Bustani ya mimea ya ndani ya Smart: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Miradi ya Fusion 360 »

Katika Agizo hili, nitakuonyesha jinsi nilivyotengeneza bustani yangu ya mimea ya ndani! Nilikuwa na msukumo kadhaa wa mradi huu na ya kwanza kuwa nilikuwa na hamu ya aina za nyumbani za Aerogarden. Kwa kuongezea, nilikuwa na Arduino Mega ambayo haikutumiwa na ngao ya kugusa ya TFT ambayo ilikuwa imekaa tu kwenye pipa langu la umeme kwa miaka. Nilidhani kwa nini nisijaribu kutengeneza shamba langu la bustani kama bustani ya mimea kutumia Arduino na wakati huu wa ziada ambao ninayo wakati wa karantini! Niliishia kwenda kuongeza ziada na mradi huo kwa kuwa niliongeza sensorer za unyevu kwa kila aliquot ya mchanga lakini imethibitishwa kuwa muhimu hadi sasa. Kwa jumla, sikuweza kuwa na furaha zaidi na jinsi kila kitu kilivyotokea!

Nimemaliza tu mradi huu na kupanda mbegu za basil na chive mnamo 5/7/2020. Agizo hili linawekwa mnamo 5/11/2020. Nina matumaini kwamba mimea itaanza kuchipuka wiki hii ijayo na nitahakikisha nimesasisha hii inayoweza kufundishwa na picha za ukuaji

Hapa kuna upepo wa haraka wa baadhi ya huduma za bustani yangu ya mimea ya ndani:

- Skrini ya kugusa inayoonyesha wakati, siku ya wiki, na tarehe.

- Anquot nne za 2.35 "x 2.35" x 2.33 "za kupanda mimea. Tray ya Aliquot imeingizwa ndani ya bonde ambalo hukusanya mifereji ya maji yoyote na kujitenga na umeme.

- Kuweka kwa LED ambayo inaruhusu mtumiaji kuweka wakati na muda unaotakiwa wa "kuwasha". Kwa kuongeza, mtumiaji anaweza kulemaza LED kutoka kuwasha ikiwa wanachagua.

- Ukurasa wa sensorer ya unyevu ambao unaonyesha ni ipi kati ya mimea 4 ya mimea inayohitaji kumwagiliwa.

- Nuru inayoweza kubadilishwa inayompa mtumiaji ~ inchi 6-8 za urefu mara mimea inapoanza kukua.

Ikiwa una nia ya kuona jinsi nilivyotengeneza mradi huu au unataka kujitengenezea, tafadhali fuata!

Vifaa

Umeme:

- Arduino Mega 2560

- Shield ya skrini ya kugusa ya 2.8 TFT

- sensorer za unyevu wa mchanga wa 4x

- 3x N-Channel P30N06LE MOSFET

- Moduli ya 1x RTC DS3231

- Ukanda wa Mwanga wa LED

- 5V 2A usambazaji wa umeme

- Battery ya seli ya CR1220 3V

- 3x 220 Ohm Resistors

- Ubao wa ubao

- DC Pipa Jack

- Wiring

Mpanda Bustani ya Mimea:

- Nyeupe na Nyeusi ya 3D Printer PLA Filament (ukichagua kuchapisha msingi wako mwenyewe)

- Mwaloni Mwekundu Veneer

- Chuma cha karatasi nyembamba ya aluminium (hiari)

- Shiny Metallic Spray Rangi na Primer

- Kuni Kumaliza / Madoa

- Kanzu moja ya Kanzu kumaliza

Bidhaa za Udongo / Mimea:

- Mbegu za mimea unayochagua

- Muujiza Kukua Udongo wa Juu

Mbadala:

- Mkanda wa Umeme / Tepe ya Wachoraji

- Bunduki ya moto ya gundi

- Printa ya 3D (hiari)

- Kisu cha Exacto

- Sandpaper (~ 220 + Grit)

- Soldering chuma + Solder

- Cyanoacrylate Superglue

- Zana (Wakata waya, mkasi, koleo za pua)

Hatua ya 1: Kuweka Elektroniki

Kuna sehemu kuu 4 za sehemu ya umeme ya mradi huo na ubongo wa vifaa kuwa Arduino Mega 2560. 1) Ngao ya TFT Touch Screen. 2) Moduli ya Saa ya RTC. 3) Sensorer za Udongo. 4) transistors ya MOSFET na Ukanda wa LED. Nilitumia Mega kwa mradi huu kwani ilinipa pini za ziada baada ya kuweka ngao ya kugusa kwenye Mega. Kuna mafunzo mengi kwa kila moja ya sehemu kuu 4 nilizoorodhesha hapo juu kwa mradi huu na nitaunganisha zingine ambazo nilitumia na pia kutoa habari zingine za ziada ambazo nilikutana nazo njiani.

Tafadhali rejelea ubao wangu wa mkate wa Fritzing na muundo wa mpangilio wa msingi wa mzunguko. KUMBUKA: Fritzing hakuwa na kihisi halisi cha mchanga ambacho nilitumia katika mradi wangu. Zilizotumiwa pia zilikuja na mzunguko wa kulinganisha wa LM393 na nilijaribu kadri nilivyoweza kuiga wiring kwenye picha za Fritzing. Angalia hapa chini kwa habari zaidi juu ya wiring halisi ikiwa bado inachanganya.

1) Arduino Mega na skrini ya kugusa ya 2.8 "TFT

Viungo muhimu:

Mafunzo ya Adafruit: Misingi juu ya kuunganisha ngao, kufunga maktaba inayofaa, na nambari za mfano.

Ninaamini nilinunua ngao yangu ya skrini ya kugusa kutoka Adafruit na kwa kweli nilitumia mafunzo yao kwa msaada juu ya usanidi wa awali na kutumia nambari za mfano. Zaidi ya kuunganisha ngao ipasavyo, kwa kweli hakuna mengi zaidi hadi sehemu ya usimbuaji katika hatua inayofuata. Hatua moja muhimu hata hivyo ni kubonyeza pini ya Vin kwenye ngao inayounganisha kwenye pini ya Arduino Vin. Kubonyeza pini hii hukuruhusu uwe na ufikiaji wa pini ili kutoa nguvu ya arduino kutoka kwa usambazaji wa umeme wa nje, kwa hivyo hakikisha kufanya hivyo.

2) Moduli ya Saa ya RTC

Viungo muhimu:

Mafunzo ya Adafruit: Bodi tofauti ya kuzuka kuliko nilivyotumia katika mradi wangu lakini chipu ile ile ya DS3231.

Kuunganisha moduli ya saa halisi kwa Mega pia ni moja kwa moja. Unachohitaji ni unganisho la 5V, GND, SDA, na SCL. Kwa mradi wangu, niliunganisha SDA na SCL kutoka saa hadi pini 20 na 21 mtawaliwa kwenye Mega. Nilitumia pia mafunzo ya Adafruit katika kuanzisha saa lakini zaidi juu ya hiyo katika hatua inayofuata. Kwa sasa kamilisha tu wiring kama ilivyoonyeshwa.

3) Sensorer za Udongo

Viungo muhimu:

Mafundisho ya Maagizo: Mtumiaji mdabusaayed ana mafunzo mazuri na rahisi juu ya jinsi ya kutumia sensorer hizi!

Niliamuru sensorer hizi baada ya kuanza sehemu ya umeme ya mradi huo. Badala ya sensorer hizi wakati wa upimaji wa awali, nilitumia swichi za kawaida kama pembejeo za dijiti na ndio sababu hizi ziko kwenye mzunguko wangu wa mkate wa mapema. Kama maelezo ya mtumiaji mdabusaayed, sensorer hizi za mchanga zinaweza kutumika kama pembejeo za dijiti AU pembejeo za analog. Kwa sababu nilitaka tu sensorer hizi kuniambia ikiwa mchanga ulikuwa kavu au la nilitumia tu pini zao za pato la dijiti. Kila mmoja anahitaji unganisho la pini la 5v na GND na nilitumia pini 23-26 kwenye Mega kuunganisha matokeo yao ya dijiti

4) transistors na RGB LED strip

Viungo muhimu:

Mafunzo ya Arduino-LED Light Strip

Video ya Ukanda wa Taa ya Arduino-LED:

Nilichukua Ukanda wa RGB wa bei rahisi kutoka kwa FiveBelow ambayo inaweza kuwezeshwa kutoka 5V. Pini za pato za dijiti za Arduino haziwezi kusambaza sasa ya kutosha kwa ukanda ambao ni mahali ambapo MOSFETS inacheza. Mafunzo yaliyounganishwa yanaelezea mzunguko kwa undani zaidi kuliko ninavyoweza kuangalia kwamba ikiwa una nia ya kwanini nilifanya hivi. Fuata wiring kwenye mchoro wangu wa mzunguko ili kuunganisha ukanda na MOSFETS kwa arduino. Kanusho: Sasa ninagundua kuna tani ya utafiti juu ya taa maalum za kupanda mimea na kiwango cha X cha maji kwenye masafa ya Y. Nina shaka sana kuwa mkanda wangu wa bei rahisi wa $ 5 unakidhi mengi ya vigezo hivyo lakini nimeona mwanga ni bora kuliko hakuna na ninavuka vidole vyangu kuwa nitapata mimea hapa wiki chache zijazo: p Kama ilivyoelezwa kwenye utangulizi, Nitaendelea kusasisha hii inayoweza kufundishwa ikiwa nitahitaji kutumia taa / mkanda wenye nguvu zaidi wa LED.

Hatua ya 2: Programu ya Arduino

Wakati wa kuunda programu yangu, nilikuwa na malengo machache akilini na kile nilitaka kitimize. Kwanza, nilitaka kuonyesha skrini ya kugusa wakati na tarehe ya sasa. Pili, nilitaka picha chache zinazofanya kazi kwenye skrini ambayo mtumiaji anaweza kutambua na kubonyeza kuzipeleka kwenye skrini tofauti na chaguzi za ziada (kumwagilia ndoo kwenye ukurasa wa sensorer ya unyevu na mipangilio kwenye ukurasa wa mipangilio ya LED.) Mwishowe, nilitaka picha kwenye skrini kumweleza mtumiaji ikiwa taa za LED zimewashwa au la (zinaonyeshwa na taa ya taa).

Nambari ni ndefu kwa hivyo sitaenda mstari kwa mstari lakini badala yake nionyeshe sifa za jumla za kile msimbo hufanya. Inaweza kuwa sio kamilifu lakini inakamilisha kile ninachotaka kitimize. Jisikie huru kupakua na kurekebisha nambari yangu unavyotaka! Kulikuwa na video nzuri za Youtube ambazo zilinisaidia wakati wa kuandika nambari: Jinsi ya Mechatronics na educ8s.tv ilikuwa na mafunzo kadhaa mazuri. Ninataka kutaja kuwa picha za ndoo ya kumwagilia, balbu ya taa, na nembo ya kuweka zilichapishwa kwenye skrini kutoka kwa maadili yao ya bitmap. Image2cpp ni zana nzuri ambayo nilitumia ambayo hubadilisha picha kiatomati kuwa bitmaps.

Ikiwa haupendezwi na mchakato wangu wa kufikiria nambari, puuza kilicho hapo chini na pakua programu yangu ya.ino pamoja na faili ya.c. Hakikisha kuweka zote kwenye folda moja. Unganisha Mega yako kwenye kompyuta kupitia bandari ya USB na utumie Arduino IDE, pakia programu hiyo kwenye Mega yako!

Vivutio vya nambari za Indoor_Flower_Pot.ino

Awali

- Jumuisha maktaba za Adafruit (GFX, TFTLCD, TouchScreen.h, RTClib.h)

- Fafanua pini / vigeuzi vya skrini ya kugusa (mengi ya haya nilinakili na kubandika kutoka kwa nambari ya mfano ya Adafruit kwenye skrini ya kugusa ya TFT

- Fafanua anuwai zinazotumiwa wakati wote wa programu

Kuweka Utupu

- Unganisha kwenye skrini ya kugusa ya TFT

- Sanidi pini za sensorer ya udongo na pini zilizoongozwa ukitumia kazi ya pinMode ()

- Chora skrini ya nyumbani (nilifanya kazi maalum kwa programu yangu ili kuteka kila skrini. Unaweza kupata zile zilizo chini ya programu yangu baada ya kitanzi batili ())

Kitanzi batili

- Chora skrini ya nyumbani ikiwa ndio iliyochaguliwa

- Angalia saa na usasishe skrini ikiwa wakati umebadilika

- Angalia wakati na uone ikiwa iko kati ya LED "Kwa Wakati" na LED "Timer"

- Ikiwa ni hivyo, washa taa za LED na chora taa kwenye skrini

- Ikiwa sio hivyo, geuza LED na uondoe taa kwenye skrini

- Chora ukurasa wa sensorer ya unyevu ikiwa ndoo ya maji imechaguliwa

- Soma pembejeo za sensorer ya mchanga na ujaze mduara unaolingana ikiwa mchanga ni kavu

- Ikiwa mchanga bado unyevu, weka mduara usijazwe

- Chora ukurasa wa mipangilio ya LED ikiwa picha ya mipangilio imechaguliwa

- Soma na uhifadhi On Time, AM au PM, na Timer.

- Ikiwa LED imechaguliwa, weka taa za LED bila kujali Saa au Wakati

Hatua ya 3: Kubuni Bustani ya Mimea na Uchapishaji wa 3D

Nilijua kabla ya kubuni Bustani ya Mimea kwamba nilitaka kufunika msingi na Veneer. Kwa sababu ya hii, nilihitaji kuunda muundo wa mraba na pembe kali badala ya muundo ulio na mviringo zaidi kwani veneer haingeweza kuambatana na kitu kingine zaidi. Kipengele kingine ambacho nilitaka ilikuwa shimoni inayoweza kubadilishwa kwa taa za LED ili kukidhi ukuaji wa mimea. Kwa kuongezea, nilihitaji chumba cha kuweka skrini ya kugusa / umeme pamoja na bonde la mmea tofauti ambalo lingekuwa na maji na kuitenga kutoka kwa umeme. Mwishowe, niliunda kiingilio changu cha tray kwa mimea iliyo na aliquots 4 tofauti na inayofaa kabisa ndani ya bonde. Nimefurahiya jinsi muundo ulivyotokea! Nilitumia Fusion 360 kwa mradi huu na nimejumuisha faili zangu za.stl na faili za.gcode kwa kila kitu ili uwe huru kupakua, kurekebisha na kuchapisha!

Msingi wa upandaji ulikuwa mkubwa sana kutoshea printa yangu kwa hivyo ilibidi nichapishe hiyo katika sehemu mbili. Nilichapisha kila kitu kwenye filament nyeupe ya PLA isipokuwa kiingilio cha tray ambacho nilichapisha kwa rangi nyeusi. Nilitumia Cura kama programu yangu ya kukata na maelezo yangu ya uchapishaji yako hapa chini. Nijulishe ikiwa ungependa kuona picha zaidi za kila sehemu kwenye programu ya kukata.

Kukata Maelezo ya Programu:

- Printa yangu: Muumba Chagua Printa V2- Pua: 0.4mm - Filament: Nyeusi na Nyeupe PLA filament 1.75mm - Jarida la Uchapishaji / Jedwali la Bamba: 210C / 60C- Kasi ya kuchapisha: 60 mm / s- Kujaza: 25% - Wezesha Usaidizi: Ndio, kila mahali- Jenga Kujiunga kwa Bamba: 3mm Brim

Hatua ya 4: Kumaliza Bustani ya Mimea

Kwa sababu msingi wa bustani ya mmea uliochapishwa katika sehemu mbili hatua ya kwanza ilikuwa kuwaunganisha pamoja kwa kutumia gundi ya haraka ya cyanoacrylate. Picha zinaonyesha hatua muhimu zaidi na nitaorodhesha hapa chini kulingana na sehemu.

Msingi wa Bustani ya Mimea:

Baada ya kushikamana pamoja na sehemu hizo mbili, nilichukua sandpaper ya grit ya kati na kuinua msingi kidogo. Kisha nikaweka veneer yangu na nikatafuta pande zote nne za msingi na vile vile juu kwenye veneer. Sikutaka kufunika shimoni kwa hivyo niliweka wazi. Nilitumia kisu cha kukataa kukata veneer. Kuwa mwangalifu wakati unafuatilia na kukata veneer ili kuhakikisha kuwa nafaka ya kuni itakuwa katika mwelekeo sahihi juu ya gluing. Niliishia kufanya kosa hili lakini kwa bahati nzuri lilikuwa nyuma na ni ngumu kusema. Kisha nikatumia gundi ndogo kwa veneer, ya kutosha kufunika uso wote, na kuifuata kwa msingi wa bustani ya mimea. Nilifanya pande mbili kwa wakati ili niweze kuongeza uzito / vifungo.

Mara veneer yote ilipowekwa glufu na kukaushwa, nilichukua sandpaper 220 ya grit na nikalainisha msingi. Utataka kuwa mwangalifu na mvumilivu hapa ili usije ukapata kona mbaya ya veneer yako na uikate. Sehemu ya uvumilivu ni muhimu kwani itachukua muda kuzunguka kingo na kufanya kila kitu kionekane sawa. Niliishia kutumia kiasi kidogo cha kujaza kuni kwa nyufa zingine kubwa ambazo sikuweza kuzunguka wakati wa mchanga.

Baada ya mchanga kukamilika, nilitumia kanzu kadhaa za kumaliza kuni za Minwax na kufuata maagizo yao wakati wa kuomba. Baada ya kuacha kukaa kwa masaa 24, nilitia polyurethane ya koti moja kwenye msingi ili kuangaza vizuri!

Bonde la Mpandaji:

Hatua hii labda haihitajiki lakini nilikuwa na wasiwasi juu ya maji yanayoweza kuvuja kwenye umeme. Ingawa nina shaka maji mengi yatakuwa yanatoa kutoka kwenye bati la tray ndani ya bonde kabisa, bado niliendelea kuongeza kiasi kidogo cha silicone kwenye pembe za bonde.

Msaada wa Mwanga wa LED

Nilitaka kuchora juu ya msaada wa nuru katika uangaze wa metali ili kuipatia kitalu cha bustani mwanga wa kujisikia. Nilifanya hivyo kwa kugonga shimoni la msaada na mkanda wa rangi na kisha kutumia safu ya msingi kwa eneo wazi. Mara baada ya kukauka, nilifuata na kanzu mbili za rangi ya dawa ya kuangaza. Cha kushangaza ni kwamba, nilipata kipande chembamba cha karatasi katika eneo langu la kazi baada ya kuchora kipande hicho na kufikiria ambayo ingeonekana kuwa ya kweli na bora kuliko rangi ya dawa. Nilifuatilia eneo la juu la msaada wa taa, nikakata chuma nje, na nikatumia mtego wa makamu kuinama chuma. Kisha nikaiunganisha juu. Nilitumia pamba ya chuma kusafisha chuma na kuipatia mwangaza mzuri.

Hatua ya 5: Kukamilisha Elektroniki na Wiring

Sasa kwa kuwa msingi wa bustani ya mimea ulikamilika na msaada wa taa ya LED ilipakwa rangi, hatua ya mwisho ilikuwa kukamilisha wiring na kuongeza vifaa vyote! Nitaorodhesha tena kila hatua muhimu hapa chini. Niligundua kuwa waya na gundi nyingi moto alikuwa rafiki yangu wa karibu.

Ubao wa ubao:

Nilipata ubao mdogo na kuweka moduli ya MOSFET, RTC, na vipingaji juu yake kupata saizi ya takriban. Kisha niliikata na kuanza kuuza viunga. Kwa kweli unaweza kubuni ubao wako wa upendeleo hata hivyo ungependa. Utaona kwenye ubao wangu wa kubahatisha kuwa nilikuwa na laini kuu moja (+ 5V) na laini kuu moja (GND). Tambua kwamba mwisho wa ubao wako utaonekana kama siku mbaya ya nywele na waya zinazoenda kila mahali. Hii ni kwa sababu utahitaji waya 7 kwenda kwa arduino yako (SDA, SCL kutoka moduli ya RTC, Vin, GND, na pini 3 za dijiti zilizounganishwa na kontena / pini yako ya msingi kwenye MOSFET's.) Utahitaji pia nyongeza Waya 8 zinazotoka kwa hiyo kwenda kwa sensorer yako ya unyevu (waya 4 chanya zinazoenda kwa kila sensorer ya mchanga 5v pini, na waya 4 wa ardhini kwenda kwa kila siri ya ardhi sensor).

Ukanda wa Mwanga wa LED juu ya Msaada wa Nuru:

Baada ya kufunua LED, niligundua kuwa sehemu 2 za ukanda zinaweza kutoshea urefu wa msaada kabla ya kuikata. Mara tu nilipokuwa na vipande vyote, nilitumia gundi moto kuziweka gundi mahali nikitoa chumba kidogo kati ya kila ukanda. Kisha nikatumia waya yenye upimaji wa 28 kwa solder na unganisha kila moja (+) - (+), BB, R-R, na G-G kwa pedi zao. Mara baada ya kumaliza, nilijaribu ukanda ili kuhakikisha pedi zote zimeuzwa kwa usahihi kabla ya kulisha waya kupitia shimoni la msaada.

Mkutano wa Mwisho:

Nilianza mkutano wa mwisho kwa kuunganisha gluing jack ya moto mahali. Kisha nikalisha waya 4 ndogo zenye kubadilika 28 kutoka kwa msingi, kupitia shimoni katikati, na hadi kwa msaada wa taa. KUMBUKA: ni muhimu kukata waya kwa urefu ambao utafikia taa hata wakati shimoni katikati na taa imeinuliwa kabisa. Kisha nikauza kila waya kwa pedi zao kwenye taa. Waya (+) iliunganishwa moja kwa moja kwenye jack ya DC.

Kutoka kwa (+) DC jack terminal, niliunganisha waya na kuuza mwisho mwingine kwa laini ya 5V kwenye ubao wa ukuta. Nilirudia mchakato huo kutoka kwa (-) DC jack terminal hadi laini ya ardhi.

Nilitumia dab ya gundi ya moto na kushikamana na ubao uliowekwa chini ya msingi wa bustani ya mimea. Niliunganisha waya zinazofaa kwa arduino kulingana na skimu yangu na nikalinganisha skrini ya kugusa kupitia dirisha mbele ya msingi. Kulingana na jinsi inafaa, unaweza au hauitaji kutumia mguso wa gundi moto kuifunga.

Mwishowe, niliunganisha moto moduli nne za sensorer ya udongo mahali kwenye kuta za kando kuhakikisha kwamba kila sensorer imewekwa ipasavyo kwa usomaji unaolingana kwenye ukurasa wa sensorer ya unyevu wa skrini ya kugusa. Baada ya hapo, niliunganisha sensorer nne za udongo, nikalisha waya kupitia njia ndogo, na kuongeza bonde la mmea na sinia!

Na kama vile wiring imekamilika!

Hatua ya 6: Udongo, Mbegu, na Ukamilishe

Hatua ya mwisho ni kupata mchanga na mbegu za chaguo lako! Nilijaza kila aliquot ya kiingilio cha tray na udongo wa kutia mpaka 0.5in "kutoka juu. Niliunda maoni kidogo katikati ya kila mchanga, nikaongeza mbegu chache kwa kila moja, na kufunikwa na ~ 0.25" ya mchanga.

Kisha nikaongeza tray kwenye bonde la mmea na kuiweka kwenye msingi wa bustani ya mimea! Wakati wa kumwagilia, nilipata njia bora ya kufanya hivyo ni kwa kutumia baster ya Uturuki na kuongeza maji hadi mchanga uonekane unyevu. Ninaweza kisha kudhibitisha kuwa mchanga unamwagiliwa maji ya kutosha baada ya kungoja kwa dakika chache na kuangalia ukurasa wa kihisi cha unyevu. Ikiwa miduara haijakamilika hiyo inaonyesha kwamba mimea inamwagiliwa ipasavyo!

Sasa tunatarajia kuwa mimea inakua kweli: P Natumahi ulifurahiya hii inayoweza kufundishwa na unatarajia kuona ikiwa yeyote kati yenu atafanya mwenyewe. Kufanya furaha!

Mkimbiaji Juu katika Mashindano ya Arduino 2020