„Pixie“- tegul jūsų augalas sumanus: 4 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

„Pixie“buvo projektas, sukurtas siekiant padaryti mūsų namuose esančius augalus interaktyvesnius, nes daugumai žmonių vienas iš iššūkių turėti augalą namuose yra žinoti, kaip juo rūpintis, kaip dažnai laistome, kada ir kiek saulės pakanka ir pan. Nors jutikliai dirba, kad gautų augalų duomenis, LED ekranas, specialiai pikseliuotas (taigi ir pavadinimas „Pixie“), rodo pagrindines išraiškas, nurodančias augalo būklę, pvz., džiaugsmą laistant ar liūdesį jei temperatūra per aukšta, tai reiškia, kad ją reikia nunešti į vėsesnę vietą. Kad patirtis taptų dar įdomesnė, buvo pridėti kiti jutikliai, tokie kaip buvimas, prisilietimas ir šviesumas, išversdami į kitas išraiškas, dėl kurių atrodo, kad dabar turite pasirūpinti virtualiu augintiniu.

Projektas turi keletą parametrų, pagal kuriuos galima pritaikyti kiekvieno atvejo ribas ir poreikius, atsižvelgiant į augalų įvairovę, taip pat į skirtingų prekių ženklų jutiklius. Kaip žinome, yra augalų, kuriems reikia daugiau saulės ar vandens, o kiti gali gyventi turėdami mažiau išteklių, pavyzdžiui, kaktusai, tokiais atvejais parametrus turėti būtina. Šiame straipsnyje aš pristatysiu operaciją ir apžvalgą apie tai, kaip sukurti „Pixie“, naudojant šiek tiek žinių apie elektroniką, rinkoje lengvai randamus komponentus ir 3D spausdintą dėklą.

Nors tai visiškai funkcionalus projektas, yra pritaikymo ir patobulinimų galimybių, kurios bus pateiktos straipsnio pabaigoje. Aš mielai atsakysiu į visus klausimus apie projektą čia komentaruose arba tiesiai į savo el. Paštą ar „Twitter“paskyrą.

Prekės

Visus komponentus lengva rasti specializuotose parduotuvėse ar svetainėse.

• 1 MCU ESP32 (jei nenorite siųsti duomenų internetu, galite naudoti ESP8266 arba net „Arduino Nano“)

  Aš naudoju šį modelį projektui

• 1 LDR 5 mm GL5528
• 1 PIR elementas D203S arba panašus (tai tas pats jutiklis, naudojamas SR501 arba SR505 moduliuose)
• 1 DHT11 temperatūros jutiklis

• 1 Dirvožemio drėgmės jutiklis

  Geriau naudoti talpinį dirvožemio jutiklį, o ne varžinį, šis vaizdo įrašas gerai paaiškina, kodėl

• 1 LED matrica 8x8 su integruotu MAX7219

  Aš naudoju šį modelį, bet jis gali būti panašus

• 1 rezistorius 4,7 kΩ 1/4w
• 1 rezistorius 47 kΩ 1/4w
• 1 rezistorius 10 kΩ 1/4w

Kiti

• 3D spausdintuvas
• Lituoklis
• Pjovimo replės
• Laidai grandinės prijungimui
• USB kabelis maitinimo šaltiniui

1 žingsnis: grandinė

Grandinę galima pamatyti aukščiau esančiame paveikslėlyje naudojant duonos lentą, tačiau, norint įdėti į dėklą, jungtys turi būti tiesiogiai lituojamos, kad užimtų mažiau vietos. Naudojamos erdvės klausimas buvo svarbus projekto punktas, stengiausi kiek įmanoma sumažinti plotą, kurį užims Pixie. Nors byla tapo maža, ją vis dar galima sumažinti, ypač sukuriant šiam tikslui išskirtinę PCB.

Buvimo aptikimas buvo atliktas naudojant tik vieną PIR elementą, o ne pilną modulį, pvz., SR501 arba SR505, nes nereikėjo integruoto laikmačio ir plataus veikimo diapazono, viršijančio penkis metrus. Naudojant tik PIR elementą, jautrumas sumažėjo, o buvimo aptikimas atliekamas naudojant programinę įrangą. Daugiau informacijos apie ryšį galite pamatyti čia.

Kita pasikartojanti elektroninių projektų problema yra akumuliatorius, šiam projektui buvo keletas galimybių, pavyzdžiui, 9 voltų ar įkraunama baterija. Nors tai buvo praktiškiau, toje byloje reikėjo papildomos vietos ir galiausiai palikau atvirą MCU USB išvestį, kad vartotojas nuspręstų, koks bus maitinimo šaltinis, ir būtų lengviau įkelti eskizą.

2 žingsnis: 3D dizainas ir spausdinimas

Kartu su grandine buvo sukurtas dėklas „Pixie“komponentams sutalpinti ir atspausdintas ant „Ender 3 Pro“, naudojant PLA. Čia buvo įtraukti STL failai.

Kuriant šią bylą buvo keletas sąvokų:

• Kadangi augalų vazonas paprastai yra ant stalo, ekranas buvo šiek tiek pakreiptas, kad neprarastumėte žiūrėjimo zonos
• Sukurta siekiant išvengti spausdinimo atramų naudojimo
• Skatina dalių keitimą į kitas spalvas, kad gaminys taptų labiau individualizuotas, keičiamas ir tinkamesnis
• Temperatūros jutiklis su anga išorinei aplinkai, kad būtų galima tiksliau nuskaityti

• Atsižvelgiant į skirtingus puodų dydžius, „Pixie“įrenginį įmontuoti galima dviem būdais

  • Per strypą, pritvirtintą prie žemės; arba
  • Naudojant dirželį, apvyniojantį augalų puodą

Tobulėjimo taškai

Nors ir funkcionalus, kai kuriuos dizaino aspektus reikia pakeisti, pvz., Sienų dydį, kuris buvo apibrėžtas siekiant išvengti medžiagos praradimo ir 1 mm paspartinti spausdinimą prototipų kūrimo metu.

Jungiamąsias detales reikia patobulinti, pritaikant dizaino modelius 3D spausdinimui, tikriausiai reikės sureguliuoti lazdos ir stovo tvirtinimo dydį, kad gabalai būtų teisingai užfiksuoti.

3 žingsnis: kodas

Kaip programuotojas galiu pasakyti, kad tai buvo pati smagiausia darbo dalis, galvojant apie tai, kaip susisteminti ir sutvarkyti kodą, prireikė kelių valandų planavimo ir rezultatas buvo gana patenkinamas. Tai, kad dauguma jutiklių naudoja analoginę įvestį, sukūrė atskirą kodo apdorojimą, kad būtų galima gauti tikslesnį rodmenį, stengiantis kiek įmanoma ignoruoti klaidingus teigiamus rezultatus. Aukščiau pateikta schema buvo sukurta naudojant pagrindinius kodo blokus ir ji iliustruoja pagrindines funkcijas, norėdami gauti daugiau informacijos, rekomenduoju pažvelgti į kodą adresu

Yra keletas dalykų, kuriuos galima keisti, o tai leidžia jums pritaikyti „Pixie“, kaip norite. Tarp jų galiu pabrėžti:

• Jutiklio skaitymo dažnis
• Išraiškų skirtasis laikas
• Maksimali ir minimali temperatūra, apšvietimas ir žemės ribos, taip pat jutiklių slenkstis
• Rodyti kiekvienos išraiškos šviesos intensyvumą
• Laikas tarp kiekvienos išraiškos kadrų
• Animacijos yra atskirtos nuo kodo, todėl galite jas keisti, jei norite

Trigeriai

Reikėjo įdiegti būdą, kaip pagal paskutinius rodmenis nustatyti, kada veiksmas vyksta realiu laiku. Tai buvo būtina trimis žinomais atvejais: laistymas, buvimas ir prisilietimas, šie įvykiai turėtų būti suveikti, kai tik aptinkama didelė jutiklio variacija ir tam buvo naudojamas kitoks įgyvendinimas. To pavyzdys yra buvimo jutiklis, nes analoginiame įėjime buvo naudojamas tik PIR elementas, skaitomos vertės dažnai kinta ir buvo reikalinga logika, leidžianti pareikšti, kad yra arba nėra, kol temperatūros jutiklis savo ruožtu turi labai „Pixie“elgesiui pakoreguoti pakanka nedidelių variacijų ir tik standartinio jo verčių nuskaitymo.

4 žingsnis: projektuokite kitus žingsnius

• Tapkite daiktų interneto įrenginiu ir pradėkite siųsti duomenis į platformą per MQTT
• Programa parametrams ir galbūt išraiškoms pritaikyti
• Palieskite augalą paliesdami augalą. Radau puikų „Touche“tipo projekto „Instructables“pavyzdį
• Įtraukite bateriją
• Suprojektuokite PCB
• Spausdinkite visą vazą ne tik „Pixie“dėklui
• Į projektą įtraukite pjezo, kad atitinkamai išleistumėte garsus
• Išplėskite „Pixie“„atmintį“istoriniais duomenimis (per ilgas laikas neaptikus buvimo gali sukelti liūdną išraišką)
• UV jutiklis, leidžiantis tiksliau aptikti saulės poveikį