스마트 플랜팅 박스 프로젝트

스마트 플랜팅 박스는 식물 재배를 위한 자동화 시스템으로, 온도와 습도, 조도, 그리고 수위 센서를 이용하여 최적의 환경을 조성하는 프로젝트입니다. 이 시스템은 ESP32 마이크로컨트롤러를 기반으로 하며, LCD 디스플레이를 활용하여 실시간 데이터를 표시하고 팬, LED, 서보 모터를 제어합니다.

🛠️ 사용 부품 설명

• ESP32: Wi-Fi 기능을 갖춘 강력한 마이크로컨트롤러
• LCD 디스플레이 (LiquidCrystal_I2C): 16x2 문자형 디스플레이
• DHT22 센서: 온도 및 습도 측정
• LDR 센서: 조도를 측정하여 빛의 양을 감지
• 초음파 센서 (HC-SR04): 수위 측정
• 서보 모터 (ESP32Servo): 환기 시스템 제어
• LED: 빛을 보완하는 역할
• 팬: 공기 순환 기능
• 점퍼 와이어 및 저항: 연결을 위한 기본 부품

🔌 회로 연결 방법

1. LCD 디스플레이는 I2C 통신을 사용하며 ESP32의 21번(SDA)과 22번(SCL) 핀에 연결
2. DHT22 센서는 데이터 핀을 ESP32의 4번 핀에 연결
3. LDR 센서는 ESP32의 아날로그 핀 12번에 연결
4. 초음파 센서의 TRIG와 ECHO 핀을 각각 5번, 35번에 연결
5. 서보 모터는 ESP32의 19번 핀에 연결
6. LED는 2번 핀, 팬은 23번 핀에 연결

💻 소스 코드 설명

프로그램은 여러 센서를 통해 데이터를 수집한 후 LCD 디스플레이에 표시하며, 특정 조건이 만족되면 팬, LED, 서보 모터를 자동으로 제어합니다.

🔍 주요 코드 분석

 

void setup() {
  Wire.begin(21, 22);  // I2C 초기화
  lcd.init();          // LCD 초기화
  lcd.backlight();     // 백라이트 활성화
  lcd.print("Smart Planting Box");
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  ventilasi.attach(SERVO_PIN);

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(FAN_PIN, OUTPUT);
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
}

• I2C 통신을 설정하여 LCD와 연결
• LCD에 초기 메시지를 출력한 후 DHT22, 서보 모터를 초기화
• 센서 및 출력 장치를 설정

🌡️ 센서 데이터 처리

cpp

float suhu = dht.readTemperature();
float kelembaban = dht.readHumidity();
int cahaya = analogRead(LDR_PIN);
float tinggiAir = bacaTinggiAir();

각 센서 데이터를 읽고, 온도·습도, 조도, 수위 정보를 가져옵니다.

⚙️ 자동 제어 로직

 

if (suhu > 30 && kelembaban > 70) {
  digitalWrite(FAN_PIN, HIGH);   // 팬 ON
  ventilasi.write(90);           // 환기 개방
} else {
  digitalWrite(FAN_PIN, LOW);    // 팬 OFF
  ventilasi.write(0);            // 환기 닫힘
}

if (cahaya < 250) {
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);   // LED ON
} else {
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);    // LED OFF
}

if (tinggiAir < 6) {
  Serial.println("Air penampungan habis!");
}

• 온도·습도가 높을 경우 팬을 가동하고 환기를 개방
• 조도가 낮으면 LED를 켜서 빛을 보완
• 수위가 낮을 경우 경고 메시지 출력

📊 LCD 화면 출력

 

lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("S:"); lcd.print(suhu); lcd.print((char)223); lcd.print("C H:"); lcd.print(kelembaban);

lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Cah:"); lcd.print(cahaya); lcd.print(" Air:"); lcd.print(tinggiAir); lcd.print("cm");

• 온도(°C), 습도(%), 조도 및 수위(cm)를 16x2 LCD에 표시

📊 전체 소스

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>
#include <ESP32Servo.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

#define DHTPIN  4
#define DHTTYPE DHT22
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

#define LDR_PIN 12
#define TRIG_PIN 5
#define ECHO_PIN 35
#define SERVO_PIN 19
#define LED_PIN 2
#define FAN_PIN 23

Servo ventilasi;

void setup() {
  Wire.begin(21,22);
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Smart Planting Box");
  delay(2000);
  lcd.clear();
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  ventilasi.attach(SERVO_PIN);

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(FAN_PIN, OUTPUT);
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
}

float bacaTinggiAir() {
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

  long durasi = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
  float jarak = durasi * 0.034 / 2;
  return jarak;  // dalam cm
}

void loop() {
  float suhu = dht.readTemperature();
  float kelembaban = dht.readHumidity();
  int cahaya = analogRead(LDR_PIN);
  float tinggiAir = bacaTinggiAir();

  Serial.print("Suhu: "); Serial.print(suhu); Serial.print(" °C, ");
  Serial.print("Kelembaban: "); Serial.print(kelembaban); Serial.print(" %, ");
  Serial.print("Cahaya: "); Serial.print(cahaya); Serial.print(", ");
  Serial.print("Tinggi Air: "); Serial.print(tinggiAir); Serial.println(" cm");

  // Kontrol suhu dan kelembaban
  if (suhu > 30 && kelembaban > 70) {
    digitalWrite(FAN_PIN, HIGH);      // Kipas ON
    ventilasi.write(90);              // Buka ventilasi
  } else {
    digitalWrite(FAN_PIN, LOW);       // Kipas OFF
    ventilasi.write(0);               // Tutup ventilasi
  }

  // Kontrol cahaya
  if (cahaya < 250) {
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);      // LED ON
  } else {
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);       // LED OFF
  }

  // Peringatan air
  if (tinggiAir < 6) {
    Serial.println(" Air penampungan habis!");
  }

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("S:");
  lcd.print(suhu);
  lcd.print((char)223); // Simbol derajat
  lcd.print("C H:");
  lcd.print(kelembaban);

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Cah:");
  lcd.print(cahaya);
  lcd.print(" Air:");
  lcd.print(tinggiAir);
  lcd.print("cm");


  delay(2000);
}

🏁 결론

스마트 플랜팅 박스는 환경을 실시간으로 감지하고 자동으로 최적화하는 시스템입니다. 팬, LED, 서보 모터를 활용하여 식물이 건강하게 자랄 수 있도록 도와줍니다. 이 프로젝트를 확장하여 IoT 기능을 추가하거나 모바일 앱과 연동하면 더욱 스마트한 시스템을 구현할 수 있습니다!

다른 기능을 추가하고 싶다면, 예를 들어 토양 수분 센서를 연결해 볼 수도 있겠네요. 😊