MAG (Μικροσκοπικό αυτόματο θερμοκήπιο): 9 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Η μητέρα μου τις περισσότερες φορές είναι πολύ απασχολημένη. Wantedθελα λοιπόν να τη βοηθήσω αυτοματοποιώντας τα θερμοκήπιά της. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να εξοικονομήσει λίγο χρόνο καθώς δεν χρειάζεται να ποτίζει τα φυτά.

Θα μπορέσω να το πετύχω με το MAG (Miniature Automatic Garden). Όπως και στο όνομα, το MAG είναι ένα μικρό έργο που μπορεί να επεκταθεί για μεγαλύτερα θερμοκήπια. Το MAG είναι ένα αυτοματοποιημένο σύστημα παρακολούθησης κηπουρικής που διαβάζει και στέλνει δεδομένα διαφορετικών αισθητήρων σε διακομιστή ιστού που λειτουργεί με Raspberry Pi. Ο χρήστης θα μπορεί να παρακολουθεί τα εργοστάσιά του σε έναν ιστότοπο. Αυτή η ιδέα αναπτύσσεται ως τελικό έργο κατά το πρώτο έτος τεχνολογίας πολυμέσων και επικοινωνιών, στο Howest Kortrijk, Βέλγιο.

Βήμα 1: Τα υλικά

Για να χτίσετε αυτό το έργο, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα στοιχεία:

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ:

1. Raspberry pi 4 - kit2. Raspberry pi T-cobbler3. Breadboard4. Συνδέσεις αρσενικού προς αρσενικό5. Συνδετήρες από άντρα σε γυναίκα6. LM35 (αισθητήρας θερμοκρασίας) 7. 4x αισθητήρες υγρασίας8. DHT119. MCP300810. Ποτενσιόμετρο (για έλεγχο, δεν είναι απαραίτητο) 11. Οθόνη LCD SunFounder12. 4x αντλία νερού χωρίς ψήκτρες 12V13. Σωλήνες νερού 14. Προσαρμογέας 12V15. 4x ρελέ 5V

Θήκη:

1. Ενυδρείο2. Ξύλινες σανίδες3. Στερεά στρογγυλή ράβδος σιδήρου4. Καρφιά 5. Βίδες 6. Aquaplan Roofprimer

Εργαλεία:

1. Σφυρί2. Πριόνι3. Κατσαβίδι 4. Τρυπάνι 5. Woodfile6. Πυροβόλο κόλλας 7. Βούρτσα χρωμάτων8. Μηχανή συγκόλλησης 9. Συσκευή πώλησης

Στο αρχείο Pdf παρακάτω, μπορείτε να δείτε τον πλήρη τιμοκατάλογο με συνδέσμους προς τα μέρη.

Βήμα 2: Κατασκευή του θερμοκηπίου

Στις παρεχόμενες εικόνες θα βρείτε την απαραίτητη μέτρηση για τους πίνακες. Πρώτα θα βρείτε τις εικόνες με τη μέτρηση, σε αυτόν θα βρείτε έναν αριθμό (κάτω από αυτό θα υπάρχουν επιπλέον πληροφορίες με τον αντίστοιχο αριθμό). Υπάρχουν επίσης μερικές παρεχόμενες εικόνες για το πώς θα φαίνεται.

Οι αριθμοί 1 έως 4 είναι για τη θήκη και όταν τα κόψετε μπορείτε να τα συνδέσετε σφυρηλατώντας καρφιά στις τρύπες.

Ο επιπλέον πίνακας, αριθμοί 5 + 6, είναι ένα καπάκι που μπορείτε να τοποθετήσετε πάνω από το διαμέρισμα για το pi.

Σημειώσεις:

Το κέντρο των οπών σε όλες τις σανίδες απέχει 0,8 εκατοστά από τις άκρες (γκρι γραμμές, βλέπε εικόνα με το νούμερο ένα αναφορά). Οι οπές τρυπήθηκαν με ένα μπουλόνι 2 mm για ξύλο.

1.: Αυτή είναι η κάτω πλάκα. Στην αριστερή πλευρά έχετε 64 cm μεταξύ 2 οπών. Αυτό μετρά για τις αποστάσεις μεταξύ των οπών και των άκρων τόσο στην αριστερή όσο και στη δεξιά πλευρά. Ο επάνω πίνακας έχει τετράγωνο 2cm x 2cm με σκοπό να αφήσει τα καλώδια τροφοδοσίας να περάσουν. Η κάτω σανίδα έχει 8cm x 2.5cm κομμένη για να τοποθετήσει την οθόνη LCD.

2.: Αυτές είναι οι μεγαλύτερες πλευρές και θα χρειαστείτε 2 από αυτές τις σανίδες. Στην κορυφή έχετε 2 κομμένα κομμάτια 3mm x 10mm. Αυτό θα χρησιμοποιηθεί αργότερα για τη δρομολόγηση των καλωδίων του αισθητήρα υγρασίας.

3.: Αυτές είναι οι πιο κοντές πλευρές και θα χρειαστείτε 4 από αυτές τις σανίδες.

4.: Αυτά είναι η διασταύρωση για το δοχείο του φυτού, θα χρειαστείτε 2 από αυτές τις σανίδες. Θα χρειαστεί να αφαιρέσετε το λευκό κομμάτι όπως φαίνεται, ώστε να μπορείτε να σύρετε αυτά τα 2 το ένα στο άλλο

Βήμα 3: Ολοκλήρωση της θήκης του θερμοκηπίου

Τώρα που όλα είναι τοποθετημένα μαζί, θα βεβαιωθούμε ότι τα διαμερίσματα για τα φυτά είναι αδιάβροχα. Το κάνουμε αυτό για να βεβαιωθούμε ότι δεν μπορεί να διαρρεύσει νερό, για κάθε ενδεχόμενο. Με ένα πινέλο βάψτε τα διαμερίσματα, αν θέλετε μπορείτε να προσθέσετε ένα δεύτερο στρώμα όταν στεγνώσει.

Επόμενο είναι η συγκόλληση των μεταλλικών ράβδων μαζί στη μέση, έτσι καταλήγουμε με ένα σταυρό. Θα βάλουμε αυτό το μεταλλικό πλαίσιο στη θήκη αφού ανοίξουμε 4 τρύπες, 1 σε κάθε άκρο όπως στην εικόνα. Βεβαιωθείτε ότι όταν το βάλετε μέσα και οι 4 πλευρές είναι ομοιόμορφες.

Ως τελευταία θα κάνουμε μια εγκοπή σε κάθε πλευρά του διαμερίσματος. Φτιάξτε το έτσι ώστε να μπορούν να ακουμπήσουν οι σωλήνες νερού. Προσθέστε ένα μικρό κομμάτι ξύλου από πάνω για να το κρατήσετε στη θέση του. Όταν εφαρμόζετε αυτό το κομμάτι ξύλου, βεβαιωθείτε ότι μπορείτε ακόμα να αφαιρέσετε εύκολα το σωλήνα νερού και να το ξαναβάλλετε αν χρειαστεί.

Βήμα 4: Λογισμικό για το Raspberry Pi

Για να λειτουργήσει ο κώδικας μου (τον οποίο θα συνδέσω παρακάτω) θα πρέπει να εγκαταστήσετε κάποια πακέτα και βιβλιοθήκες. Το πρώτο πράγμα που χρειάζεται είναι να ενημερώσετε το Pi σας.

Αρχικά, ενημερώστε τη λίστα πακέτων του συστήματός σας εισάγοντας την ακόλουθη εντολή: sudo apt-get update.

Αναβαθμίστε όλα τα εγκατεστημένα πακέτα σας στις πιο πρόσφατες εκδόσεις τους με την ακόλουθη εντολή: sudo apt-get dist-upgrade.

Εάν το σύστημα δεν ζητήσει επανεκκίνηση, κάντε μια «sudo επανεκκίνηση». Αυτό γίνεται για να βεβαιωθείτε ότι όλα έχουν ρυθμιστεί σωστά.

Αφού εγκαταστήσετε τα πακέτα, θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε μερικές βιβλιοθήκες:

• sudo pip3 install -αναβάθμιση setuptools
• sudo apt-get install python3-φιάλη
• sudo pip install -U φιάλη -cors
• sudo pip install flask-socketio
• sudo apt-get install rpi.gpio
• sudo pip3 εγκαταστήστε το Adafruit_DHT

Όταν τελειώσετε, κάντε ένα «sudo reboot».

Βήμα 5: Κάνοντας το κύκλωμα

Στο βήμα 2 θα κάνουμε το κύκλωμα για αυτό το έργο. Αυτό είναι το απόλυτο ελάχιστο που χρειάζεστε εάν θέλετε να λειτουργήσει. Χρησιμοποιήστε τον πίνακα ψύξης και το διάγραμμα για να δημιουργήσετε ένα αντίγραφο του κυκλώματος. Εδώ χρειάζεστε όλα τα ηλεκτρικά υλικά από το βήμα 1.

Πληροφορίες για το κύκλωμα:

Έχουμε 5 αισθητήρες συνδεδεμένους με το MCP3008 οι οποίοι είναι ο lm35 για την εσωτερική θερμοκρασία και 4 αισθητήρες υγρασίας του εδάφους. Ένα DHT11 για την εξωτερική θερμοκρασία και υγρασία και τέλος ένας διακόπτης πλωτήρα νερού για να ελέγξετε εάν υπάρχει αρκετό νερό στη δεξαμενή.

Ο αισθητήρας υγρασίας του εδάφους έχει αναλογική έξοδο και χρησιμοποιεί καρφίτσα GPIO στο Raspberry Pi.

Επιπλέον:

Υλοποίησα επίσης μια οθόνη LCD που θα διευκολύνει αργότερα τη σύνδεση στο Raspberry Pi χωρίς να χρειάζεται να συνδεθείτε με το φορητό υπολογιστή σας. Αυτό δεν είναι απαραίτητο, αλλά προτείνεται ιδιαίτερα.

Πριν τα κολλήσω όλα μαζί, χρησιμοποίησα το breadboard μου για να συνδέσω τα πάντα μαζί και να δοκιμάσω τους αισθητήρες μου για να βεβαιωθώ ότι όλα λειτουργούν.

Βήμα 6: Δημιουργήστε μια βάση δεδομένων

Είναι πολύ σημαντικό να αποθηκεύετε τα δεδομένα σας από τους αισθητήρες με οργανωμένο αλλά και ασφαλή τρόπο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αποφάσισα να αποθηκεύσω τα δεδομένα μου σε μια βάση δεδομένων. Με αυτόν τον τρόπο μόνο εγώ μπορώ να αποκτήσω πρόσβαση σε αυτήν τη βάση δεδομένων (με προσωπικό λογαριασμό) και να την κρατήσω οργανωμένη. Στην παραπάνω εικόνα μπορείτε να βρείτε το διάγραμμα ERD μου.

Μπορείτε να δείτε το διάγραμμα ERD μου παραπάνω, θα συνδέσω επίσης ένα αρχείο χωματερή, ώστε να μπορείτε να εισαγάγετε τη βάση δεδομένων για τον εαυτό σας. Με αυτήν τη βάση δεδομένων θα μπορείτε να εμφανίσετε πολλά πράγματα όπως:

• Η θερμοκρασία κοντά και πάνω από τα φυτά
• Η υγρασία κοντά στα φυτά
• Η υγρασία του εδάφους κάθε φυτού
• Δείτε αν η αντλία είναι ενεργοποιημένη για το εργοστάσιο
• Και τα λοιπά..

Επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα μπορείτε να βρείτε την απόρριψη Mysql. Έτσι, μπορείτε εύκολα να το εισαγάγετε. Αποκτήστε την χωματερή Mysql.

Βήμα 7: Ιστότοπος

Iθελα να μπορώ να παρακολουθώ τα φυτά, έτσι έφτιαξα μια ιστοσελίδα για να μου δείξει αυτά τα δεδομένα. Μέσω της ιστοσελίδας θα μπορείτε να ελέγχετε τα φυτά, καθώς και να ενεργοποιείτε/απενεργοποιείτε τις αντλίες ξεχωριστά.

Ενώ το Pi ξεκινάει, θα αρχίσει να τρέχει το σενάριο python μου. Αυτό θα φροντίσει για την εμφάνιση των δεδομένων στον ιστότοπο. Ακολουθώντας το σενάριο, το pi θα διαβάζει δεδομένα από τους αισθητήρες κάθε ακριβή ώρα και θα τα τοποθετεί στη βάση δεδομένων. Ο ιστότοπος είναι επίσης αποκριτικός, ώστε να μπορεί να ανοίξει σε κινητά.

Ο κωδικός μου μπορεί να βρεθεί στο github εδώ.

Βήμα 8: Γράφοντας το πίσω μέρος

Τώρα ήρθε η ώρα να βεβαιωθείτε ότι όλα τα εξαρτήματα λειτουργούν εκεί. Έτσι έγραψα κάποιο κώδικα σε python και τον ανέπτυξα στο raspberry pi. Μπορείτε να βρείτε τον κωδικό μου στο Github.

Για τον προγραμματισμό του κώδικα χρησιμοποίησα το Visual Studio Code. Ο κώδικας είναι γραμμένος σε html, CSS, javascript και python (Flask)

Βήμα 9: Τοποθετήστε τα πάντα στην θήκη

Μόλις ολοκληρώσετε όλα τα βήματα με επιτυχία, μπορείτε να αρχίσετε να τα βάζετε όλα στη θήκη. Για να το κάνετε αυτό, σας συνιστώ να κολλήσετε μαζί τα εξαρτήματά σας, ώστε να μην μπορούν να αποσυνδεθούν τυχαία.

Έχω κολλήσει τα ρελέ σε ένα κομμάτι ξύλο, ώστε να μην κρεμαστούν όταν χάσουν τη θήκη. Έχω κολλήσει επίσης τις αντλίες στη δεξαμενή, ώστε να μην χαθούν. Σας συμβουλεύω επίσης να κολλήσετε τον αισθητήρα DHT11 στην κορυφή του πλαισίου.