Carassus_IoT_electronic_project: 5 Βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Αυτό το έγγραφο προορίζεται να σας επιτρέψει να χτίσετε μια ημιαυτόματη λίμνη με ελάχιστη ανθρώπινη αλληλεπίδραση.

Χάρη σε ένα Arduino, αυτό το έργο θα τροφοδοτήσει τα ψάρια μιας λίμνης. Η τροφή ψαριών αποθηκεύεται σε δεξαμενή. Μια αντλία φίλτρου ξεκινά εάν πληρούνται οι κλιματολογικές συνθήκες, μετρημένες με αισθητήρες θερμοκρασίας και φωτοανθεκτικό κελί.

Βήμα 1: Υλικά

Για την υλοποίηση αυτού του έργου, χρειάζονται πολλά υλικά. Για την κατασκευή του πλαισίου χρησιμοποιήθηκαν κυρίως ανακυκλωμένες και πρώτες ύλες. Ακολουθεί μια λίστα με τα στοιχεία που χρησιμοποιήσαμε:

• Ξύλινη σανίδα για την κατασκευή του πλαισίου (ανακυκλωμένα υλικά)
• Ηλεκτρικό κουτί (ανακυκλωμένα υλικά)
• Ηλεκτρικό τερματικό μπλοκ (ανακυκλωμένα υλικά)
• Arduino Uno (αγοράστηκε στο Amazon)
• Διακόπτες κυκλώματος 10A C καμπύλη (ανακυκλωμένα υλικά)
• Servo μοτέρ Arduino (αγοράστηκε στο Amazon)
• Photocell (αγοράστηκε στο Amazon)
• Contactor 5V (αγοράστηκε στο Amazon)
• Ρολόι πραγματικού χρόνου (RTC DS3231) (αγοράστηκε στο Amazon)
• Αντισταθμιστής ψυχρής διασταύρωσης MAX6675 (Αγοράστηκε από την Amazon)
• Ανιχνευτής θερμοστοιχείου K (αγοράστηκε στο Amazon)
• Αντλία φίλτρου λίμνης 230V (ανακυκλωμένα υλικά)
• Αντίσταση 220 Ohms (αγοράστηκε στο Amazon)
• Breadbord (αγοράστηκε στο Amazon)
• Ένα άδειο πλαστικό μπουκάλι 5 λίτρων (ανακυκλωμένα υλικά)
• Σωλήνες (ανακυκλωμένα υλικά)
• Τρισδιάστατη εκτυπωμένη βαλβίδα

Βήμα 2: Δομή

Κατασκευάστηκε μια ξύλινη κατασκευή για να στηρίξει όλα τα εξαρτήματα. Δημιουργεί τη φιάλη των 5 λίτρων για να την γεμίσει με τροφή ψαριού. Ένα σύστημα σωλήνων φέρνει το φαγητό σε μια βαλβίδα (τυπωμένο σε 3D) και διαχειρίζεται την ποσότητα τροφής που παραδίδεται.

Οι σωλήνες είναι κατασκευασμένοι από σωλήνα PVC συναρμολογημένοι μαζί με κόλλα. Η βαλβίδα είναι στερεωμένη στους σωλήνες και χωρίζεται σε 2 μέρη: τον άξονα και τη βαλβίδα. Πρώτον, ο άξονας πρέπει να στερεωθεί εγκάρσια μέσω των σωλήνων PVC και στη συνέχεια ο άξονας μπορεί να συναρμολογηθεί με την πλάκα βαλβίδας μέσω μιας βιδωτής σύνδεσης.

Η βαλβίδα μπορεί να εκτυπωθεί με το αρχείο stp.

Βήμα 3: Ηλεκτρονικό κουτί

Ένα ηλεκτρικό κουτί τοποθετημένο δίπλα στην ξύλινη κατασκευή προστατεύει ολόκληρο το ηλεκτρικό σύστημα. Στην περίπτωσή μας, το ηλεκτρικό κουτί είναι εγκατεστημένο κάτω από τον πίνακα που υποστηρίζει την παροχή τροφίμων.

Ο διακόπτης κυκλώματος χρησιμοποιείται για την προστασία της αντλίας 230V από βραχυκύκλωμα, αρκετοί ηλεκτρικοί ακροδέκτες επιτρέπουν την καλωδίωση των αντλιών.

Το Arduino Uno και το breadboard είναι προσαρτημένα στο ηλεκτρικό κουτί: Το Arduino είναι κολλημένο με σιλικόνη, το ψωμί είναι αυτοκόλλητο.

Δύο οπές γίνονται στο ηλεκτρικό κουτί, έτσι ώστε να περνάει το καλώδιο τροφοδοσίας της αντλίας και το γενικό καλώδιο τροφοδοσίας.

Το βατόμουρο τροφοδοτείται μέσω του μετασχηματιστή του που πρέπει να συνδεθεί σε πρίζα 230V που δεν φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα. Η μονάδα βύσματος που έχει τοποθετηθεί δίπλα σε αυτόματους διακόπτες μπορεί να αγοραστεί ξεχωριστά. Χρησιμοποιούμε εξωτερική μπαταρία USB.

Βήμα 4: Καλωδίωση του ηλεκτρικού κουτιού

Η καλωδίωση του έργου γίνεται σε δύο μέρη: το ένα σε πολύ χαμηλή τάση (5V) και το άλλο μέρος σε χαμηλή τάση (230V).

Το τμήμα χαμηλής τάσης τροφοδοτεί την αντλία μέσω των επαφών ελέγχου των επαφών 5V και παρέχει επίσης το Raspberry μέσω του μετασχηματιστή του.

Η πολύ χαμηλή τάση τροφοδοτεί το Raspberry, το Arduino και τη λειτουργία όλων των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων (RTC, αντισταθμιστής ψυχρής διασταύρωσης, Photocell, 5V contactor,…).

Αυτή η τροφοδοσία παρέχεται από τον μετασχηματιστή στο Raspberry και στη συνέχεια τροφοδοτεί το Arduino μέσω σύνδεσης USB. Το καλώδιο USB ανακτά επίσης δεδομένα στο Arduino για τη δημιουργία των γραφημάτων.

Δείτε πώς να συνδέσετε το τμήμα Arduino πολύ χαμηλής τάσης:

Φέρνεται ένα καλώδιο από το TGBT για να τροφοδοτήσει τη χαμηλή τάση στο ηλεκτρικό κουτί. Στη συνέχεια περνάει από τον διακόπτη κυκλώματος 10Α για να προστατεύσει την αντλία.

Δείτε πώς μπορείτε να συνδέσετε το τμήμα χαμηλής τάσης Arduino:

Βήμα 5: Προγραμματισμός Arduino, Python και PHP

Εγκατάσταση του διακομιστή ιστού

Πρέπει να εγκαταστήσουμε έναν διακομιστή ιστού για να απεικονίσουμε το γράφημα. Θα χρησιμοποιήσουμε το apache για συμβατότητα PHP και ευκολία εγκατάστασης. Για να το κάνουμε αυτό συνδέουμε το raspberry pi χρησιμοποιώντας SSH και εκτελούμε τις ακόλουθες εντολές:

sudo apt εγκατάσταση apache2 php php-mbstring

sudo chown -R pi: www -data/var/www/html

sudo chmod -R 770/var/www/html

Τώρα όλα όσα βάζουμε στον κατάλογο/var/www/html θα βρίσκονται στο webserve μας. Για να δοκιμάσουμε αν όλα λειτουργούν θα χρησιμοποιήσουμε τη PHP για να μας δώσει κάποιες πληροφορίες όταν έχουμε πρόσβαση στον διακομιστή.

sudo rm /var/www/html/index.html

ηχώ ""> /var/www/html/index.php

Εάν έχουμε πρόσβαση στη διεύθυνση IP του pi σε ένα πρόγραμμα περιήγησης ιστού, θα δούμε μερικές πληροφορίες σχετικά με την PHP. Από προεπιλογή δεν χρειάζεται να βάλουμε τίποτα μετά την IP του pi επειδή θα χρησιμοποιήσει οποιοδήποτε αρχείο με όνομα index. Τώρα απλά πρέπει να βάλουμε τα αρχεία μας στον κατάλογο/var/www/html και μπορούμε να έχουμε πρόσβαση στο γράφημα και να το φορτώσουμε ξανά κατά βούληση.

Για να ξεκινήσετε το de reader.py, πρέπει να προσθέσουμε νέα γραμμή στο rc.local. Πρέπει να έχουμε πρόσβαση στο βατόμουρο με πρωτόκολλο ssh γράψτε αυτήν τη γραμμή για να τροποποιήσετε το rc.local:

nano /etc/rc.local

τώρα μπορούμε να προσθέσουμε αυτήν τη γραμμή:/usr/bin/python3 /var/www/html/Projet/reader.py & για να ξεκινήσει απευθείας το αρχείο reader.py.

Πρέπει να βάλουμε τον κατάλογο HTML στη διαδρομή/var/www/. Όταν τροφοδοτείται το βατόμουρο, ανακτά τα δεδομένα θερμοκρασίας και φωτός κάθε δευτερόλεπτο στο Arduino για να δημιουργήσει ένα γράφημα.