„Smart Indoor Herb Garden“: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

„Fusion 360“projektai »

Šioje instrukcijoje aš jums parodysiu, kaip sukūriau savo protingą kambarinių žolelių sodą! Šiam projektui turėjau keletą įkvėpimų, pirmiausia tai, kad šiek tiek susidomėjau namų „Aerogarden“modeliais. Be to, aš turėjau nepanaudotą „Arduino Mega“su TFT jutikliniu ekranu, kuris tik daugelį metų sėdėjo mano elektronikos dėžėje. Pagalvojau, kodėl nepabandžius pasigaminti savo „Aerogarden“kaip žolelių sodo naudojant „Arduino“, praleisdamas šiek tiek šio papildomo laiko, kurį turiu karantino metu! Galiausiai šiek tiek papildiau projektą, nes į kiekvieną dirvožemio alikvotinę dalį pridėjau drėgmės jutiklių, tačiau iki šiol tai pasirodė naudinga. Apskritai aš negalėjau būti laimingas dėl to, kaip viskas pavyko!

Aš ką tik baigiau šį projektą ir 2020-07-07 pasėjau baziliko ir česnako sėklų. Ši instrukcija paskelbta 2020-05-11. Tikiuosi, kad šią savaitę augalai pradės dygti ir būtinai atnaujinsiu šią instrukciją su progreso augimo nuotraukomis

Čia yra trumpas kai kurių mano išmaniojo kambarinių žolelių sodo savybių aprašymas:

- Jutiklinis ekranas, rodantis laiką, savaitės dieną ir datą.

- Keturi 2,35 "x 2,35" x 2,33 "alikvotai žolelėms sodinti. Aliuminio padėklas įkišamas į baseiną, kuris surenka bet kokį vandens nutekėjimą ir atsiskiria nuo elektronikos.

- LED nustatymas, leidžiantis vartotojui nustatyti norimą įjungimo laiką ir trukmę. Be to, vartotojas, pasirinkęs, gali išjungti šviesos diodų įjungimą.

- Drėgmės jutiklio puslapis, nurodantis, kurią iš 4 žolelių alikvotų reikia laistyti.

- Reguliuojama augimo šviesa, suteikianti vartotojui ~ 6-8 colių aukštį, kai augalai pradeda augti.

Jei jus domina pamatyti, kaip aš sukūriau šį projektą, arba norite jį sukurti patys, sekite!

Prekės

Elektronika:

- „Arduino Mega 2560“

- 2,8 colio TFT jutiklinis ekranas

- 4x dirvožemio drėgmės jutikliai

- 3x N-kanalo P30N06LE MOSFET

- 1x RTC DS3231 modulis

- LED šviesos juostelė

- 5V 2A maitinimo šaltinis

- CR1220 3V elementų baterija

- 3x 220 omų rezistoriai

- Perfboard

- „DC Barrel Jack“

- Laidai

Vaistažolių sodininkas:

- Balta ir juoda 3D spausdintuvo PLA gija (jei nuspręsite spausdinti savo pagrindą)

- Raudonojo ąžuolo medžio lukštas

- Plonas aliuminio lakštinis metalas (neprivaloma)

- Blizgūs metaliniai purškiami dažai ir gruntas

- Medžio apdaila/dėmė

- Vieno sluoksnio poliuretano apdaila

Dirvožemio/žolelių produktai:

- Jūsų pasirinktos žolelių sėklos

- „Miracle Grow Topsoil“

Įvairūs:

- Elektros juosta/Dailininkų juosta

- Karštas klijų pistoletas

- 3D spausdintuvas (neprivaloma)

- „Exacto“peilis

- švitrinis popierius (~ 220 + grūdėtumas)

- Lituoklis + Lituoklis

- cianakrilato superklijai

- Įrankiai (vielos pjaustytuvai, žirklės, adatos replės)

1 žingsnis: Elektronikos nustatymas

Projekto elektronikos dalyje iš esmės yra 4 pagrindiniai komponentai, kurių komponentų smegenys yra „Arduino Mega 2560“. 1) TFT jutiklinio ekrano skydas. 2) RTC laikrodžio modulis. 3) Dirvožemio jutikliai. 4) MOSFET tranzistoriai ir LED juostelė. Šiam projektui panaudojau „Mega“, nes uždėjęs jutiklinį ekraną ant „Mega“man suteikė papildomų kaiščių. Yra daug vadovėlių kiekvienam iš 4 pagrindinių komponentų, kuriuos išvardijau aukščiau šiam projektui, ir aš susiesiu kai kuriuos iš jų, kuriuos naudoju, taip pat pateiksiu papildomos informacijos, su kuria susidūriau.

Norėdami sužinoti pagrindinį grandinės išdėstymą, žiūrėkite mano „Fritzing“lentą ir schemą. PASTABA: „Fritzing“neturėjo tikslaus dirvožemio jutiklio, kurį naudoju savo projekte. Tie, kuriuos naudojau, taip pat buvo su LM393 palyginimo grandine, ir aš kaip galėdamas stengiausi atkartoti laidus „Fritzing“vaizduose. Žemiau rasite daugiau informacijos apie tikslų laidą, jei jis vis dar yra painus.

1) „Arduino Mega“ir 2,8 colio TFT jutiklinis ekranas

Naudingos nuorodos:

„Adafruit“pamoka: skydo prijungimo, tinkamų bibliotekų diegimo ir pavyzdinių kodų vykdymo pagrindai.

Manau, kad aš nusipirkau savo jutiklinį ekraną iš „Adafruit“ir neabejotinai pasinaudojau jų pamoka, kad padėtų atlikti pradinę sąranką ir paleisti pavyzdinius kodus. Išskyrus tinkamą skydo prijungimą, tikrai nėra daug daugiau, kol kodavimo dalis nebus atlikta kitame etape. Tačiau vienas svarbus žingsnis yra „Vin“kaiščio nukirpimas ant skydo, kuris jungiasi prie „Arduino Vin“kaiščio. Iškirpę šį kaištį, turite prieigą prie kaiščio, kad galėtumėte tiekti arduino energiją iš išorinio maitinimo šaltinio, todėl būtinai tai darykite.

2) RTC laikrodžio modulis

Naudingos nuorodos:

„Adafruit“pamoka: kitokia pertraukimo plokštė, nei naudojau savo projekte, bet ta pati DS3231 mikroschema.

Tikro laiko laikrodžio modulio prijungimas prie „Mega“taip pat yra paprastas. Viskas, ko jums reikia, yra 5 V, GND, SDA ir SCL jungtys. Savo projektui aš prijungiau SDA ir SCL iš laikrodžio prie atitinkamai 20 ir 21 kaiščių „Mega“. Aš taip pat panaudojau „Adafruit“vadovėlį, kaip inicijuoti laikrodį, bet daugiau apie tai kitame žingsnyje. Dabar tiesiog užbaikite laidus, kaip parodyta.

3) Dirvožemio jutikliai

Naudingos nuorodos:

„Instructables Tutorial“: Vartotojas mdabusaayed turi puikią ir paprastą pamoką, kaip naudoti šiuos jutiklius!

Aš iš tikrųjų užsisakiau šiuos jutiklius pradėjęs projekto elektronikos dalį. Vietoj šių jutiklių pradinio bandymo metu aš naudoju įprastus jungiklius kaip skaitmeninius įėjimus, todėl jie yra mano ankstyvojoje lentos grandinėje. Kaip pažymi vartotojas, šie dirvožemio jutikliai gali būti naudojami kaip skaitmeniniai įėjimai ARBA analoginiai įėjimai. Kadangi aš tik norėjau, kad šie jutikliai man pasakytų, ar dirva sausa, ar ne, aš naudoju tik jų skaitmeninius išvesties kaiščius. Kiekvienam reikia 5v ir GND kaiščio jungties, o aš naudoju 23-26 kaiščius „Mega“, kad prijungčiau jų skaitmeninius išėjimus

4) Tranzistoriai ir RGB LED juostelė

Naudingos nuorodos:

„Arduino“LED šviesos juostos pamoka: Šios nuorodos yra to paties „Make Project“, parodančios, kaip vairuoti ir naudoti ROS LED juostelę naudojant MOSFETS ir arduino skaitmeninius išvesties kaiščius

„Arduino“LED šviesos juostos vaizdo įrašas:

Aš iš „FiveBelow“pasiėmiau pigią RGB LED juostą, kurią galima maitinti iš 5 V įtampos. „Arduino“skaitmeniniai išvesties kaiščiai negali tiekti pakankamai srovės juostelėms, kuriose veikia MOSFETS. Susieta pamoka paaiškina grandinę daug išsamiau, nei aš galiu, todėl patikrinkite, ar jus domina, kodėl aš tai padariau. Norėdami prijungti juostą ir MOSFETS prie arduino, vadovaukitės elektros grandinės schema. Atsakomybės apribojimas: Dabar aš suprantu, kad yra atlikta daugybė tyrimų apie konkrečius augalus auginančius šviesos diodus, kurių galia Y yra X dažnis. Aš labai abejoju, kad mano pigi 5 USD juostelė atitinka daugelį tų kriterijų, bet aš supratau, kad šviesa yra geresnė už nieką, ir sukryžiuoju pirštus, kad artimiausiomis savaitėmis čia sulauksiu žolelių: p Kaip minėta įžangoje, Ir toliau atnaujinsiu šią instrukciją, jei reikės naudoti tvirtesnę LED lemputę/juostelę.

2 žingsnis: „Arduino“programa

Kurdama savo programą turėjau omenyje kelis tikslus, kurių siekiau. Pirma, norėjau, kad jutiklinis ekranas rodytų dabartinį laiką ir datą. Antra, norėjau, kad ekrane būtų keli funkciniai vaizdai, kuriuos vartotojas galėtų atpažinti ir paspausti, kad jie būtų perkelti į skirtingus ekranus su papildomomis parinktimis (laistymo kibiras į drėgmės jutiklio puslapį ir nustatymai į LED nustatymų puslapį.) Galiausiai norėjau vaizdo ekrane, kad vartotojui būtų pranešta, ar LED lemputės dega, ar ne (nurodoma lempute).

Kodas yra šiek tiek ilgas, todėl neeisiu eilute po eilutės, o labiau pabrėšiu bendras kodo ypatybes. Jis gali būti ne tobulas, bet jis pasiekia tai, ko aš noriu. Nedvejodami atsisiųskite ir pataisykite mano kodą, kaip norite! Buvo keletas puikių „Youtube“vaizdo įrašų, kurie man padėjo rašant kodą: „Kaip mechatronikai ir edu8s.tv“turėjo keletą puikių pamokų. Noriu paminėti, kad laistymo kibiro, lemputės ir nustatymo logotipo vaizdai buvo išspausdinti ekrane pagal jų bitų žemėlapių reikšmes. „Image2cpp“yra puikus mano naudojamas įrankis, kuris automatiškai paverčia vaizdus į bitkartes.

Jei jūsų nedomina mano minties apie kodą procesas, nekreipkite dėmesio į tai, kas pateikta žemiau, ir atsisiųskite mano.ino programą bei.c failą. Būtinai įdėkite abu į tą patį aplanką. Prijunkite „Mega“prie kompiuterio per USB prievadą ir naudodami „Arduino IDE“įkelkite programą į savo „Mega“!

„Indoor_Flower_Pot.ino“kodo akcentai

Pradinis

- Įtraukite „Adafruit“bibliotekas (GFX, TFTLCD, „TouchScreen.h“, „RTClib.h“)

- Nustatykite jutiklinio ekrano kaiščius/kintamuosius (didžiąją dalį nukopijavau ir įklijavau iš „Adafruit“pavyzdinio kodo TFT jutikliniame ekrane

- Apibrėžkite kintamuosius, naudojamus visoje programoje

Tuščios sąrankos

- Prijunkite prie TFT jutiklinio ekrano

- Naudodami funkciją pinMode () sukonfigūruokite dirvožemio jutiklio kaiščius ir LED kaiščius

- Nubrėžkite pagrindinį ekraną (aš sukūriau konkrečias savo programos funkcijas, norėdamas piešti kiekvieną ekraną. Juos galite rasti mano programos apačioje po tuštumos ciklo ())

Tuščia kilpa

- Nubrėžkite pagrindinį ekraną, jei tai pasirinkta

- Patikrinkite laiką ir atnaujinkite ekraną, jei laikas pasikeitė

- Patikrinkite laiką ir pažiūrėkite, ar jis nepatenka tarp šviesos diodo „Įjungimo laikas“ir šviesos diodo „Laikmatis“

- Jei taip, įjunkite šviesos diodus ir pieškite lemputę ant ekrano

- Jei ne, pasukite šviesos diodus ir išimkite lemputę iš ekrano

- Nubrėžkite drėgmės jutiklio puslapį, jei pasirinktas vandens kibiras

- Perskaitykite dirvožemio jutiklio įvestis ir užpildykite atitinkamą apskritimą, jei dirva sausa

- Jei dirva vis dar drėgna, apskritimą laikykite neužpildytą

- Nubrėžkite LED nustatymų puslapį, jei pasirinktas nustatymų vaizdas

- Perskaitykite ir išsaugokite įjungimo laiką, AM arba PM ir laikmatį.

- Jei pasirinktas šviesos diodas IŠJUNGTAS, nelaikykite šviesos diodų, nepriklausomai nuo įjungimo laiko ar laikmačio

3 žingsnis: Žolelių sodo projektavimas ir 3D spausdinimas

Prieš kurdamas Žolelių sodą žinojau, kad noriu apvynioti pagrindą lukštu. Dėl šios priežasties man reikėjo sukurti šiek tiek kvadratinį dizainą su aštriais kampais, o ne labiau suapvalintą dizainą, nes fanera greičiausiai taip pat nesilaikys kažko daugiau elipsės formos. Kita savybė, kurios norėjau, buvo reguliuojamas šviesos diodų velenas, kad būtų galima prisitaikyti prie augalų augimo. Be to, man reikėjo vietos jutikliniam ekranui/elektronikai, taip pat atskiram augalų baseinui, kuriame būtų vandens ir izoliuotų jį nuo elektronikos. Galiausiai aš sukūriau savo dėklo įdėklą žolelėms, kurios turėjo 4 atskiras alikvotines dalis ir puikiai tilpo baseine. Džiaugiuosi, kaip pasirodė dizainas! Šiam projektui naudojau „Fusion 360“ir į viską įtraukiau savo.stl failus ir.gcode failus, todėl nedvejodami atsisiųskite, pataisykite ir atsispausdinkite!

Sėjamosios bazė buvo per didelė, kad tilptų į mano spausdintuvą, todėl turėjau ją atspausdinti iš dviejų dalių. Viską atspausdinau baltu PLA siūlu, išskyrus dėklo įdėklą, kurį atspausdinau juodai. Aš naudoju „Cura“kaip pjaustymo programinę įrangą, o mano spausdinimo informacija yra žemiau. Praneškite man, jei norite matyti daugiau kiekvienos pjaustymo programinės įrangos dalies nuotraukų.

Pjaustymo programinės įrangos informacija:

- Mano spausdintuvas: gamintojo pasirinkto spausdintuvo V2 purkštukas: 0,4 mm- siūlas: juodai balta PLA gija 1,75 mm- spausdinimo temperatūra/plokštės temperatūra: 210C/60C- spausdinimo greitis: 60 mm/s- užpildymas: 25%- įgalinti palaikymą: Taip, visur- sukibimo plokštės sukibimas: 3 mm kraštas

4 žingsnis: Žolelių sodo apdaila

Kadangi žolelių sodo pagrindas atspausdintas iš dviejų dalių, pirmas žingsnis buvo juos suklijuoti naudojant greitą cianakrilato superklijų. Paveikslėliai paryškina kai kuriuos svarbiausius veiksmus, ir aš juos išvardysiu žemiau, remdamasis dalimi.

Žolelių sodo bazė:

Sujungus abi dalis, paėmiau vidutinio grūdėtumo švitrinį popierių ir šiek tiek sutrupinau pagrindą. Tada aš padėjau savo fanerą ir ant faneros nubrėžiau visas 4 pagrindo puses ir viršutinę dalį. Nenorėjau veleno faneruoti, todėl laikiau jį pliką. Fanerui išpjauti panaudojau tiksliai peilį. Būkite atsargūs nustatydami ir pjaudami fanerą, kad klijuojant medienos grūdai būtų tinkama kryptimi. Aš padariau šią klaidą, bet, laimei, ji buvo ant nugaros ir sunku pasakyti. Tada ant faneros užtepiau nedidelį kiekį klijų, kurių užteko visam paviršiui, ir priklijavau prie žolelių sodo pagrindo. Aš padariau dvi puses vienu metu, kad galėčiau pridėti svorius/spaustukus.

Kai visa fanera buvo suklijuota ir išdžiovinta, paėmiau 220 grūdėtumo švitrinį popierių ir rankiniu būdu išlyginau pagrindą. Čia norėsite būti atsargūs ir kantrūs, kad netyčia nepagautumėte šiurkštaus faneros kampo ir nenuplėštumėte. Kantrybės dalis yra svarbi, nes užtruks šiek tiek laiko, kol kraštai bus suapvalinti ir viskas atrodys sklandžiai. Aš naudoju nedidelį medienos užpildo kiekį kai kuriems didesniems įtrūkimams, kurių šlifuojant negalėjau suapvalinti.

Kai šlifavimas buvo baigtas, aš panaudojau keletą sluoksnių „Minwax“medienos dangos ir laikydavausi jų nurodymų. Leisdama sėdėti ~ 24 val., Ant pagrindo užtepiau vieno sluoksnio poliuretano, kad jis taptų maloniai lygus!

Sodinukų baseinas:

Šis žingsnis tikriausiai nereikalingas, bet man buvo paranoja dėl to, kad vanduo gali nutekėti į elektroniką. Nors abejoju, ar iš padėklo įdėklo į baseiną išteka daug vandens, aš vis tiek į priekį pridėjau nedidelį kiekį silikono.

LED šviesos palaikymas

Norėjau nudažyti šviesos atramos viršutinę dalį metaliniu blizgesiu, kad suteiktų jai sodo darželio šviesos pojūtį. Aš tai padariau, užklijuodama atraminį veleną dažymo juosta, o po to sluoksnį užtepdama gruntu į atvirą vietą. Kai išdžiūvo, aš tepiau du sluoksnius metalinio blizgesio purškimo dažų. Kaip bebūtų keista, po to, kai nudažiau kūrinį, savo darbo zonoje radau ploną metalo lakšto gabalėlį ir pagalvojau, kad jis atrodys dar tikroviškiau ir geriau nei purškiami dažai. Aš atsekiau šviesos atramos viršutinę sritį, iškirpau metalą ir sulenkdamas metalą naudoju antgalį. Tada priklijavau ant viršaus. Metalo valymui ir malonaus blizgesio naudoju plieninę vatą.

5 žingsnis: Elektronikos ir laidų užbaigimas

Dabar, kai žolelių sodo pagrindas buvo baigtas ir LED šviesos atrama buvo nudažyta, paskutinis žingsnis buvo užbaigti laidus ir pridėti visus komponentus! Toliau išvardysiu kiekvieną svarbų žingsnį. Radau, kad daug vielos ir karštų klijų buvo mano geriausias draugas.

Perfboard:

Aš gavau mažą perforatorių ir uždėjau ant jo MOSFET, RTC modulį ir rezistorius, kad gaučiau apytikslį dydį. Tada aš jį supjaustiau ir pradėjau lituoti komponentus. Jūs tikrai galite sukurti savo parketlentę, kaip norite. Mano lentelėje pamatysite, kad turėjau vieną pagrindinę (+5 V) liniją ir vieną pagrindinę (GND) liniją. Supraskite, kad pabaigoje jūsų parketlentė atrodys kaip bloga plaukų diena, kai visur eina laidai. Taip yra todėl, kad jums reikės 7 laidų, einančių į jūsų arduino (SDA, SCL iš RTC modulio, Vin, GND ir 3 skaitmeniniai kaiščiai, prijungti prie jūsų rezistoriaus/pagrindinio kaiščio MOSFET.) 8 laidai, einantys į jūsų drėgmės jutiklius (4 teigiami laidai eina į kiekvieną dirvožemio jutiklio 5v kaištį ir 4 įžeminimo laidai eina į kiekvieną dirvožemio jutiklio įžeminimo kaištį).

LED šviesos juostelė ant šviesos palaikymo:

Išskleidęs šviesos diodą, radau, kad 2 juostelės skyriai gali tilpti į atramos ilgį, kol man reikėjo ją nupjauti. Kai turėjau visas juosteles, jas klijavau karštais klijais, palikdamas šiek tiek vietos tarp kiekvienos juostelės. Tada aš naudojau lanksčią 28 gabarito vielą, kad lituotų ir prijungčiau kiekvieną (+)-(+), B-B, R-R ir G-G prie atitinkamų pagalvėlių. Baigęs bandžiau juostelę, kad įsitikinčiau, ar visos trinkelės buvo tinkamai lituojamos, prieš tiekiant laidą per atraminį veleną.

Galutinis susirinkimas:

Galutinį surinkimą pradėjau karštu klijavimu į nuolatinės srovės lizdą. Tada aš padėjau 4 mažus lanksčius 28 gabarito laidus nuo pagrindo, per vidurinį veleną ir iki šviesos atramos. PASTABA: svarbu nukirpti laidą iki tokio ilgio, kuris pasiektų žibintus, net kai vidurinis velenas ir šviesa yra visiškai pakelti. Tada aš prijungiau kiekvieną laidą prie atitinkamų pagalvėlių ant šviesos. (+) Laidas buvo prijungtas tiesiai prie nuolatinės srovės lizdo.

Iš (+) nuolatinės srovės lizdo gnybto aš prijungiau laidą, o kitą galą prilituojau prie 5 V linijos. Aš pakartojau tą procesą nuo (-) DC lizdo gnybto iki antžeminės linijos.

Tada aš panaudojau šlakelį karštų klijų ir priklijavau perforatorių į žolelių sodo pagrindo dugną. Prijungiau atitinkamus laidus prie arduino, remdamasis savo schema, ir pritaikiau jutiklinį ekraną per langą pagrindo priekyje. Priklausomai nuo to, kaip tvirtai priglunda, gali tekti arba nebūtina naudoti karšto klijų, kad užsandarintumėte.

Galiausiai keturis dirvožemio jutiklio modulius karštai priklijavau prie šoninių sienelių ir užtikrinau, kad kiekvienas jutiklis būtų tinkamai įdėtas atitinkamam jutiklinio ekrano drėgmės jutiklio puslapio skaitymui. Po to aš prijungiau keturis dirvožemio jutiklius, maitinau laidus per mažus lizdus ir pridėjau augalų baseiną su dėklu!

Ir tik taip laidai baigti!

6 žingsnis: dirvožemis, sėklos ir užbaigimas

Paskutinis žingsnis yra jūsų pasirinkto vazoninio dirvožemio ir sėklų gavimas! Kiekvieną dėklo įdėklo alikvotinę dalį užpildžiau vazoniniu dirvožemiu iki maždaug 0,5 colio nuo viršaus. Kiekvieno dirvožemio centre sukūriau nedidelius atspaudus, į kiekvieną įdėjau keletą sėklų ir padengiau ~ 0,25 colio dirvožemio.

Tada pridėjau dėklą prie augalų baseino ir įdėjau į žolelių sodo pagrindą! Laistydamas radau geriausią būdą tai padaryti naudojant kalakutienos pylimą ir įpilant vandens, kol dirva atrodys drėgna. Tada galiu patvirtinti, kad po kelių minučių ir patikrinus drėgmės jutiklio puslapį, dirvožemis yra pakankamai laistomas. Jei apskritimai neužpildyti, tai rodo, kad augalai laistomi tinkamai!

Dabar tikiuosi, kad žolelės iš tikrųjų augs: P Tikiuosi, kad jums patiko šis „Instructable“ir laukiu, ar kas nors iš jūsų pasigamins savo. Laimingas kūrimas!

Antroji vieta „Arduino“konkurse 2020 m