Automatiseeritud istutuspott - väike aed: 13 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Olen Howest Kortrijki multimeedia- ja kommunikatsioonitehnoloogia üliõpilane. Viimase ülesande jaoks pidime välja töötama enda valitud IoT projekti.

Ideid ringi vaadates otsustasin teha midagi kasulikku oma emale, kes armastab taimede kasvatamist, ja hakkasin töötama automatiseeritud taimepoti kallal.

Selle automatiseeritud taimepoti, Little Garden, peamised ülesanded on järgmised:

• Mõõda
  • Temperatuur
  • Valguse intensiivsus
  • Niiskus
  • Mulla niiskus

Salvestage mõõtmised andmebaasi

Parandage taimede kasvutingimusi, kui teatud väärtus on liiga madal

Laske seadet veebisaidi kaudu jälgida ja hallata

Mitte iga sammu ei pea jälgima. Suur osa toimuvast võib olla teie isiklik eelistus või seda saab parandada. See ehitis tehti nii, et osi saaks hiljem taastada, nii et võiksite oma iteratsioonile läheneda teisiti, et muuta see püsivamaks

Samm: tarvikud

Enamikku selle projekti tarneid pole väga raske hankida, kuigi minu puhul töötasin paljude taaskasutatud materjalidega. Samuti pidin tagama, et suudan mõned materjalid hiljem taastada.

Põhikomponendid:

• Raspberry Pi 4 mudel B
• Raspberry Pi toiteallikas
• Vaarika Pi T-munakell
• 16 GB micro SD kaart
• Leivaplaadi toiteallikas 3.3V ja 5V
• Leivalaud
• 12V toide

Andurid:

• DHT11: niiskuse ja temperatuuri andur
• BH1750: valgustugevuse andur
• Mulla niiskuse andur
• MCP3008

Täiturmehhanismi komponendid:

• 220V veepump
• 12V LED -riba
• Relemoodul Velleman
• NÕUANNE 50: NPN -transistor
• 16X2 LCD-moduke ekraan
• PCF8574a

Takistid:

• 3 x 330 oomi takistid
• 1 x 5 kΩ takisti
• 2 x 10k oomi takistid
• 1 x 1 kΩ takisti
• 1 x 10k potentsiotakisti

Materjalid:

• Kokkupandav kasvuhoone/taimepott
• Harukarp
• Plastist veepudel
• Pöörlevad
• Jumper juhtmed + tavaline traat
• Kruvid
• Jootetops + termokahanev toru
• Kahepoolne ducktape
• Värv

Tööriistad:

• Liimipüstol
• Puurida
• Saeleht
• Jootekolb
• Karbilõikur
• Värvipintsel

Selle projekti kena asi on see, et seda saab laiendada või lihtsustada, lisades/eemaldades komponente ja koodi veidi muutes. Näiteks asendades 220 V pumba 12 V pumbaga, saate seadmest eemaldada toiteadapteri.

2. etapp: Skeem Fritzing

Seadme leivalaud ja elektriskeemid on näidatud ülal. Siin näete, kuidas kõik komponendid on omavahel ühendatud.

Komponentide toimimise üldine selgitus:

• DHT11 mõõdab õhuniiskust % ja temperatuuri ° C. Sellega suhtlemist haldab I2C bu.
• BH1750 mõõdab valgustugevust luksides. Suhtlust haldab I2C buss
• Pinnase niiskuseandur loob digitaalse signaali, mille MCP3008 teisendab Raspberry Pi jaoks loetavaks digitaalsignaaliks
• 16x2 LCD-moodul kuvab üksteise järel Pi-st pärinevaid IP-aadresse. See on ühendatud PCF8574a -ga, mis võtab Raspberry Pi -lt vastu signaali, mis teisendab selle kuvari bittihvtide jaoks mitmeks signaaliks. E- ja RS -tihvtid LCD -ekraanilt on ühendatud otse Pi -ga. Potentsi takisti määrab ekraani heleduse.
• Veepump on ühendatud releega, mis asub selle vahel ja see on 220 V toiteallikas/pistikupesa. Raspberry Pi võib saata releele signaali elektriahela sulgemiseks ja pumba sisselülitamiseks.
• LED -riba on ühendatud 12 V toiteallikaga ja TIP 50 (NPN transistor), mis lülitab elektrivoolu ümber. 1k oomi takistit kasutatakse Raspberry Pi ammutatud võimsuse piiramiseks, vastasel juhul oleks see praetud eriti krõbe.

Samm: valmistage ette Raspberry Pi

Kui te pole seda veel saanud, peate SD -kaardile panema ühe Raspberry Pi OS -i piltidest. Ma ei soovita Lite'i kasutada, kuna see tekitas mul alguses probleeme. Hiljem peate veenduma, et teie Pi on ajakohane, kasutades järgmisi käske, kui Pi on Interneti -ühendusega:

1. sudo apt-get update
2. sudo apt-get upgrade

Pärast seda saate lubada või installida paketid projekti toimimiseks kas raspi-config või käskude kaudu.

• SPI
• I2C
• MySQL: järgmine samm
• SocketIO: pip install kolb-pesa

Pärast seadistamist saate lisada vajalikud failid, mis on kirjutatud html, CSS, Javascript ja Python. Kogu minu koodi leiate minu githubi hoidlast.

4. samm: andmebaasimudel - MySQL

Eespool näete ERD diagrammi, mida hostitakse MariaDB kaudu. Soovitan järgida seda MariaDB installijuhendit mitte ainult MariaDB installimiseks, vaid ka selleks, et veenduda, et teie Pi on kaitstud.

Inimeste jaoks, kes tahaksid aru saada, töötab andmebaas järgmiselt.

Mõõtmised ja ajami lülitid salvestatakse ridadena Metingeni tabelisse.

• metingId = mõõtmis-/lülitusrea ID
• deviceId = selle rea eest vastutava seadme ID tabelis

• waarde = anduri mõõtmise või ajami lüliti väärtus

  • andur: mõõtmise väärtus vastavates ühikutes
  • ajamid: 0 = VÄLJAS ja 1 = SEES
• commentaar = kommentaarid, mida kasutatakse lisateabe, näiteks vigade lisamiseks
• nullpunkt = kuupäev ja kellaaeg, mil mõõtmine/ümberlülitus toimus

Seadme seaded on salvestatud menüüsse Seaded.

• settingId = selle rea ID ja seadistusväärtus
• deviceID = vastava seadme/anduri ID
• waarde = seadistuse väärtus
• tüüp = settini tüüp, kas see on maksimaalne või minimaalne?

Viimaseks, kuid mitte vähem tähtsaks, tabel Seadmed sisaldab teavet andurite ja ajamite kohta.

• deviceId = selles tabelis oleva seadme ID
• naam = seadme/komponendi nimi
• merk = kaubamärk
• prijs = komponendi hind
• beschrijving = komponendi kokkuvõte
• eenheid = mõõdetud väärtuste ühik
• typeDevice = määrab, kas komponent on andur või ajam

Samm: kasutajaliides: veebiserveri seadistamine

Pi nõuab selle seadme veebiserveri käitamiseks Apache veebiserveri installimist. Seda saab teha järgmise käsuga:

sudo apt-get install apache2.

Kui see on tehtud, saate navigeerida kausta:/var/www/html. Siia peate paigutama kogu kasutajaliidese koodi. Hiljem pääsete veebisaidile juurde, sirvides IP -aadressi.

6. samm: taustaprogramm

Taustprogrammi käivitamiseks peate käivitama faili app.py kas käsitsi või luues sellele teenuse Pi, et see automaatselt käivituks.

Nagu võite märgata, on faile üsna vähe. Eraldasin koodi nii palju kui võimalik, et saada selge ülevaade ja korraldus koodist.

Lühike selgitus:

app.py: peamine fail, kus andmebaas, riistvarakood ja taustaprogramm on ühendatud

config.py: databaseRepositories konfiguratsioonifail

Hoidlad: juurdepääsuks andmehoidlale

• Abimees

  • devices_id: klassid, mis aitavad tuvastada seadme teavet andmebaasis
  • lcd: PCF ja LCD käivitamiseks
  • Täiturmehhanismid: ajamite käitamise klassid
  • Andurid: klassid andurite käitamiseks

Samm: LED -riba paigaldamine

Lõikasin tüki LED -ribast ja liimisin selle kasvuhoonekasti ülaossa. Minu kasutatavat riba saab lõigata mitmest asendist ja uuesti ühendada, nii et võite asetada mitu riba ja ühendada need hiljem juhtmete kaudu uuesti, võimaldades rohkem ruumi valgustada.

8. samm: torude paigaldamine

Torusid saab paigutada mitmel viisil, kuid minu puhul kinnitasin need põhja külje külge, hoides neid muust elektroonikast võimalikult kaugel ja lastes vett lihtsalt mustusse voolata.

9. samm: LCD -ekraani paigutamine

Lõikasin saekettaga jaotuskarbi kaane sisse terve, luues ava, mis oleks piisavalt suur, et kuvar saaks läbi pääseda, kuid piisavalt väike, et PCB jääks selle taha. Hiljem kinnitati see vildade abil kaane külge.

LCD -ekraanil kuvatakse Raspberry Pi IP -aadressid, mis võimaldab teil teada saada, millist aadressi saate veebisaidil surfamiseks kasutada.

Samm: andurite paigutamine ja LED -riba ühendamine

Friteerimisskeeme kasutades jootsin juhtmete vahelised ühendused ja asetasin takistid juhtmete sisse, kasutades nende isoleerimiseks termokahanevaid torusid.

Pöörlevate kinnitamiseks lõigati kasvuhoone kaane ja põhja külgedele augud, millest tõmbasin andurite ja LED -riba juhtmed.

Rühmitasin juhtmed funktsiooni järgi. Juhtmete ja kokkutõmbumistorude pinge ise hoidis andureid üleval. Pidin DHT11 juhtmetel kasutama ainult liimi, kuna see laienes veelgi.

Samm 11: Pi ühendamine

Lõikasin jaotuskarbi küljele augud, et juhtmed saaksid hiljem läbi tulla.

Pärast seda paigutasin leivaplaadi (koos T-cobbleriga, PCF8574a, MCP3008, reguleeritava takistuse ja TIP50-ga), relee ja Raspberry Pi jaotuskarbi põhja, mis oli kaetud kahepoolse ducktape'iga. Toiteallikas ei mahtunud leivaplaadile, nii et pidin selle küljele panema ja kasutasin leivaplaadiga ühendamiseks hüppajajuhtmeid.

Lõpuks tõmbasin adapteri, anduri ja ajami juhtmed läbi aukude, mis ühendasid juhtmed leivalaua, Raspberry Pi ja muude komponentidega. Pumba traat lõigati lahti, et saaksin otsad relee sisse asetada, et seda saaks lülitina kasutada.

12. samm: veeanuma valmistamine

Veeanuma tegin 1l plastikust veepudelist, lõigates karbilõikuriga ülaosa ja värvides parema väljanägemise järgi. Seejärel pandi veepump sisse. Laevade suhtlemise reegli tõttu võib vesi potentsiaalselt voolata läbi torude, kuid toru üleval hoidmine lahendab probleemi.

13. samm: lõpptulemus

Hetk, mida olete oodanud. Nüüd saate panna mustuse ja seemned kasvuhoonekasti sisse ning lasta seadmel võimust võtta. Seadme olekut saate jälgida veebisaidilt ning seada valguse ja pinnase tingimustele optimaalsed väärtused.

Soovitan mulda esmalt käsitsi kasta, kuna mõni mustus võib esialgu päris kuiv olla. Tundub, et mõned pumbad kastavad ka üsna aeglaselt, kuid peate olema väga ettevaatlik, kuna see täitub kiiremini, kui võiksite oodata. Küllastus üle 80% võib muuta maapinna väga märjaks. Ja veenduge, et mulla niiskusandur on piisavalt sügav.