Sistem Pemantauan Tanaman Cerdas Berbasis Netduino 3 WiFi

Skema & Diagram Sirkuit

Seluruh sensor Grove dihubungkan ke Grove Base Shield V2, kemudian Base Shield dipasang pada Netduino 3 WiFi. Dokumentasi menyebutkan jenis port yang digunakan untuk setiap sensor, tetapi tidak memberikan nomor pin spesifik atau rincian jalur VCC dan GND. Karena itu, gunakan label port pada Base Shield dan dokumentasi masing-masing sensor untuk memastikan pemasangan yang benar. Jangan mengasumsikan nomor pin yang tidak disebutkan oleh pembuat proyek.

• Grove Water Sensor: Digital Port pada Grove Base Shield V2.
• Grove Barometer Sensor BMP280: I2C.
• Grove UV Sensor: Analog Port.
• Grove Temperature & Humidity Sensor: Analog Port menurut dokumentasi proyek.
• Grove Sunlight Sensor: I2C.
• Grove Air Quality Sensor: Analog Port.
• Grove OLED Display: Disebutkan sebagai layar tambahan yang diintegrasikan pada tahap akhir. Artikel tidak menjelaskan port koneksinya secara terperinci.

Netduino 3 WiFi terhubung ke komputer melalui kabel USB saat pemrograman dan deployment. Untuk pengiriman data, Netduino menggunakan koneksi WiFi ke internet dan mengirimkan data sensor ke Adafruit IO. Dengan demikian, alur sistem terdiri dari sensor menuju Grove Base Shield, lalu ke Netduino 3 WiFi, kemudian melalui WiFi ke Adafruit IO dan aplikasi MIT App Inventor.

Catatan: pembuat proyek menyatakan bahwa foto-foto koneksi sensor lainnya belum tersedia saat artikel diterbitkan. Tidak ada diagram pin VCC, GND, SDA, atau SCL yang lebih rinci dalam dokumentasi yang dapat diverifikasi.

Kode Program

Catatan Kode Program

Bahasa pemrograman pada proyek asli adalah C# untuk .NET Micro Framework, bukan Arduino C++ atau file Arduino .ino. Kode berikut merupakan transkripsi dari bagian Program.cs dan kelas AdaFruitIoClient yang ditampilkan pada halaman Hackster. Kode sumber asli mengandung ketidakkonsistenan, termasuk deklarasi temperatureFeedKey yang berulang, penulisan literal heksadesimal yang tidak valid pada salah satu salinan, serta referensi namespace/library sensor yang tidak disertakan lengkap. Pembuat proyek juga menyatakan bahwa program masih dalam tahap pengembangan dan belum sepenuhnya bebas masalah. Kode ini tidak boleh dianggap sebagai program siap-kompilasi tanpa pemeriksaan dan perbaikan.

Program.cs

using System;
using System.Net;
using System.Threading;
using Microsoft.SPOT;
using Microsoft.SPOT.Hardware;
using Microsoft.SPOT.Net.NetworkInformation;
using SecretLabs.NETMF.Hardware.Netduino;
using smarCrops.NetMF.Sensor;
using smartCrops.IoT.NetMF;

namespace smartCrops.IoT.AdaFruitIO.NetMF.Client
{
    public class Program
    {
        private const string adaFruitIOApiBaseUrl = @"https://IO.adafruit.com/api/v2/";
        private const string group = "netduino3";
        private const string temperatureFeedKey = "t";
        private const string temperatureFeedKey = "te";
        private const string uvFeedKey = "uv";
        private const string airqualityFeedKey = "aq";
        private const string sunlightFeedKey = "s";
        private const string humidityFeedKey = "h";
        private const string barometerFeedKey = "b";
        private const string adaFruitUserName = "YourUserName";
        private const string adaFruitIOApiKey = "YourAPIKey";
        private static readonly TimeSpan timerDueAfter = new TimeSpan(0, 0, 15);
        private static readonly TimeSpan timerPeriod = new TimeSpan(0, 0, 30);
        private static OutputPort led = new OutputPort(Pins.ONBOARD_LED, false);
        private static SiliconLabsSI7005 sensor = new SiliconLabsSI7005();
        private static AdaFruitIoClient adaFruitIoClient = new AdaFruitIoClient(adaFruitUserName, adaFruitIOApiKey, adaFruitIOApiBaseUrl);

        public static void Main()
        {
            NetworkInterface networkInterface = NetworkInterface.GetAllNetworkInterfaces()[0];
            if (networkInterface.IsDhcpEnabled)
            {
                Debug.Print(" Waiting for DHCP IP address");
                while (NetworkInterface.GetAllNetworkInterfaces()[0].IPAddress == IPAddress.Any.ToString())
                {
                    Debug.Print(" .");
                    led.Write(!led.Read());
                    Thread.Sleep(250);
                }
                led.Write(false);
            }

            Debug.Print("Network configuration");
            Debug.Print(" Network interface type : " + networkInterface.NetworkInterfaceType.ToString());
            Debug.Print(" MAC Address : " + BytesToHexString(networkInterface.PhysicalAddress));
            Debug.Print(" DHCP enabled : " + networkInterface.IsDhcpEnabled.ToString());
            Debug.Print(" Dynamic DNS enabled : " + networkInterface.IsDynamicDnsEnabled.ToString());
            Debug.Print(" IP Address : " + networkInterface.IPAddress.ToString());
            Debug.Print(" Subnet Mask : " + networkInterface.SubnetMask.ToString());
            Debug.Print(" Gateway : " + networkInterface.GatewayAddress.ToString());

            foreach (string dnsAddress in networkInterface.DnsAddresses)
            {
                Debug.Print(" DNS Server : " + dnsAddress.ToString());
            }

            Timer humidityAndtemperatureUpdates = new Timer(HumidityAndTemperatureTimerProc, null, timerDueAfter, timerPeriod);
            Thread.Sleep(Timeout.Infinite);
        }

        static private void HumidityAndTemperatureTimerProc(object state)
        {
            led.Write(true);
            try
            {
                double humidity = sensor.Humidity();
                Debug.Print(" Humidity " + humidity.ToString("F0") + "%");
                adaFruitIoClient.FeedUpdate(group, humidityFeedKey, humidity.ToString("F0"));
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Debug.Print("Humidifty read+update failed " + ex.Message);
                return;
            }

            try
            {
                double temperature = sensor.Temperature();
                Debug.Print(" Temperature " + temperature.ToString("F1") + "°C");
                adaFruitIoClient.FeedUpdate(group, temperatureFeedKey, temperature.ToString("F1"));
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Debug.Print("Temperature read+update failed " + ex.Message);
                return;
            }
            led.Write(false);
        }

        private static string BytesToHexString(byte[] bytes)
        {
            string hexString = string.Empty;
            const string hexChars = "0123456789ABCDEF";
            for (byte b = 0; b < bytes.Length; b++)
            {
                if (b > 0)
                    hexString += "-";
                hexString += hexChars[bytes[b] >> 4];
                hexString += hexChars[bytes[b] & 0x0F];
            }
            return hexString;
        }
    }
}

AdaFruitIoClient.cs

using System;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Text;
using Microsoft.SPOT;

namespace smartcrops.IoT.NetMF
{
    public class AdaFruitIoClient
    {
        private const string apiBaseUrlDefault = @"http://IO.adafruit.com/api/smartcrops/";
        private string apiBaseUrl = "";
        private string userName = "";
        private string apiKey = "";
        private int httpRequestTimeoutmSec;
        private int httpRequestReadWriteTimeoutmSec;

        public AdaFruitIoClient(string userName, string apiKey, string apiBaseUrl = apiBaseUrlDefault, int httpRequestTimeoutmSec = 2500, int httpRequestReadWriteTimeoutmSec = 5000)
        {
            this.apiBaseUrl = apiBaseUrl;
            this.userName = userName;
            this.apiKey = apiKey;
            this.httpRequestReadWriteTimeoutmSec = httpRequestReadWriteTimeoutmSec;
            this.httpRequestTimeoutmSec = httpRequestTimeoutmSec;
        }

        public void FeedUpdate(string group, string feedKey, string value)
        {
            string feedUrl;
            if (group.Trim() == string.Empty)
            {
                feedUrl = apiBaseUrl + userName + @"/feeds/" + feedKey + @"/data";
            }
            else
            {
                feedUrl = apiBaseUrl + userName + @"/feeds/" + group.Trim() + "." + feedKey + @"/data";
            }

            HttpWebRequest request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(feedUrl);
            {
                string payload = @"{""value"": """ + value + @"""}";
                byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(payload);
                DateTime httpRequestedStartedAtUtc = DateTime.UtcNow;
                request.Method = "POST";
                request.ContentLength = buffer.Length;
                request.ContentType = @"application/json";
                request.Headers.Add("X-AIO-Key", apiKey);
                request.KeepAlive = false;
                request.Timeout = this.httpRequestTimeoutmSec;
                request.ReadWriteTimeout = this.httpRequestReadWriteTimeoutmSec;

                using (Stream stream = request.GetRequestStream())
                {
                    stream.Write(buffer, 0, buffer.Length);
                }

                using (var response = (HttpWebResponse)request.GetResponse())
                {
                    Debug.Print(" Status: " + response.StatusCode + " : " + response.StatusDescription);
                }

                TimeSpan duration = DateTime.UtcNow - httpRequestedStartedAtUtc;
                Debug.Print(" Duration: " + duration.ToString());
            }
        }
    }
}

Contoh Program Uji LED Netduino

Artikel juga memberikan contoh singkat untuk menguji proses deployment dan LED bawaan sebelum menjalankan program pemantauan.

using System;
using Microsoft.SPOT;
using Microsoft.SPOT.Hardware;
using System.Threading;
using SecretLabs.NETMF.Hardware.Netduino;

namespace NetduinoBlink
{
    public class Program
    {
        public static void Main()
        {
            OutputPort led = new OutputPort(Pins.ONBOARD_LED, false);
            int i = 0;
            while (true)
            {
                led.Write(true);
                Thread.Sleep(250);
                led.Write(false);
                Thread.Sleep(250);
                Debug.Print("Looping" + i);
                i++;
            }
        }
    }
}