Pflanzenüberwachung mit Blynk¶

Dieses Projekt realisiert ein Demonstrations-System zur Pflanzenüberwachung, das aktuelle Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Lichtintensität und Bodenfeuchtigkeit erfasst. Die Daten werden anschließend in Blynk angezeigt, ergänzt durch Vorschläge, die sich an den Feuchtigkeitswerten des Bodens orientieren.

1. Schaltung aufbauen¶

Bemerkung

Das ESP8266-Modul benötigt einen hohen Stromfluss, um stabil zu funktionieren. Stellen Sie daher sicher, dass die 9V-Batterie angeschlossen ist.

2. Blynk konfigurieren¶

Bemerkung

Wenn Sie mit Blynk noch nicht vertraut sind, empfehlen wir dringend, zuerst diese beiden Anleitungen zu lesen. Einführung in Blynk ist ein Einsteigerleitfaden für Blynk, der auch die Konfiguration von ESP8266 und die Registrierung bei Blynk enthält. Flammenwarnsystem mit Blynk ist ein einfaches Beispiel, aber die Beschreibung der Schritte ist detaillierter.

2.1 Vorlage erstellen¶

Zunächst müssen wir eine Vorlage in Blynk erstellen. Erstellen Sie eine Vorlage namens „Pflanzenüberwachung“.

2.2 Datenstrom¶

Erstellen Sie Datastreams vom Typ Virtual Pin auf der Datastreams-Seite, um Daten von ESP8266 und Uno R4 zu empfangen.

Erstellen Sie den Virtual Pin V0 gemäß folgendem Schema:

Benennen Sie den Virtual Pin V0 in temperature um. Setzen Sie den DATA TYPE auf Double und MIN und MAX auf -100 und 100. Setzen Sie die UNITS auf Celsius,℃.
Erstellen Sie den Virtual Pin V1 gemäß folgendem Schema:

Benennen Sie den Virtual Pin V1 in humidity um. Setzen Sie den DATA TYPE auf Double und MIN und MAX auf 0 und 100. Setzen Sie die UNITS auf Percentage,%.
Erstellen Sie den Virtual Pin V2 gemäß folgendem Schema:

Benennen Sie den Virtual Pin V2 in soilMoisture um. Setzen Sie den DATENTYP auf String.
Erstellen Sie den Virtual Pin V3 gemäß folgendem Schema:

Benennen Sie den Virtual Pin V3 in LED um. Setzen Sie den DATA TYPE auf Integer und MIN und MAX auf 0 und 255.

2.3 Web-Dashboard¶

Wir müssen auch das Web-Dashboard konfigurieren, um mit der Pflanzenüberwachung interagieren zu können.

Konfigurieren Sie das Web-Dashboard gemäß dem folgenden Schema. Wir verwenden Widgets wie Beschriftungen, Anzeigen, LEDs und Diagramme. Achten Sie darauf, jedes Widget an seinen entsprechenden virtuellen Pin zu binden.

../_images/03-web_dashboard_1_shadow.png

2.4 Vorlage speichern¶

Vergessen Sie nicht, die Vorlage am Ende zu speichern.

3. Code ausführen¶

Öffnen Sie die Datei 03-Plant_monitor.ino im Pfad ultimate-sensor-kit\iot_project\wifi\03-Plant_monitor oder kopieren Sie den Code in die Arduino IDE.
Erstellen Sie ein Blynk-Gerät mit der Vorlage „Pflanzenüberwachung“. Ersetzen Sie dann die Werte für BLYNK_TEMPLATE_ID, BLYNK_TEMPLATE_NAME und BLYNK_AUTH_TOKEN durch Ihre eigenen.
```
#define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPxxxxxxx"
#define BLYNK_TEMPLATE_NAME "Plant Monitor"
#define BLYNK_AUTH_TOKEN "xxxxxxxxxxxxx"
```
Geben Sie ebenfalls die ssid und das Passwort des genutzten WLANs ein.
```
char ssid[] = "Ihr_SSID";
char pass[] = "Ihr_Passwort";
```
Nach der Auswahl des korrekten Boards und Ports klicken Sie auf den Hochladen-Button.
Öffnen Sie den Seriellen Monitor (Baudrate auf 115200 einstellen) und warten Sie auf eine Erfolgsmeldung zur Verbindung.
Bemerkung

Falls die Meldung ESP is not responding erscheint, gehen Sie bitte wie folgt vor:
- Stellen Sie sicher, dass die 9V-Batterie angeschlossen ist.
- Setzen Sie das ESP8266-Modul zurück, indem Sie den RST-Pin für eine Sekunde auf GND legen und dann wieder entfernen.
- Drücken Sie den Reset-Knopf auf dem R4-Board.
Manchmal müssen Sie die obigen Schritte 3-5 Mal wiederholen. Bitte haben Sie Geduld.

4. Code-Erklärung¶

Initialisierung von Bibliotheken und Definition von Konstanten:

Dieser Codeabschnitt beinhaltet die benötigten Bibliotheken und definiert bestimmte Konstanten, wie die Blynk-Vorlageninformationen und WLAN-Zugangsdaten.

#define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPLxxxxxxx"
#define BLYNK_TEMPLATE_NAME "Pflanzenüberwachung"
#define BLYNK_AUTH_TOKEN "xxxxxxxxxxx"
#define BLYNK_PRINT Serial
#include <ESP8266_Lib.h>
#include <BlynkSimpleShieldEsp8266.h>
char ssid[] = "Ihr_SSID";
char pass[] = "Ihr_Passwort";
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial EspSerial(2, 3);
#define ESP8266_BAUD 115200
ESP8266 wifi(&EspSerial);

Einrichten des DHT-Sensors:

Der DHT-Sensor wird initialisiert und relevante Variablen zur Speicherung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit festgelegt.
```
#include <DHT.h>
#define DHTPIN 8
#define DHTTYPE DHT11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
float temperature;
float humidity;
```
Einrichten des Bodenfeuchtesensors:

Konfiguration des Bodenfeuchtesensors. Grenzwerte für nasse und trockene Bedingungen werden festgelegt.

Sie müssen Ihre eigenen Werte für wetSoil und drySoil gemäß Ihrer konkreten Situation ermitteln. Messen Sie den Wert des Bodenfeuchtemoduls als drySoil, wenn der Boden trocken ist, und den Wert innerhalb eines geeigneten Bereichs, den Sie als am feuchtesten betrachten (jenseits dieses Bereichs wäre zu nass), als wetSoil.
```
#define wetSoil 320
#define drySoil 400
const int moistureSensorPin = A0;
int moisture;
String soilStatus;
```
Timer-Einrichtung:

Ein Timer wird konfiguriert, der die Häufigkeit der Datenerfassung und -aktualisierung steuert.
```
BlynkTimer timer;
```
Initialisierung in der Setup-Funktion:

In diesem Abschnitt wird die serielle Kommunikation eingerichtet, das ESP8266 für das WLAN konfiguriert und der DHT-Sensor gestartet.
- Mit timer.setInterval(5000L, myTimerEvent) wird das Timer-Intervall in der Setup()-Funktion festgelegt. Hier haben wir es so eingestellt, dass die Funktion myTimerEvent() alle 5000 ms ausgeführt wird. Sie können den ersten Parameter von timer.setInterval(1000L, myTimerEvent) ändern, um das Intervall zwischen den myTimerEvent-Ausführungen zu ändern.
```
void setup() {
   Serial.begin(115200);
   EspSerial.begin(ESP8266_BAUD);
   delay(10);
   Blynk.config(wifi, BLYNK_AUTH_TOKEN);
   Blynk.connectWiFi(ssid, pass);
   timer.setInterval(5000L, myTimerEvent);
   dht.begin();
}
```
loop()-Funktion:

Die Hauptschleife führt den Blynk-Prozess und den Timer aus.
```
void loop() {
   Blynk.run();
   timer.run();
}
```
sendData()-Funktion:

Diese Funktion liest Werte vom DHT- und Bodenfeuchtesensor, bestimmt den Zustand des Bodens und sendet die Daten an die Blynk-App.
- Verwenden Sie Blynk.virtualWrite(vPin, value) um Daten an virtuelle Pins in Blynk zu senden. Siehe dazu Blynk.virtualWrite() .
- Verwenden Sie Blynk.setProperty(V3, "color", color) um die Farbe der LED in Blynk einzustellen. Weitere Details finden Sie unter Blynk - LED .
```
void sendData() {
   // (code for reading and determining values)
   Blynk.virtualWrite(V0, temperature);
   Blynk.virtualWrite(V1, humidity);
   Blynk.virtualWrite(V2, soilStatus);
   Blynk.virtualWrite(V3, 255);            // set blynk LED brightness
   Blynk.setProperty(V3, "color", color);  // set blynk LED color
}
```
Daten auf Serial Monitor ausgeben:

Diese Funktion ist nützlich für Debugging-Zwecke und zur lokalen Überprüfung der Messwerte im seriellen Monitor der Arduino IDE.
```
void printData() {
   // (Code zur Ausgabe der Werte auf den Serial Monitor)
}
```

Referenzen