop() {
digitalWrite(relayPin, HIGH); // روشن کردن رله
delay(5000); // پمپ به مدت 5 ثانیه روشن بماند
digitalWrite(relayPin, LOW); // خاموش کردن رله
delay(5000); // پمپ به مدت 5 ثانیه خاموش بماند
}
​[COLOR=#222222][SIZE=14px][FONT=Tahoma][/FONT][/SIZE][/COLOR]

https://eshop.eca.ir/407-%D8%B1%D9%84%D9%87

اتصالات مدار یه ایرادی داره به نظرتون، چی میتونه باشه؟

[Tanrina]

معرفی شیرهای برقی
شیرهای برقی (Solenoid Valves) دستگاههایی هستند که با استفاده از نیروی الکترومغناطیسی بهطور خودکار باز و بسته میشوند تا جریان مایعات یا گازها را کنترل کنند. این شیرها بهطور گسترده در سیستمهای اتوماسیون صنعتی، سیستمهای آبیاری، کاربردهای خانگی و تجاری، و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند.

اجزای شیر برقی
سیمپیچ (Solenoid Coil): شامل یک سیم پیچیده شده است که با عبور جریان الکتریکی از آن، میدان مغناطیسی ایجاد میکند.
پلانجر (Plunger): قطعهای فلزی است که در داخل سیمپیچ حرکت میکند و باعث باز و بسته شدن شیر میشود.
بدنه (Body): بخشی که شامل ورودی و خروجی شیر و محل عبور مایعات یا گازها است.
فنر بازگشت (Return Spring): باعث بازگشت پلانجر به موقعیت اولیه پس از قطع جریان الکتریکی میشود.
کنتاکتهای اتصال: برای اتصال سیمپیچ به منبع تغذیه الکتریکی.

انواع شیرهای برقی

شیرهای برقی مستقیم (Direct Acting Solenoid Valves): این نوع شیرها بهطور مستقیم توسط نیروی الکترومغناطیسی باز و بسته میشوند و برای فشارهای پایین تا متوسط مناسب هستند.
شیرهای برقی غیرمستقیم (Pilot Operated Solenoid Valves): این شیرها از فشار خط برای کمک به باز و بسته شدن استفاده میکنند و برای فشارهای بالا مناسبتر هستند.
شیرهای برقی دو راهه (Two-Way Solenoid Valves): دارای دو پورت برای ورودی و خروجی هستند و برای باز و بسته کردن جریان مایع یا گاز در یک مسیر استفاده میشوند.
شیرهای برقی سه راهه (Three-Way Solenoid Valves): دارای سه پورت هستند و برای تغییر مسیر جریان یا قطع و وصل کردن دو مسیر مختلف استفاده میشوند.

کاربردها

سیستمهای آبیاری: کنترل جریان آب در سیستمهای آبیاری خودکار.
تجهیزات پزشکی: کنترل جریان گازها یا مایعات در دستگاههای پزشکی.
سیستمهای صنعتی: کنترل جریان سیالات در خطوط تولید و فرآیندهای صنعتی.
تجهیزات خانگی: کنترل جریان آب در ماشینهای لباسشویی، ظرفشویی، و سایر لوازم خانگی.

نحوه کارکرد
وقتی جریان الکتریکی به سیمپیچ اعمال میشود، میدان مغناطیسی ایجاد شده پلانجر را جذب کرده و شیر باز میشود. با قطع جریان، فنر بازگشت پلانجر را به موقعیت اولیه بازمیگرداند و شیر بسته میشود.

https://eshop.eca.ir/366-%D8%B3%D9%84%D9%88%D9%86%D9%88%D8%A6%DB%8C%D8%AF