إنشاء نظام لري النباتات هو عنوان الدرس الثاني من الوحدة الثالثة التي تحمل اسم “إنشاء تطبيقات إنترنت الأشياء باستخدام الأردوينو” من مقرر “إنترنت الأشياء 1 – 1”.
سنتعرف في هذا الموضوع على كيفية إنشاء وتطوير نظام لري النباتات، وذلك بتوظيف مستشعر درجة الحرارة ومستشعر رطوبة التربة باستخدام لوحة الأردوينو، بالإضافة إلى استكشاف شاشة الاتصال التسلسلي في تطبيق محاكي تينكركاد.
إنشاء نظام لري النباتات
لذا قم بقراءة أهداف التعلُّم جيدًا، ثم أعد قراءتها وتأكَّد من تحصيل محتواها بعد انتهائك من دراسة الموضوع.
أهداف التعلُّم
إنشاء نظام لري النباتات.
توظيف مستشعر درجة الحرارة ومستشعر رطوبة التربة.
استكشاف شاشة الاتصال التسلسلي.
هيا لنبدأ!
إنشاء نظام لري النباتات (Build a Plant Watering System)
أدت الزيادة الكبيرة في عدد السكان خلال القرن الماضي إلى ظهور الحاجة الماسة لتوفير المزيد من المحاصيل لتأمين الغذاء والمنتجات الأساسية الأخرى.
وتطلَّب هذا الأمر توسّعًا كبيرًا في زراعة المحاصيل والنباتات لتلبية حاجات البشر. إلا أن عملية التوسُّع هذه واجهت صعوبة الاعتناء بهذه الأراضي الزراعية بشكلٍ يدوي.
تم تطوير الأنظمة الآلية للري لزيادة فاعليته وتحسين كفاءة الإنتاج الزراعي بصورة كبيرة.
سنستخدم في هذا الدرس لوحة الأردوينو أونو R3 (Arduino UNO R3) لمحاكاة نظام آلي لري النباتات.
وسيستخدم النظام محركًا لتشغيل نظام الري عند اكتشاف المستشعرات انخفاض رطوبة التربة وارتفاع درجة الحرارة.
ستحتاج في هذا المشروع إلى المكوِّنات الآتية:
محرك تيار مستمر (DC motor).
مستشعر درجة الحرارة (TMP36).
مستشعر رطوبة التربة.
لوحة أردوينو أونو R3 (Arduino UNO R3).
ابدأ بإضافة المكوِّنات التي ستحتاج إليها لهذا المشروع في مساحة العمل. أولًا، ابحث عن لوحة الأردوينو أونو R3 (Arduino UNO R3) وأضفها إلى مساحة العمل، وقم بتدويرها 90 درجة.
لإضافة جهاز تحكم الأردوينو الدقيق:
اسحب وأفلت Arduino UNO R3 (لوحة أردوينو أونو R3) من مكتبة Components (المكونات) في مساحة العمل.
اضغط على زر التدوير 3 مرات.
ابحث بعد ذلك عن بقية المكوِّنات، وهي محرك تيار مستمر (DC motor)، ومستشعر درجة الحرارة (TMP36)، ومستشعر رطوبة التربة (Soil Moisture Sensor)، ولوحة أردوينو أونو R3 (Arduino UNO R3). أضف هذه المكوِّنات إلى مساحة العمل كما يلي:
لإضافة المكونات إلى مساحة العمل:
ابحث عن DC motor (محرك تيار مستمر) من مكتبة Components (المكونات) واسحبه وأفلته فب مساحة العمل.
ابحث عن TMP36 Temperature Sensor (مستشعر درجة الحرارة TMP36) من مكتبة Components (المكونات) واسحبه وأفلته في مساحة العمل.
ابحث عن Soil Moisture Sensor (مستشعر رطوبة التربة) من مكتبة Components (المكونات) واسحبه وأفلته في مساحة العمل.
إنشاء نظام لري النباتات
الآن، قم بتوصيل محرك تيار مستمر (DC motor) إلى لوحة أردوينو أونو R3 (Arduino UNO R3).
لتوصيل محرك التيار المستمر (DC motor):
قم بتوصيل الطرف 1 من محرك التيار المستمر بـ GND (الطرف الأرضي) للوحة الأردوينو أونو R3، وغيِّر لون السلك إلى اللون black (الأسود).
قم بتوصيل الطرف 2 من محرك التيار المستمر إلى الطرف التناظري A5 للوحة الأردوينو أونو R3، وغيِّر لون السلك إلى اللون red (الأحمر).
بعد ذلك قم بتوصيل مستشعر درجة الحرارة بلوحة الأردوينو أونو R3 (Arduino UNO R3).
لتوصيل مستشعر درجة الحرارة:
قم بتوصيل طرف Power (الطاقة) الخاص بمستشعر درجة الحرارة بالطرف 5V (جهد 5 فولت) من لوحة الأردوينو، وغيِّر لون السلك إلى red (الأحمر).
قم بتوصيل طرف مخرج Vout (الجهد) الخاص بمستشعر درجة الحرارة بالطرف التناظري A3 للوحة الأردوينو، وغيِّر لون السلك إلى اللون yellow (الأصفر).
قم بتوصيل GND (الطرف الأرضي) الخاص بمستشعر درجة الحرارة بـ GND (الطرف الأرضي) للوحة الأردوينو أونو، وغيِّر لون السلك إلى black (الأسود).
ثم أكمل العملية بتوصيل مستشعر رطوبة التربة بلوحة الأردوينو أونو R3 (Arduino UNO R3).
لتوصيل مستشعر رطوبة التربة:
قم بتوصيل طرف Power (الطاقة) الخاص بمستشعر درجة الحرارة بالطرف 5V (جهد 5 فولت) من لوحة الأردوينو، وغيِّر لون السلك إلى red (الأحمر).
قم بتوصيل GND (الطرف الأرضي) الخاص بمستشعر رطوبة التربة بـ GND (الطرف الأرضي) للوحة الأردوينو أونو R3، وغيِّر لون السلك إلى black (الأسود).
قم بتوصيل طرف Signal (الإشارة) الخاص بمستشعر رطوبة التربة بالطرف A0 للوحة الأردوينو، وغيِّر لون السلك إلى اللون green (الأخضر).
إنشاء نظام لري النباتات
قم بمراجعة محتوى موضوع “إنشاء نظام لري النباتات” حتى نهاية هذا القسم، من خلال الرابط التالي:
شاشة الاتصال التسلسلي (Serial Monitor)
يتم استخدام شاشة الاتصال التسلسلي كأداة مراقبة للقيم التي يتم تلقيها من المستشعرات. تُسهِّل هذه الأداة عملية تحديد مشكلات الدوائر، وكذلك حل المشاكل البرمجية من خلال سماحها للمُستخدِم بمعاينة قيم الإخراج الناتجة من المستشعرات والبرنامج.
يمكِن استخدامها أيضًا لطباعة رسالة خاصة للمُستخدِم، أو لعرض معلومات وإرشادات مفيدة. كذلك يمكن الوصول إلى شاشة الاتصال التسلسلي (Serial Monitor) أسفل لوحة البرمجة.
إنشاء نظام لري النباتات
بإمكانك مراجعة محتوى موضوع “إنشاء نظام لري النباتات” لهذا القسم بعنوان “شاشة الاتصال التسلسلي”، من خلال الرابط التالي:
تنفيذ التعليمات البرمجية (Code Implementation)
يقوم البرنامج أولًا بطباعة قيم رطوبة التربة ودرجة الحرارة على شاشة الاتصال التسلسلي، ثم يتحقق مما إذا كان كلا الشرطين صحيحين، فإذا كان الأمر كذلك، يقوم بتشغيل المحرك، وإلا فإنه يوقف تشغيله.
في النهاية، ينتظر البرنامج ثانية واحدة لتجنب امتلاء الشاشة التسلسلية بالمخرجات في نفس الوقت.
بإمكانك مراجعة محتوى موضوع “إنشاء نظام لري النباتات” بدايةً من عنوان “تنفيذ التعليمات البرمجية” حتى نهاية الموضوع، من خلال الرابط التالي: