UWaiPi - Time Driving Automatic Plant Water System: 11 Βήματα (με εικόνες)

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

Γεια σου! Ξεχάσατε να ποτίσετε τα φυτά σας σήμερα το πρωί; Σχεδιάζετε διακοπές αλλά σκέφτεστε ποιος θα ποτίσει τα φυτά; Λοιπόν, εάν οι απαντήσεις σας είναι Ναι, τότε έχω μια λύση για το πρόβλημά σας.

Είμαι πολύ χαρούμενος που παρουσιάζω το uWaiPi - Time Drive Automatic Plant Water System. Είναι ένα απλό σύστημα που μπορείτε να φτιάξετε, το οποίο θα μπορούσε να σας βοηθήσει να ξεχάσετε το έργο του ποτίσματος των φυτών σας καθημερινά.

Το uWaiPi λειτουργεί στο Raspberry Pi. Με λίγες γνώσεις σχετικά με τον προγραμματισμό Raspberry Pi και μέτριες δεξιότητες στα ηλεκτρονικά, θα πρέπει να μπορείτε να δημιουργήσετε το σύστημα στο σπίτι σας μέσα σε 3-4 ημέρες.

Βήμα 1: Λίστα μερών

Τα ακόλουθα στοιχεία απαιτούνται για τη δημιουργία του uWaiPi.

• Raspberry Pi (έκδοση 2, 3 ή μηδέν) με εγκατεστημένο το πιο πρόσφατο Raspbian
• Mini WIFI USB προσαρμογέας (δεν απαιτείται για το Raspberry Pi 3)
• Μονάδα LCD 16x2
• M111 I2C IIC μονάδα σειριακής πλακέτας διεπαφής
• Διακόπτης στιγμιαίας ώθησης (3)
• Προσαρμογέας ισχύος 5 V 2 Amp
• Μικρή υποβρύχια αντλία κινητήρα 3-6 V 120 λίτρων/ώρα
• Μακριά καλώδια
• Περίβλημα PVC (180x100x50 mm)
• Σωλήνες και εξαρτήματα άρδευσης

Τα ακόλουθα ηλεκτρονικά εξαρτήματα απαιτούνται για την κατασκευή των κυκλωμάτων.

• Αντίσταση - 1 K Ohm (2)
• Αντίσταση - 1,5 K Ohm (3)
• Αντίσταση - 10 K Ohm (3)
• Τρανζίστορ - 2N 2222 (2)
• Δίοδος - IN 4001 (1)
• Ηλεκτρολυτικός πυκνωτής - 0,1 uF 10 V (3)
• Ηλεκτρολυτικός πυκνωτής - 1 uF10 V (2)
• Κεραμικός πυκνωτής - 1 nF (1)
• Κεραμικός πυκνωτής - 10 nF (1)
• Πίνακες Vero
• Καρφίτσες για ανδρικές κεφαλίδες
• Καρφίτσες γυναικείων κεφαλίδων
• Καλώδια βραχυκυκλωτήρων

Βήμα 2: Ρύθμιση Raspberry Pi

Το uWaiPi λειτουργεί στο Raspberry Pi. Έχει δοκιμαστεί με τις ακόλουθες εκδόσεις του Raspberry Pi:

1. Raspberry Pi 2 Μοντέλο Β
2. Raspberry Pi 3
3. Raspberry Pi Zero

Πρέπει να έχετε έναν προσαρμογέα USB Mini WIFI για τη σύνδεση του Raspberry Pi (εκτός από το μοντέλο 3) στο διαδίκτυο.

Μπορείτε να κατεβάσετε την τελευταία έκδοση του Raspbian από εδώ και να την εγκαταστήσετε στο Raspberry Pi. Θα βρείτε πολλούς πόρους στο διαδίκτυο σχετικά με τον τρόπο εγκατάστασης και διαμόρφωσης του Raspbian στο Raspberry Pi.

Βήμα 3: Χτίζοντας τις πλακέτες κυκλωμάτων

Κύρια πλακέτα κυκλώματος

Αυτός ο πίνακας περιέχει τα κυκλώματα ελέγχου:

1. οι ακίδες GPIO με τα κουμπιά
2. ο οπίσθιος φωτισμός της οθόνης LCD
3. η αντλία

Πλακέτα κυκλώματος οθόνης LCD

Αυτός ο πίνακας περιέχει μια σειρά πυκνωτών για να φιλτράρουμε τυχόν απροσδόκητους θορύβους και αιχμές τάσης για τα σήματα LCD I2C.

Μπορείτε να ανατρέξετε στο συνημμένο διάγραμμα για το σχέδιο της πλακέτας κυκλώματος. Μπορείτε να ξοδέψετε λίγο περισσότερη προσπάθεια και να δημιουργήσετε ένα προσαρμοσμένο PCB για τη δημιουργία των κυκλωμάτων σας. Μπορείτε να κατεβάσετε το διάγραμμα σχεδίασης της πλακέτας κυκλώματος (μορφή ψύξης) από το Git.

Βήμα 4: Σύνδεση ενοτήτων

Μόλις δημιουργηθούν οι πλακέτες κυκλωμάτων, οι μονάδες μπορούν να συνδεθούν μέσω καλωδίων. Δεν ήθελα να κολλήσω τα καλώδια για να τα διαλύσω εύκολα. Έτσι χρησιμοποίησα ανδρικές/θηλυκές καρφίτσες σανίδας και καλώδια για άλματα αντ 'αυτού.

Πρώτα κόλλησα 16 θηλυκές καρφίτσες κεφαλίδας στη μονάδα LCD και 16 αρσενικές καρφίτσες στη μονάδα I2C και τοποθέτησα τη μονάδα I2C απευθείας στο πίσω μέρος της μονάδας οθόνης LCD. Στη συνέχεια, ομοίως τοποθέτησα την προσαρμοσμένη πλακέτα κυκλώματος οθόνης LCD στη μονάδα I2C. Η σύνδεση πρέπει να είναι ως εξής:

DB5 -> I2C SCL

DB6 -> I2C SDA

DB7 -> I2C VCC

DB8 -> I2C GND

Στη συνέχεια, ένωσα τη μονάδα οθόνης με το Raspberry Pi όπως παρακάτω:

DB1 -> GPIO 5

DB2 -> GPIO 3

DB3 -> GPIO 4

DB4 -> GPIO 9

Στη συνέχεια, συνέδεσα την κύρια πλακέτα κυκλώματος με το Raspberry Pi και τη μονάδα οθόνης όπως παρακάτω:

CB1 -> GPIO 2 (5 V)

CB2 -> GPIO 7

CB3 -> GPIO 14 (GND)

CB4 -> GPIO 6 (GND)

CB5 -> GPIO 1 (3,3 V)

CB6 -> Κουμπί ελέγχου

CB7 -> Κουμπί ελέγχου

CB8 -> Κουμπί Adhoc Run

CB9 -> Κουμπί Adhoc Run

CB10 -> Κουμπί Παράλειψη επόμενου

CB11 -> Κουμπί Παράλειψη επόμενου

CB12 -> Αντλία νερού

CB13 -> Αντλία νερού

CB14 -> I2C LED1

CB15 -> I2C LED2

CB16 -> GPIO 12

CB17 -> GPIO 11

CB18 -> GPIO 13

CB19 -> GPIO 15

Βήμα 5: Συσκευασία

Μόλις διασταυρώσετε τη συνδεσιμότητα, το επόμενο βήμα είναι να βάλετε τα πάντα σε ένα πλαίσιο. Χρησιμοποίησα ένα λευκό περίβλημα PVC που ήταν κάπως μεγαλύτερο από αυτό που χρειαζόμουν. Μπορείτε να επιλέξετε το κουτί με τις κατάλληλες διαστάσεις. Έκοψα μια υποδοχή για την οθόνη, 3 μεγάλες τρύπες για τα κουμπιά στο μπροστινό μέρος και 2 μικρότερες οπές για τη γραμμή εξόδου και το καλώδιο τροφοδοσίας. Τοποθέτησα πλαστικά διαχωριστικά μέσα στο κουτί και στερέωσα τις πλακέτες και το Raspberry Pi χρησιμοποιώντας βίδες. Συνδέσα την οθόνη LCD με τη βοήθεια θερμής κόλλας. Έσφιξα τις καλωδιώσεις στο κουτί και τελικά το έκλεισα με τη βοήθεια βιδών. Τύπωσα τις ετικέτες και τις κόλλησα στο κουτί χρησιμοποιώντας κόλλα. Iμουν αρκετά ευχαριστημένος με την τακτοποιημένη και καθαρή εμφάνιση του περιβλήματος.

Βήμα 6: Εγκατάσταση

Μόλις συσκευαστούν τα εξαρτήματα στο περίβλημα, μπορείτε να συνδεθείτε στο Raspberry Pi μέσω σύνδεσης SSH μέσω wifi. Μπορείτε να κατεβάσετε την πιο πρόσφατη έκδοση της εφαρμογής από το Git. Έχω τεκμηριώσει τα λεπτομερή βήματα εγκατάστασης στο αρχείο Readme. Ακολουθήστε τις οδηγίες που εμφανίζονται στην οθόνη για να ολοκληρώσετε την εγκατάσταση. Λάβετε υπόψη ότι πρέπει να έχετε δικαιώματα root στο Raspberry Pi για να μπορέσετε να κάνετε την εγκατάσταση. Μόλις ολοκληρωθεί, κάντε επανεκκίνηση του Raspberry Pi και είστε έτοιμοι.

Λάβετε υπόψη ότι πρέπει να παρέχετε τα χρονοδιαγράμματα και τις διάρκειες κατά την εγκατάσταση. Μπορείτε να ρυθμίσετε πολλά χρονοδιαγράμματα. Το σύστημα θα ενεργοποιήσει την αντλία σύμφωνα με το πρόγραμμά σας και θα ποτίσει τα φυτά.

Βήμα 7: Τελική συσκευασία

Μόλις ολοκληρωθούν όλα, μπορείτε να συνδέσετε την αντλία στη γραμμή εξόδου και να τροφοδοτήσετε το σύστημα. Θα χρειαστούν 30-40 δευτερόλεπτα για να ξεκινήσει και να ξεκινήσει αυτόματα η εφαρμογή. Σως χρειαστείτε ένα καλώδιο επέκτασης για να τοποθετήσετε την αντλία κοντά στα φυτά σας. Η αντλία μπορεί να βυθιστεί σε ένα κουβά με νερό και να συνδεθεί με τον αγωγό.

Βήμα 8: Τοποθέτηση των αγωγών

Αυτό ήταν το πιο επίπονο βήμα κατά τη γνώμη μου. Αγόρασα ένα κιτ άρδευσης DIY από το Ebay το οποίο είχε όλα τα απαραίτητα εξαρτήματα για την τοποθέτηση του αγωγού. Χρησιμοποίησα ένα σωλήνα στάγδην 12 mm για την κύρια σύνδεση νερού και 4 mm μικρότερους σωλήνες για τα κλαδιά. Όλοι οι κλάδοι είναι εφοδιασμένοι με μικροδέσμους, έτσι ώστε να μπορώ να ελέγξω τη ροή του νερού για συγκεκριμένα φυτά. Χρειάστηκαν σχεδόν 4 ώρες για τις μετρήσεις, την κοπή των σωλήνων, τη σύνδεση τους και την τοποθέτηση των αγωγών. Χρησιμοποίησα ένα μικρό πλαστικό σωλήνα για να συνδέσω την έξοδο της αντλίας στον αγωγό. Η αντλία νερού μου ήταν αρκετά ισχυρή ώστε να παρέχει αρκετό νερό για 16 φυτά. Το μπαλκόνι μου δεν έχει βρύση νερού, οπότε έπρεπε να χρησιμοποιήσω έναν κάδο για να αποθηκεύσω το νερό. Ένας μεγάλος κάδος μπορεί να ποτίζει τα φυτά 2 φορές την ημέρα για 2 εβδομάδες - κάτι που είναι αρκετά καλό και αξιόπιστο για κάθε μεγάλο ταξίδι.

Βήμα 9: Και τελειώσατε

Λοιπόν, αυτό είναι. Κράτησα το κουτί κυκλώματος μέσα στο δωμάτιο και χρησιμοποίησα ένα μακρύ καλώδιο προέκτασης για να συνδέσω το uWaiPi με την αντλία. Τώρα απλώς ενεργοποιήστε το και περιμένετε 30-40 δευτερόλεπτα για να φορτωθεί η εφαρμογή. Το uWaiPi θα φροντίσει για το πότισμα των φυτών σας με βάση το πρόγραμμά σας. Έτσι, τώρα μπορείτε να κάνετε μεγάλες διακοπές χωρίς να ανησυχείτε για τα φυτά σας.

Βήμα 10: Χρήση του συστήματος

Κατά την εγκατάσταση, εάν έχετε ενεργοποιήσει τη λειτουργία αυτόματης επανεκκίνησης, η εφαρμογή θα ξεκινήσει αυτόματα κατά την εκκίνηση του Raspberry Pi. Θα ακολουθήσει τα χρονοδιαγράμματα και τις διάρκειες που έχετε διαμορφώσει.

Το σύστημα μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας τα κουμπιά. Μπορείτε να ποτίσετε τα φυτά ανά πάσα στιγμή σε adhoc βάση ή να παραλείψετε τα επόμενα χρονοδιαγράμματα. Το σύστημα φροντίζει για τυχόν χαμένα χρονοδιαγράμματα και ποτίζει τα φυτά όποτε είναι ενεργοποιημένα.

Μπορείτε επίσης να ενεργοποιήσετε τις δυνατότητες email κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης. Με ενεργοποιημένες τις λειτουργίες email, θα λαμβάνετε ειδοποιήσεις από το σύστημα όταν ποτίζετε τα φυτά. Μπορείτε επίσης να ελέγξετε το σύστημα (adhoc εκτέλεση ή παράλειψη εκτέλεσης) στέλνοντας απλές εντολές μέσω email.

Βήμα 11: Ευχαριστώ

Ένα μεγάλο ευχαριστώ αν έχετε φτάσει μέχρι τώρα και σχεδιάζετε να χτίσετε ή να έχετε ήδη κατασκευάσει το σύστημά μου. Πείτε μου τα πολύτιμα σχόλια και προτάσεις σας. Μπορώ να είμαι προσβάσιμος στη διεύθυνση [email protected].

Ujjal Dey

ujjaldey.in/