Plantagotchi! Smart Planter: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Το Plantagotchi πεθαίνει έτσι ώστε το φυτό σας να μην χρειάζεται.

Πρόσφατα έγινα ο περήφανος ιδιοκτήτης ενός νέου φυτού εσωτερικού χώρου (ονόματι Τσέστερ) και θέλω πολύ να έχει μια μακρά και υγιή ζωή. Δυστυχώς, δεν έχω πράσινο αντίχειρα. Πείστηκα αμέσως ότι θα έστελνα τον Τσέστερ σε έναν πρόωρο τάφο αν δεν είχα βοήθεια. Alreadyταν ήδη λίγο λυπημένος όταν τον πήρα.

Έτσι κατέληξα στο Plantagotchi - έναν έξυπνο φυτευτή που σας ενημερώνει όταν είστε ένας παραμελητικός γονέας φυτών. Το Plantagotchi μετατρέπει το φυτό σας σε ένα cyborg που δίνει ανατροφοδότηση όταν δεν ικανοποιούνται οι ανάγκες του. Εάν δεν έχει αρκετό ηλιακό φως ή νερό πεθαίνει (τα μάτια του γυρίζουν προς Xs). Αυτό σας επιτρέπει να φτιάξετε το φυτό σας πριν να είναι πολύ αργά!

Σημείωση: αυτή είναι μια καταχώριση στο Planter Challenge και χρησιμοποίησα το Tinkercad στο σχέδιό μου.

Βήμα 1: Σχεδιάστε έμπνευση και λειτουργικότητα

Ενώ ονειρευόμουν το Plantagotchi, φαντάστηκα μια διασταύρωση μεταξύ ενός Tamagotchi (το ψηφιακό κατοικίδιο της δεκαετίας του '90 που ήταν αδύνατο να κρατηθεί στη ζωή) και της Anana (ένας ανθρωπόμορφος ανανάς από το χαμηλού προϋπολογισμού καναδικό γαλλικό εκπαιδευτικό σόου 80s - Téléfrancais!)

Σε ένα πιο βασικό επίπεδο, κατάλαβα ότι το φυτό μου χρειαζόταν δύο πράγματα για να επιβιώσει: το νερό και το φως. Κατά συνέπεια, το Plantagotchi διαθέτει αισθητήρα νερού και αισθητήρα φωτός. Εάν το φυτό δεν δέχεται φως για μεγάλο χρονικό διάστημα ή εάν το νερό του στεγνώσει, τα μάτια του Plantagotchi στρέφονται προς Xs.

Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα μάτια του Plantagotchi κοιτάζουν γύρω από το δωμάτιο. Όταν σκοτεινιάσει, τα κλείνει (δείτε το βίντεο στην εισαγωγή). Αυτό του δίνει λίγο προσωπικότητα!

Βήμα 2: Συγκέντρωση προμηθειών

Αυτό δεν είναι δύσκολο έργο. Ωστόσο, δεν το συνιστώ για έναν απόλυτο αρχάριο για τους ακόλουθους λόγους:

• Πρέπει να κολλήσετε τις οθόνες TFT
• Πρέπει να αισθάνεστε άνετα με την εγκατάσταση και την αντιμετώπιση προβλημάτων βιβλιοθηκών Arduino
• Εάν θέλετε να προσαρμόσετε το σχέδιο ματιών, πρέπει να εκτελέσετε ένα πρόγραμμα Python στη γραμμή εντολών.

… Αν όλα αυτά ακούγονται εντάξει - ας ξεκινήσουμε !!

Τα μάτια βασίζονται σε ένα καταπληκτικό σεμινάριο Adafruit: Electronic Animated Eyes using Teensy. Έκανα τροποποιήσεις για να προσαρμόσω αυτό το έργο, αλλά το αρχικό σεμινάριο έχει πολλούς εξαιρετικούς πόρους και συμβουλές αντιμετώπισης προβλημάτων σε περίπτωση που οι οθόνες δεν λειτουργούν σωστά.

Αναλώσιμα για τα μάτια και τους αισθητήρες:

1. 2 μικρές οθόνες TFT
2. Μικροελεγκτής Teensy 3.1 ή 3.2
3. Σύρμα
4. Φωτοαντίσταση
5. Αντίσταση 10K Ohm
6. 2 μικρά γαλβανισμένα καρφιά
7. 2 κλιπ αλιγάτορα (προαιρετικά)
8. Λίγο σφουγγάρι
9. Breadboard
10. Wirecutters
11. Ταινία ηλεκτρολόγων
12. Τρισδιάστατη θήκη για τα μάτια

Προμήθειες για συγκόλληση

1. Συγκολλητικό σίδερο
2. Κόλλα μετάλλων
3. Συγκολλητικό φυτίλι (σε περίπτωση που κάνετε λάθος)

Προμήθειες για τη ζαρντινιέρα:

1. Μεγάλος κασσίτερος καφέ
2. Σκληρό κουτί καραμελών για να στεγάσει τον μικροελεγκτή (χρησιμοποίησα ένα πακέτο νομισματοκοπείων Excel)
3. Ακρυλική μπογιά
4. Πινελο ΖΩΓΡΑΦΙΚΗΣ
5. Ψαλίδι
6. Καρφί & σφυρί για τρύπες
7. Ταινία κάλυψης (προαιρετική - δεν απεικονίζεται)
8. Κουτί χυμού (προαιρετικό - δεν απεικονίζεται)
9. Πιστόλι κόλλας (προαιρετικό)
10. Tinfoil για διακόσμηση (προαιρετικό - δεν απεικονίζεται)

Βήμα 3: Λειτουργώντας τα μάτια

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ακολούθησα αυτό το σεμινάριο Adafruit για να δημιουργήσω τα μάτια αρχικά.

Το σεμινάριο του Adafruit έχει πιο εμπεριστατωμένες οδηγίες από ό, τι έχω χώρο να καλύψω εδώ. Θα συνοψίσω τις γενικές οδηγίες και θα επισημάνω τις προκλήσεις που βίωσα.

1. Συγκολλήστε καλώδια στην οθόνη. Θα χρειαστεί να συνδέσετε καλώδια στις ακόλουθες ακίδες:

• VIN
• GND
• SCK
• ΣΙ
• TCS
• RST
• Δ/Δ

Πρόκληση - κόλλησα αμέσως τις κεφαλίδες στην οθόνη μου για το breadboarding, αλλά τότε δεν θα ταιριάζουν στο τρισδιάστατο περίβλημα. Αυτό σήμαινε ότι έπρεπε να τα αφαιρέσω και να τα ξανακολλήσω σε καλώδια. Παραλείψτε αυτήν την απογοήτευση χρησιμοποιώντας πρώτα καλώδια αντί για κεφαλίδες.

2) Εγκαταστήστε τη βιβλιοθήκη Teensyduino Challenge - μην αφήσετε το πρόγραμμα εγκατάστασης να περιλαμβάνει βιβλιοθήκες Adafruit όταν περνάτε από τη διαδικασία εγκατάστασης. Αυτές οι βιβλιοθήκες είναι ξεπερασμένες και θα προκαλέσουν σφάλματα στον κώδικα.

3) Δοκιμάστε το TeensyΑνεβάστε ένα απλό σκίτσο αναλαμπής για να δείτε αν η εγκατάσταση Teensyduino ήταν επιτυχής.

4) Εγκαταστήστε τις βιβλιοθήκες γραφικών στο Arduino IDEY Θα χρειαστείτε τη βιβλιοθήκη Adafruit_GFX και τη βιβλιοθήκη Adafruit_ST7735

5) Συνδέστε την οθόνη στο Teensy χρησιμοποιώντας ένα breadboard Συνδέστε τα καλώδιά σας ως εξής στο Teensy (κάντε κλικ εδώ για έναν χάρτη με τις καρφίτσες του Teensy)

• VIN - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS - Καρφίτσα 9 (αριστερό μάτι) ή 10 (δεξί μάτι)
• RST - Καρφίτσα 8
• Κλιματισμός - Καρφίτσα 7

6) Ανεβάστε το αρχείο "uncanny eyes" στο TeensyΕίναι καλύτερο να ξεκινήσετε με τον αρχικό κώδικα από το Adafruit Tutorial, και όχι με την τροποποιημένη μου έκδοση, καθώς η δική μου μπορεί απλώς να εμφανίζει Xs αντί για μάτια όταν δεν υπάρχουν αισθητήρες.

Πρόκληση -Το Breadboard με οθόνες TFT μπορεί να προκαλέσει πόνο καθώς είναι πολύ ευαίσθητα. Εάν τα καλώδια που δεν είχαν κολληθεί ήταν κουρασμένα καθόλου, θα κατέληγα σε μια λευκή οθόνη μέχρι να φορτώσω ξανά το σκίτσο. Η συγκόλληση των συνδέσεων μου διόρθωσε αυτήν την πρόκληση.

Βήμα 4: Προσαρμογή του σχεδίου ματιών

Τα προεπιλεγμένα μάτια που συνοδεύουν αυτήν τη βιβλιοθήκη είναι πολύ ρεαλιστικά. Ωστόσο, ένιωσαν πολύ ανατριχιαστικά για αυτό το έργο - ήθελα κάτι περισσότερο σαν γκουγκλάρι.

Για να δημιουργήσετε το δικό σας προσαρμοσμένο μάτι, τροποποιήστε τα αρχεία-p.webp

Αυτή είναι η εντολή που θα χρειαστεί να εκτελέσετε για να δημιουργήσετε το νέο bitmap (σημειώστε ότι χρειάζεστε Python* και πολλά πακέτα συμπεριλαμβανομένου του PImage για να εκτελεστεί σωστά).

python tablegen.py defaultEye/sclera-p.webp

Μόλις εκτελέσετε το σενάριο, θα πρέπει να εμφανιστεί ένα νέο αρχείο.h. Απλώς σύρετε αυτό το αρχείο στον ίδιο φάκελο με το αρχείο uncannyEyes.ino και, στη συνέχεια, τροποποιήστε την ενότητα #includeστον κώδικα Arduino, ώστε να γνωρίζει να αναζητά το αρχείο.h που δημιουργήσατε πρόσφατα. Όταν ανεβάζετε τον κώδικα στο Teensy, οι οθόνες σας θα πρέπει να εμφανίζουν το ολοκαίνουργιο σχέδιο ματιών σας.

*Σημειώστε ότι το αρχείο tablegen.py από το σεμινάριο Adafruit λειτουργεί μόνο σε Python 2. Η έκδοση που ανέβασα παραπάνω λειτουργεί με την Python 3.

Βήμα 5: Τρισδιάστατη εκτύπωση

Δεν είχα εκτυπώσει ποτέ πριν, οπότε αυτό ήταν πολύ συναρπαστικό!

Αρχικά ήθελα να εκτυπώσω ένα ολόκληρο δοχείο με κοψίματα για τα μάτια & μικροελεγκτή, αλλά δεν ήμουν σίγουρος για την εφοδιαστική της εκτύπωσης κάτι αυτού του μεγέθους. Αποφάσισα αντ 'αυτού να ξεκινήσω μικρά χρησιμοποιώντας μια τροποποιημένη έκδοση του 3D εκτυπωμένου περιβλήματος που προσφέρεται στο σεμινάριο του Adafruit. Wasταν φθηνότερη η εκτύπωση και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ξανά σε άλλα έργα στο μέλλον.

Υπέθεσα ότι η προσαρμογή της θήκης με τρισδιάστατη εκτύπωση θα ήταν το δυσκολότερο μέρος αυτού του έργου, αλλά αποδείχθηκε γελοία εύκολη. Χρησιμοποίησα το Tinkercad και η διαδικασία επιβίβασης κράτησε μόνο μερικά λεπτά.

Αφού παίξατε για λίγα λεπτά κάνοντας τρελά σχέδια (για μελλοντικά έργα). Ανέβασα το αρχείο.stl από το Adafruit και στη συνέχεια πρόσθεσα ένα στοίχημα για να το βοηθήσω να σταθεί στο χώμα. Απλώς έπρεπε να μεταφέρω και να ρίξω ένα ορθογώνιο σχήμα στο σχέδιο και να αλλάξω μέγεθος. Ανετα! Readyταν έτοιμο για εκτύπωση σε χρόνο μηδέν.

Αυτή η διαδικασία δεν ήταν εντελώς χωρίς ανθρώπινο λάθος - έστειλα κατά λάθος λάθος αρχείο στο τυπογραφείο και κατέληξα με μόνο "μπροστινά" κομμάτια (δύο με το ορθογώνιο ποντάρισμα, δύο χωρίς) και κανένα κλειστό πίσω κομμάτι. Αυτό λειτούργησε καλά όμως, τα επιπλέον μπροστινά κομμάτια θα μπορούσαν να διπλασιαστούν ως πίσω και η πολύ μεγάλη τρύπα έκανε πιο εύκολο να περάσεις τα καλώδια (μια τυχαία νίκη!)

Το τρισδιάστατο εκτυπωμένο σχέδιο από το Adafruit είχε επίσης χώρο για να συμπεριλάβει μια στρογγυλή πλαστική χάντρα στην κορυφή για να κάνει τα μάτια να φαίνονται πιο ρεαλιστικά. Αποφάσισα μετά την εκτύπωση ότι δεν ήθελα να το συμπεριλάβω επειδή έφτανε σε μια παράξενη κοιλάδα, οπότε κάλυψα τα κενά που άφησαν στο πλάι της οθόνης με ταινία ηλεκτρολόγου. Η ταινία βοηθά επίσης να διατηρώ τα εξαρτήματά μου προστατευμένα από την υγρασία. Ομολογουμένως, η ταινία ηλεκτρολόγου δεν είναι μια μακροπρόθεσμη λύση. Εάν επαναπροσδιορίσω αυτό το έργο, θα τροποποιούσα τα τρισδιάστατα εξαρτήματά μου για να ταιριάζουν καλύτερα στον σχεδιασμό μου.

Επισυνάπτω την τροποποιημένη έκδοση του περιβλήματος 3D παρακάτω. Τα πρωτότυπα μπορείτε να τα βρείτε σε αυτόν τον σύνδεσμο.

Βήμα 6: Προσθήκη αισθητήρων και στέγαση του μικροελεγκτή

Φωτοανιχνευτής

Ακολούθησα ένα διάγραμμα από την ιστοσελίδα της Adafruit για να συνδέσω τη φωτοαντίσταση στην καρφίτσα A3 του μικροελεγκτή.

Στον κώδικα, όταν η τιμή του αισθητήρα φωτοαντίστασης είναι κάτω από ένα όριο, το Plantagotchi μπαίνει σε κατάσταση αδράνειας. Κλείνουν τα μάτια και ξεκινά ένα χρονόμετρο. Εάν ο χρονοδιακόπτης συνεχίσει για 24 ώρες χωρίς διακοπή, τα μάτια του Plantagotchi στρέφονται προς Xs για να δείξουν ότι χρειάζεται λίγο φως.

Σημείωση: τα φυτά χρειάζονται φυσικό φως για να ευδοκιμήσουν, αλλά το Photoresistor είναι ευαίσθητο τόσο στο φυσικό όσο και στο τεχνητό φως. Είναι επομένως σημαντικό να τοποθετήσετε το Plantagotchi έτσι ώστε αυτός ο αισθητήρας να μην είναι στραμμένος προς μια εσωτερική πηγή φωτός.

Αισθητήρας νερού

Διάβασα ότι οι αισθητήρες νερού σκουριάζουν εύκολα, οπότε αποφάσισα να πάω εξαιρετικά DIY για αυτό, ώστε να μπορεί εύκολα να αντικατασταθεί. Συνδέω κλιπ αλιγάτορα σε δύο καλώδια και συνδέω το ένα στη γείωση και το άλλο στην καρφίτσα A0. Εάν το A0 δεν είναι συνδεδεμένο με τη γείωση, συνήθως παίρνει τιμές περίπου 50-150, μόλις το συνδέσω με τη γείωση, οι τιμές μειώνονται στο 1. Χρησιμοποίησα αλιγάτορες για να κρατήσω δύο γαλβανισμένα καρφιά, τα οποία κόλλησα στενά χρησιμοποιώντας ένα κομμάτι σφουγγάρι. Η σειρά έχει ως εξής:

(Γείωση ----- Καρφί 1 [κολλημένο στο σφουγγάρι] Καρφί 2 <------ Α0)

Οι Bromeliads αποθηκεύουν νερό σε κύπελλα που σχηματίζονται στη βάση των φύλλων τους (βλέπε φωτογραφία). Όταν το σφουγγάρι είναι υγρό από το νερό σε αυτά τα κύπελλα, τα δύο καλώδια διατηρούν μια σύνδεση και η τιμή του αισθητήρα Α0 παραμένει χαμηλή. Ωστόσο, μόλις στεγνώσει το σφουγγάρι, η σύνδεση διακόπτεται και η τιμή εισόδου αυξάνεται. Αυτό ωθεί τα μάτια του Plantagotchi να στραφούν σε Xs.

Εξαρτήματα στέγασης

Για την προστασία των εξαρτημάτων μου χρησιμοποίησα ένα πακέτο μέντας που ταιριάζει απόλυτα στην εφηβεία μου, είχε ακόμη και ένα καπάκι με μια τρύπα στο σωστό μέγεθος για τα καλώδια. Τύλιξα τη συσκευασία σε ηλεκτρική ταινία, ώστε να μοιάζει με τα μάτια.

Στο τέλος τύλιξα και τα καλώδια των αισθητήρων με μαύρη ταινία γιατί κράτησε τα καλώδια μαζί και τα έκανε πιο εύκολα να μετακινηθούν. Αν επρόκειτο να επαναλάβω αυτό το έργο, σίγουρα θα επενδύσω σε κάποια Heat Shrink και θα βασιστώ λιγότερο στην κασέτα.

Βήμα 7: Διακοσμήστε μια κατσαρόλα και προσθέστε ένα σημείο για τον μικροελεγκτή

Έχοντας ξοδέψει περισσότερα χρήματα για εξαρτήματα και τρισδιάστατη εκτύπωση που θέλω να παραδεχτώ, ήθελα να φτιάξω το δοχείο όσο το δυνατόν πιο φθηνά.

Ανακύκλωσα ένα κασσίτερο καφέ που ταιριάζει απόλυτα στο μέγεθος της κατσαρόλας του φυτού μου (αν και, έπρεπε να σφυρίξω λίγο το χείλος για να χωρέσει μέσα). Πριν διακοσμήσω την κατσαρόλα, κάρφωσα μερικές τρύπες στο κάτω μέρος σε περίπτωση που είχε υπερθερμανθεί.

Καθώς ήθελα να κρατήσω τα ηλεκτρονικά μου κάπως αφαιρεμένα τη ζαρντινιέρα (νερό + ηλεκτρονικά = δεν είναι πάντα καλή ιδέα), έκοψα ένα κουτάκι χυμού και το κόλλησα στο πίσω μέρος του κουτιού για να συγκρατήσει τα εξαρτήματα. Αυτό τα διατηρεί στεγνά και μου επιτρέπει να τα αφαιρώ εύκολα όταν χρειάζεται.

Δεν μου άρεσε το πώς φτιάχτηκε το κουτί χυμού στο πίσω μέρος, οπότε χρησιμοποίησα ταινία κάλυψης για να του δώσω λίγο σχήμα. Στη συνέχεια, έβαψα ολόκληρο το αντικείμενο με ακρυλικό χρώμα. Για διακόσμηση, άφησα μια λωρίδα ασημιού στο τενεκεδάκι και το μιμήθηκα στο κουτάκι χυμού με μια μικρή λωρίδα αλουμινόχαρτου. Τέλος, πρόσθεσα μια λωρίδα με μαύρη ταινία ηλεκτρολόγου … γιατί γιατί όχι!

Βήμα 8: Το βάζουμε μαζί & επόμενα βήματα

Πρώτο Βραβείο στο Planter Challenge