# 智慧盆栽守護者 ## 27蔡宸睿 28蔡雁丞 --- # 壹、動機與目的 ---- 在現代都市生活中，許多人因為工作繁忙，常常忽略了對盆栽的日常照護，導致植物枯萎死亡。本專題旨在設計一套自動監控與澆灌系統，利用土壤濕度感測、自動灌溉與即時回饋的方式，實現「智慧盆栽守護者」的構想，協助使用者輕鬆養護植物，降低植物死亡率。 ---- 本電路特別適用於： - **長期不在家的上班族** - **缺乏植物照護經驗的初學者** - **教學與STEM教育應用場景** 我們的目的是建構一個低成本、可擴充、具有互動性的智慧園藝解決方案。 --- # 貳、設計理念 ---- 本報告整合感測器、灌溉模組、蜂鳴警示、RGB視覺提示等多重輸出裝置，提供以下功能： 1. **即時土壤濕度感測**：避免過度或不足澆水 2. **自動澆灌邏輯**：控制水泵精準啟動與冷卻時間 3. **多重提示輸出**：蜂鳴器、RGB燈可視化資訊 4. **人因工程考量**：訊息清楚明確，顏色與聲音便於使用者辨識 --- # 参、硬體架構 ---- # 架構 | **元件** | **功能** | | -------- | -------- | | Arduino Uno | 控制電路 | | 土壤濕度感測器 | 得到土壤濕度 | | 繼電器 | 控制水泵開關| | 有緣蜂鳴器 | 提醒使用者植物缺水 | | RGB LED | 顯示濕度等級 | ----  ---- ## 土壤濕度感測器  S:data +:5V -:GND ---- ## 繼電器  $$ V_{out} = \begin{cases} V_{cc_{out}} &\text {if $IN=V_{cc_{in}}$} \\ 0 &\text{if $IN=GND$} \end{cases} $$ ---- ## RGB LED  red | common anode | green | blue --- # 肆、程式說明 ---- ## 1.初始化 ```cpp= const int sensorPin = A0; const int relayPin = 8; const int buzzerPin = 9; const int redPin = 5; const int greenPin = 6; const int bluePin = 7; const unsigned long wateringDuration = 3500; const unsigned long wateringCooldown = 10000; unsigned long lastWateredTime = 0; int melody[] = {262, 294, 330, 349, 392, 440, 494, 523}; int noteDurations[] = {4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4}; ``` ---- ## 1.初始化 ```cpp= void setup() { pinMode(relayPin, OUTPUT); digitalWrite(relayPin, LOW); pinMode(buzzerPin, OUTPUT); pinMode(redPin, OUTPUT); pinMode(greenPin, OUTPUT); pinMode(bluePin, OUTPUT); } ``` ---- ## 2.濕度偵測 ```cpp= [|2-3|4] void loop(){ int sensorValue = analogRead(sensorPin); int moisturePercent = map(sensorValue, 0, 400, 0, 100); moisturePercent = constrain(moisturePercent, 0, 100); } ``` ---- ## 3.澆水邏輯 ```cpp= [|3|4-7|8] void loop(){ // ... if (moisturePercent < 20 && millis() - lastWateredTime > wateringCooldown) { digitalWrite(relayPin,HIGH); playMelody(); delay(wateringDuration); digitalWrite(relayPin, LOW); lastWateredTime = millis(); } else { digitalWrite(relayPin, LOW); } } ``` ---- ## 4.播放美妙的音樂 ```cpp= void playMelody() { for (int i = 0; i < 8; i++) { int noteDuration = 1000 / noteDurations[i]; tone(buzzerPin, melody[i], noteDuration); delay(noteDuration * 1.3); } noTone(buzzerPin); } ``` ---- ## 5.發出閃耀的亮光 ```cpp= void loop(){ // ... if (moisturePercent > 70) { setRGB(0, 255, 0); } else if (moisturePercent > 30) { setRGB(255, 255, 0); } else { setRGB(255, 0, 0); } } void setRGB(int r, int g, int b) { analogWrite(redPin, r); analogWrite(greenPin, g); analogWrite(bluePin, b); } ``` --- # 伍、實體展示 --- # 陸、結論與發展 ---- ### 優點 - 可以自動澆灌 - 便宜、構造簡單 - 人性化的提示系統 ---- ### 缺點 - 因素過少(陽光、溫度) - 無法泛用於各種土壤與植物 - 無法遠端通知 ---- ## 未來發展 - 增加WiFi或藍牙模組 - 引用AI模型 - 太陽能電源設計 - 增加其功能 --- # 柒、參考文獻與資料 ---- - [繼電器簡介](https://www.digikey.tw/zh/articles/an-introduction-to-relays) - [繼電器怎麼用? 它讓Arduino可以控制更多好玩的東西!](https://crazymaker.com.tw/arduino-how-to-use-relay/#google_vignette) - [Arduino土壤溼度感測器使用](https://crazymaker.com.tw/arduino-how-to-use-soil-moisture-sensor/)