Sufuria ya Kupanda kiotomatiki - Bustani Ndogo: Hatua 13 (na Picha)

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

Mimi ni mwanafunzi kutoka Multimedia na Teknolojia ya Mawasiliano huko Howest Kortrijk. Kwa mgawo wetu wa mwisho, tulilazimika kukuza mradi wa IoT wa hiari yetu wenyewe.

Kuangalia pande zote kwa wazo, niliamua kutengeneza kitu muhimu kwa mama yangu ambaye anapenda kupanda mimea na kuanza kufanya kazi kwenye sufuria ya kupanda.

Kazi kuu za sufuria hii ya kiotomatiki, Bustani Ndogo, ni:

• Pima
  • Joto
  • Ukali wa mwanga
  • Unyevu
  • Unyevu wa mchanga

Hifadhi vipimo kwenye hifadhidata

Boresha hali ya ukuaji wa mmea ikiwa thamani fulani ni ndogo sana

Wacha kifaa kiangaliwe na kusimamiwa kupitia wavuti

Sio kila hatua inapaswa kufuatwa kwa alama. Mengi ya kile kinachotokea inaweza kuwa upendeleo wako wa kibinafsi au kuboreshwa. Ujenzi huu ulifanywa kwa njia ili sehemu ziweze kurejeshwa baadaye, kwa hivyo unaweza kutaka kukaribia uwasilishaji wako tofauti kuifanya iwe ya kudumu

Hatua ya 1: Vifaa

Vifaa vingi vya mradi huu sio ngumu sana kupata, ingawa kwa upande wangu nilifanya kazi na vifaa vingi vya kuchakata. Ilibidi pia nihakikishe ningeweza kuokoa vifaa vingine baadaye.

Vipengele vya msingi:

• Mfano wa Raspberry Pi 4 B
• Ugavi wa umeme wa Raspberry Pi
• Raspberry Pi T-cobbler
• Kadi ndogo ya SD ya 16GB
• Ugavi wa umeme wa mkate na 3.3V na 5V
• Bodi ya mkate
• Usambazaji wa umeme wa 12V

Sensorer:

• DHT11: Unyevu wa unyevu na joto
• BH1750: sensorer ya mwangaza
• Sensor ya unyevu wa mchanga
• MCP3008

Vipengele vya Actuator:

• Pampu ya maji ya 220V
• Ukanda wa 12V wa LED
• Kupitisha moduli Velleman
• Kidokezo cha 50: transistor ya NPN
• Onyesho la 16X2 LCD-moduke
• PCF8574a

Resistors:

• Vipimo vya 3 x 330 Ohm
• 1 x 5k kupinga kwa Ohm
• 2 x 10k vipingao vya Ohm
• 1 x 1k kupinga kwa Ohm
• 1 x 10k kontena la Potentio

Vifaa:

• Chungu kilichopangwa cha chafu / mmea
• Sanduku makutano
• Chupa ya maji ya plastiki
• Swivels
• Waya za jumper + waya wa kawaida
• Skirusi
• Bati ya kuyeyusha + neli hupunguza joto
• Mkanda wa bata wa pande mbili
• Rangi

Zana:

• Bunduki ya gundi
• Kuchimba
• Sawblade
• Chuma cha kulehemu
• Mkataji wa sanduku
• Rangi ya brashi

Jambo nadhifu juu ya mradi huu ni kwamba inaweza kupanuliwa au kurahisishwa, kwa kuongeza / kuondoa vifaa na kugeuza msimbo kidogo. Kwa mfano, kwa kubadilisha pampu ya 220V na pampu ya 12V, unaweza kuondoa adapta ya umeme kutoka kwa kifaa.

Hatua ya 2: Fritzing Schematic

Mpango wa mkate na umeme wa kifaa umeonyeshwa hapo juu. Hapa unaweza kuona jinsi vifaa vyote vimeunganishwa pamoja.

Maelezo ya jumla ya jinsi vifaa vinavyofanya kazi:

• DHT11 hupima unyevu wa hewa kwa% na joto katika ° C. Mawasiliano nayo hushughulikiwa na bu ya I2C.
• BH1750 hupima kiwango cha mwangaza katika lux. Mawasiliano hushughulikiwa na basi ya I2C
• Sensor ya unyevu wa mchanga huunda ishara ya dijiti ambayo inabadilishwa na MCP3008 kuwa ishara inayoweza kusomeka ya Raspberry Pi
• Moduli ya LCD 16x2 inaonyesha anwani za IP kutoka kwa Pi, moja baada ya nyingine. Imeunganishwa na PCF8574a ambayo inapokea ishara kutoka kwa Raspberry Pi ambayo itaibadilisha kuwa ishara kadhaa kwa pini ndogo za onyesho. Pini za E na RS kutoka LCD zimeunganishwa moja kwa moja na Pi. Kinzani ya potentio huamua mwangaza wa skrini.
• Pampu ya maji imeunganishwa na relay iliyo kati yake na ni usambazaji wa umeme wa 220V / tundu. Raspberry Pi inaweza kutuma ishara kwa relay ili kufunga mzunguko wa umeme na kuwasha pampu.
• Kamba ya LED imeunganishwa na usambazaji wa umeme wa 12V na TIP 50 (NPN transistor) ambayo inabadilisha umeme wa sasa. Kinzani ya 1k Ohm hutumiwa kuzuia nguvu inayotolewa kutoka kwa Raspberry Pi, vinginevyo itakuwa ya kukaanga crispy ya ziada.

Hatua ya 3: Andaa Raspberry Pi

Ikiwa bado huna moja, utahitaji kuweka moja ya picha za Raspberry Pi OS kwenye kadi ya SD. Sipendekezi kutumia Lite, kwani hii ilinisababishia maswala mwanzoni. Baadaye utalazimika kuhakikisha Pi yako imesasishwa kwa kutumia amri zifuatazo wakati Pi imeunganishwa kwenye wavuti:

1. Sudo apt-pata sasisho
2. sasisho la kupata apt

Baada ya hapo unaweza kuwezesha au kusanikisha vifurushi vya mradi kufanya kazi, ama kupitia raspi-config au amri.

• SPI
• I2C
• MySQL: hatua inayofuata
• SocketIO: bomba funga chupa-socketio

Baada ya usanidi, unaweza kuongeza faili muhimu ambazo zimeandikwa katika html, CSS, Javascript na Python. Nambari yangu yote inaweza kupatikana kwenye hazina yangu ya github.

Hatua ya 4: Mfano wa Hifadhidata - MySQL

Hapo juu unaweza kuona mchoro wa ERD ambao umeshikiliwa kupitia MariaDB. Ninapendekeza kufuata mwongozo huu wa usanikishaji wa MariaDB, sio tu kufunga MariaDB, lakini pia kuhakikisha kuwa Pi yako inalindwa.

Kwa watu ambao wangependa kuelewa, hifadhidata inafanya kazi kama ifuatavyo:

Vipimo na toggles za actuator zinahifadhiwa kama safu ndani ya meza ya Metingen.

• metingId = Kitambulisho cha safu ya upimaji / kugeuza
• deviceId = ID ya kifaa kinachohusika na safu mlalo kwenye jedwali

• waarde = thamani ya kipimo cha sensorer au kugeuza actuator

  • sensor: thamani ya kipimo katika vitengo vinavyolingana
  • watendaji: 0 = OFF na 1 = ON
• commentaar = maoni yaliyotumiwa kuongeza habari ya ziada, kama makosa
• datum = tarehe na wakati ambapo kipimo / kugeuza kulitokea

Mipangilio ya kifaa imehifadhiwa ndani ya Mipangilio.

• kuwekaId = Kitambulisho cha safu hii na thamani ya kuweka
• kifaaID = ID ya kifaa / sensa inayolingana
• waarde = thamani ya mpangilio
• aina = aina ya makazi, ni kiwango cha juu au kiwango cha chini?

Mwishowe, meza ya Vifaa inashikilia habari juu ya sensorer na watendaji.

• deviceId = ID ya kifaa kwenye jedwali hili
• naam = jina la kifaa / sehemu
• merk = chapa
• prijs = bei ya sehemu hiyo
• beschrijving = muhtasari wa sehemu hiyo
• eenheid = kitengo cha maadili yaliyopimwa
• typeDevice = inabainisha ikiwa sehemu hiyo ni sensa au kitendaji

Hatua ya 5: Mbele: Kuweka Mtandao

Pi itakuhitaji usanidi seva ya wavuti ya Apache ili kuendesha seva ya wavuti ya kifaa hiki. Hii inaweza kufanywa kwa amri ifuatayo:

Sudo apt-get kufunga apache2.

Mara hii itakapofanyika, unaweza kwenda kwenye folda: / var / www / html. Hapa utahitaji kuweka nambari yote ya mbele. Baadaye, unaweza kupata wavuti kwa kuvinjari kwa anwani ya IP.

Hatua ya 6: Backend

Ili kuendesha backend, utahitaji kuendesha faili ya app.py, iwe kwa mikono au kwa kuunda huduma kwa Pi ili iweze kuanza kiatomati.

Kama unavyoweza kugundua, kuna faili kadhaa. Nilitenganisha nambari kadri nilivyoweza kuwa na muhtasari wazi na upangaji wa nambari.

Maelezo mafupi:

app.py: Faili kuu ambapo hifadhidata, nambari ya maunzi na nambari ya backend imejiunga

config.py: Faili ya usanidi wa hifadhidata ya Kumbukumbu

Hifadhi: Kwa ufikiaji wa hazina ya data

• Msaidizi

  • devices_id: madarasa ya kusaidia kutambua habari ya kifaa kwenye hifadhidata
  • lcd: kuendesha PCF na LCD
  • Actuators: madarasa ya kuendesha watendaji
  • Sensorer: madarasa ya kuendesha sensorer

Hatua ya 7: Kuweka Ukanda wa LED

Nilikata kipande cha ukanda wa LED na nikaunganisha juu ya sanduku la chafu. Kamba nililotumia linaweza kukatwa katika nafasi nyingi na kuunganishwa tena, kwa hivyo unaweza kuweka vipande kadhaa na kuwaunganisha tena baadaye kupitia waya, ikiruhusu nafasi zaidi kuwashwa.

Hatua ya 8: Kuweka Mirija

Mirija inaweza kuwekwa kwa njia kadhaa, lakini kwa upande wangu niliiunganisha upande wa chini, naiweka mbali na vifaa vingine vya elektroniki iwezekanavyo na kuruhusu maji yatiririke ndani ya uchafu.

Hatua ya 9: Kuweka LCD

Nilikata nzima kwenye kifuniko cha sanduku la makutano na kitambaa cha mbao, na kuunda ufunguzi mkubwa wa kutosha kwa onyesho, lakini ndogo kwa kutosha ili PCB ibaki nyuma yake. Baadaye, ilikuwa imeshikamana na kifuniko kwa kutumia skews.

LCD inaonyesha anwani za IP za Raspberry Pi, na kuifanya iweze kujua ni anwani ipi unayoweza kutumia kutiririka kwenye wavuti.

Hatua ya 10: Kuweka Sensorer na Kuunganisha Ukanda wa LED

Kutumia mipango ya kugandisha, niliunganisha unganisho kati ya waya na kuweka vipinga ndani ya waya, nikitumia mirija ya kupunguza joto kuwatenga.

Mashimo yalikatwa pande za kifuniko cha chafu na chini ili kushikamana na swivels, ambayo kupitia mimi nilivuta waya kwa sensorer na ukanda wa LED.

Niliweka waya kwa kazi. Mvutano kutoka kwa waya na mirija yenyewe ilishikilia sensorer. Ilinibidi tu kutumia gundi kwenye waya kwa DHT11 kwani hii iliongezeka zaidi.

Hatua ya 11: Wiring Up Pi

Nilikata mashimo kando ya sanduku la makutano ili kuruhusu waya zipitie baadaye.

Baada ya hapo, niliweka ubao wa mkate (na T-cobbler, PCF8574a, MCP3008, upinzani unaoweza kubadilishwa na TIP50), relay na Raspberry Pi chini ya sanduku la makutano, ambalo lilikuwa limefunikwa na mkanda wa bata wa pande mbili. Ugavi wa umeme haukutoshea kwenye ubao wa mkate, kwa hivyo ilibidi niuweke pembeni na nikatumia waya za kuruka kuungana na ubao wa mkate.

Mwishowe nilivuta adapta, sensorer na waya za actuator kupitia mashimo yaliyounganisha waya kwenye ubao wa mkate, Raspberry Pi na vifaa vingine. Waya wa pampu ilikatwa wazi ili niweze kuweka ncha ndani ya relay ili iweze kutumika kama swichi.

Hatua ya 12: Kutengeneza Kontena la Maji

Nilitengeneza kontena la maji kutoka chupa ya 1l ya maji ya plastiki kwa kukata juu na mkataji wa sanduku na kuipaka rangi kwa muonekano mzuri. Kisha pampu ya maji iliwekwa ndani. Sababu ya sheria ya vyombo vya mawasiliano, maji yanaweza kutiririka kupitia bomba peke yake, lakini kushikilia bomba juu kunatatua suala hilo.

Hatua ya 13: Matokeo ya Mwisho

Wakati ambao umekuwa ukingojea. Sasa unaweza kuweka uchafu na mbegu ndani ya sanduku la chafu na uiruhusu kifaa kuchukua nafasi. Unaweza kufuatilia hali ya kifaa kutoka kwa wavuti na uweke maadili bora ya taa na hali ya mchanga.

Ninapendekeza kumwagilia mchanga kwanza kwa mikono, kwani uchafu mwingine unaweza kuwa kavu sana mwanzoni. Pampu zingine pia zinaonekana kumwagilia polepole, lakini unahitaji kuwa mwangalifu sana kwani itajaza kwa kasi zaidi ndipo ungetarajia. Kueneza kwa zaidi ya 80% kunaweza kufanya ardhi iwe mbaya sana. Na hakikisha sensa ya unyevu wa mchanga ni ya kutosha.