Oasis ya Mradi: Terrarium ya Sauti: Hatua 9 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Mradi Oasis ni Sauti Terrarium ambayo unaweza kuzungumza nayo. Ni mfumo wa kutosha wa mazingira ambao huiga nje ya hali ya hewa lakini ndani ya sanduku. Unaweza kuuliza terriamu juu ya 'Hali ya Hewa huko Seattle' kama jibu ambalo linaweza kuanza kumwagika ndani ya sanduku. Terrari pia inaweza kutoa mawingu, ukungu au kubadilisha taa ili kuwakilisha hali zingine za hali ya hewa.

Hatua ya 1: Hamasa

Njia ya mazungumzo yetu na maumbile ni ya kuona na anuwai, tofauti na kile tunachofanya na teknolojia leo. Hali ya hewa kwenye simu au kompyuta haziombi hisia sawa na kuona au kuhisi hali ya hewa. Nilifikiria juu ya hii wakati wangu kwenye Google Lab Lab na kuunda Mradi Oasis.

Ni eneo ambalo unaweza kuzungumza nalo ukitumia Mratibu wa Google. Unaweza kuiuliza itengeneze hali fulani au ikuonyeshe hali ya hewa mahali maalum. Jaribio hili linapanua mazungumzo yetu na teknolojia na ulimwengu wa asili. Tunaishi kati ya maumbile na teknolojia na kwa jadi tunawaangalia kama ulimwengu mbili tofauti. Oasis ni mazungumzo ya kiikolojia lakini kwa njia ya asili; haijasanidiwa wala machafuko. Zifuatazo ni hatua za jinsi ya kuunda moja ya maeneo yako ya kazi.

Hatua ya 2: Utaratibu Mkuu

Terrari kama ilivyoelezwa inaunda mvua, ukungu na hali nyepesi. Juu ya terrarium ina LEDs, Tray ya Mvua pamoja na boma ndogo na resonators za kauri zinazowasiliana na maji. Diski hizi ndogo zinasikika kwa ~ 1-1.7Mhz ili atomize maji kwa kile kinachoonekana kama ukungu.

Chini ya terrarium kuna pampu mbili za umeme na vifaa vingine vya elektroniki. Hifadhi chini ya terrarium inashikilia maji ya ziada. Maji yanasindikwa / kubanwa na yanasukumwa hadi kwenye tray ya mvua kwa kutumia moja ya pampu za kimya za kimya.

Hatua ya 3: Ubunifu wa Ufungaji

Unganisha na CAD

Orodha ya Zana / Vifaa:

1. Karatasi za Acrylic / Plexiglass 0.25 "nene (24" x 18 "- Qty: 4)
2. Gundi ya Acrylic
3. Weka Drill na 1/4 "na uhitimu bits chini
4. Kupima Tape + Calipers
5. Gundi ya Epoxy (~ 15min wakati mzuri)
6. GE Sealant kwa kuzuia maji
7. Futa Vipimo vya PVC 1/4 "OD + Viunganishi vya Barbed

Miongozo ya muundo wa terriamu hii ni rahisi na sio sheria ngumu na haraka. Nilichagua kujenga moja ambayo ningeweza kuweka kwenye dawati langu au ambayo ingeonekana nzuri kwenye countertop. Kwa kuongezea, nilikuwa na wazo la jumla juu ya nafasi ambayo umeme wangu, mimea na hifadhi ya maji itachukua. Niliamua kwa eneo lote kuwa H: 15 "W: 6" L: 10"

Vipimo vya CAD katika takwimu hapo juu vinaonyesha kutengana kwa jumla; kwa upana umeme wa juu na chini unachukua urefu wa 4 "kila moja. Hifadhi inachukua 4" L chini na kuacha 6 "L kwa vifaa vya elektroniki (zaidi kwenye vifaa vya elektroniki baadaye).

Niliamua kutumia Acrylic / Plexiglass kwa toleo hili la terriamu kwani inapatikana kwa urahisi, rahisi sana kwa mashine kwenye laser na sehemu zinaweza kushikamana / kuunganishwa pamoja na saruji kadhaa za akriliki. Kioo au plastiki za uwazi ni wagombea wazuri kulingana na umbali gani unataka kwenda na sura, haswa ikiwa terriamu itakuwa na curves. Kwa kuongezea, toleo la mwanzo la plexiglass pia linapatikana katika duka nyingi, kwa hivyo bado inaweza kuiacha kama chaguo bora.

Niliunda mfano wa 3D kwa terrarium yangu katika Fusion 360, kwa sababu tu nilitaka kuipiga risasi. Faili za CAD za mradi huu zimeambatanishwa na hatua hii. Nilibandika michoro yote kupata faili za Mashine ya Laser na mchakato wa kawaida wa utaftaji wa laser unafuata. Sanidi laser (Epilog katika kesi yangu), Fungua faili kwenye Corel Chora na uendeshe machining.

Unapaswa kuwa na sehemu za akriliki zinazohitajika kwa mkutano uliofungwa sasa. Rejea CAD na kwenda kutoka chini kwenda juu, unganisha sehemu hizo na saruji ya akriliki pamoja kupata sanduku, na kiunzi juu / chini. Tumia calipers na kitanda cha rula (kwa kuwa sanduku lako ni wazi) kama mwongozo wa mchakato rahisi wa kusanyiko.

Hatua ya 4: Ubunifu wa Elektroniki

Orodha ya Vipengele / Elektroniki:

1. Ugavi wa Nguvu ya 5V / 10A (Qty: 1)
2. 3V-35V Boost Converter (Qty: 2)
3. 12V DC Dosing Peristaltic Pump (Qty: 1)
4. 2200 mL / min Bomba la Peristaltic (Qty: 1)
5. Icstation 20mm Disc Discs freq = 113KHz, na bodi za dereva (Qty: 2)
6. Ukanda wa LED wa RGB (Qty: 1)
7. 18 AWG na 24 AWG waya iliyowekwa
8. Umbo la waya 1/4"
9. Raspberry Pi 3 + Google Voice Hat (unahitaji tu kofia ya sauti + kipaza sauti hapa na sio spika yenyewe)
10. Arduino Nano na kebo ya Mini USB
11. ~ 3-24V-Mzigo wa Voltage Kupitia Role SSR Relays
12. Nusu ya Ukubwa wa Ulinzi

Utahitaji pia usambazaji wa umeme wa kutofautisha, multimeter, chuma kinachoimarisha na bunduki ya moto ya gundi kupitia mchakato huu wote.

Kumbuka: Hii ni mfano wa haraka na kuna njia mbadala bora kwa baadhi ya vifaa na unganisho. Ikiwa unajua unachofanya, jisikie huru kubadilisha na njia mbadala zinazofaa.

Nilibadilisha pato moja la 5V / 10A kwa usambazaji wa pato la dawa kwa kuvua kuziba na kuongeza nyaya zangu zenye waya nyingi kwa vifaa vya kibinafsi.

• Laini ya 5V ya bodi za dereva za Icstation
• Laini ya 5V ya RGB za LED
• Mstari wa 5V wa Raspberry Pi 3
• Mstari wa 12V (kutofautisha kupitia Boost Converter) kwa dosing peristaltic pampu
• Laini ya 24V (inayobadilika kupitia Boost Converter) kwa kiwango cha juu cha mtiririko wa pampu ya mvua

Nilichukua mistari ya kibinafsi na kuziweka pamoja katika waya wa waya kwa sura nzuri. Niliongeza pia kofia kwenye laini ya 5V kuzuia viboko vya nguvu kwani hiyo inaunganisha Raspberry Pi moja kwa moja.

Uunganisho wa kimsingi:

Niliunganisha moja ya laini za 5V moja kwa moja kwa Raspberry Pi - nyuma ya bodi kwa PP1 na PP6 ili usitumie kebo ya usb mini kwa sababu ya nafasi ndogo. Pi ina Kofia ya Sauti ya Google iliyokaa juu yake. Nilichukua programu ambayo tayari nilikuwa nayo ya kubadili serial na kuipeleka kwa Arduino Nano. Nano hii imeunganishwa na Pi 3 kupitia kebo fupi ndogo ya USB. Arduino Nano ina unganisho na protoboard ya kuzima tena / kuzima ambayo kwa hiyo nguvu pampu / mtengenezaji wa ukungu amewasha / kuzima.

Protoboard ina relays tatu na 5V, 12V na 24V laini za kupakia kila moja. Kila relay pia imeunganishwa na pini tofauti kwenye Arduino (D5, D7 na D8). Rejelea mchoro wa kupeleka tena juu ya jinsi ya kuweka waya kwenye anwani kwa hatua kadhaa za kubadili. A1 / A2 itakuwa mistari kutoka Arduino wakati 13+, 14 itakuwa mistari yako kukamilisha mzunguko wa mzigo. Ninatumia relays kwa kujitenga vizuri lakini unaweza kuzibadilisha na transistors pia. Kumbuka kuwa na msingi wa kawaida kati ya mzigo na Arduino kwa mzunguko wa kufanya kazi.

Resonators za kauri

Resonators / piezos za kauri huja na bodi ya dereva kila moja ambayo unaweza kuangalia moja kwa moja kwenye usambazaji wa umeme wa kutofautiana. Uso wa juu wa kauri lazima uwasiliane na maji ili kuunda ukungu. Mara tu bodi za dereva zikijaribiwa, waya waya moja kwa moja na laini ya umeme ya 5V, na upeanaji kati (kama hapo juu). Wakati relay imewashwa na mzunguko umekamilika, utaona maji yakibadilishwa kuwa ukungu.

LEDs

LED za Neopixel kutoka Adafruit zinadhibitiwa moja kwa moja na laini ya kudhibiti kwenda Arduino, bila kutumia upeanaji wowote. Nilikata ukanda huu mrefu katika sehemu nyingi za ~ 15 za LED kila moja. Rejea ukurasa huu juu ya jinsi ya kukata na kuunganisha hizi LEDs. Baada ya kuunda sehemu nyingi za LED (kama inavyoonekana pia kwenye picha), niliweka kifuniko cha silicone na nikaongeza gundi moto kwenye ncha ili kuzuia kila kitu. Niliweka sehemu za kibinafsi chini ya tray ya mvua kwa usambazaji mzuri na hata taa.

Pampu za Peristaltic

Kama ilivyoonyeshwa hapo awali, katika pampu hii kuna pampu mbili za ukuta. Peristaltic ya kipimo hutoa maji kidogo tu kwa jenereta ya ukungu. Hifadhi ya ukungu ina resonators mbili za kauri zinazowasiliana na maji, lakini maji hayamalizi haraka sana. Kama matokeo, pampu hii haifanyi kazi mara nyingi kujaza hifadhi ya ukungu na maji. (Kwa kweli, hata niliishia kuiondoa kutoka kwa nambari na kuijaza tu hifadhi ya kutuliza kwa mikono wakati mwingine kwa kuinua kifuniko cha juu cha terriamu)

24V, 2200mL / min peristaltic kwa upande mwingine hutumiwa kwa mvua na kwa hivyo huchaguliwa kwa ujazo huu wa juu. Wakati 24V yenyewe itazalisha ni kiwango cha juu sana cha mtiririko wa terriamu, unaweza kubadilisha voltage kwenye Boost Converter ili kubadilisha kiwango cha mtiririko wa pampu hii kuwa mpangilio mzuri.

Hatua ya 5: Mkutano na Upimaji

Mkutano

Kuchimba visima

Elektroniki (pampu 2 za Peristaltic, RPi + Kofia ya Sauti / Maikrofoni, Nano, Bodi za Dereva za Piezo, Relay Protoboard) hukaa chini 6 "L ya terriamu. Nilikwenda kwa mkutano kutoka chini hadi juu kulingana na mfano wa 3D. Drill mashimo mawili (takriban 1/4 "kila moja) nyuma ya sehemu za chini za elektroniki - moja ya mashimo ni kwa laini za nguvu za vifaa vyote wakati nyingine ni kwa neli ya pampu za ukuta.

Piga shimo moja ukiacha 1/4 kutoka kifuniko cha juu ili kuruhusu neli ya maji ya mvua iingie. Toboa shimo lingine dogo kwa wiring ya LED itoke na kuingia Nano chini. Jaribu umeme wote mara ya mwisho kabla kuziweka ndani ya sanduku.

Uwekaji na kuzuia maji

Kwa sasa, sehemu zote za akriliki zinapaswa kuwa zimekwama mahali kutoka hatua ya Ubunifu wa Ufungaji. Weka umeme uliotajwa hapo juu kwenye kiunga cha chini na uweke kifuniko juu yake. Ni muhimu kuifunga kifuniko hiki kwa uangalifu ili iweze kuzuia maji. Kifuniko sio kifafa cha waandishi wa habari ndani ya sanduku, ili kutoa nafasi kwa gundi kutiririka kwa urahisi na kuziba mapungufu. Nilitumia Epoxy, nikamwaga juu ya pande za kifuniko na kuiruhusu ikimbie kwenye kiunzi kilichoundwa kushikilia kifuniko. Gundi inapaswa kukimbia na kuziba mapungufu kwa usawa. Ruhusu ikae kwa kuponya mara moja na pengine fanya safu nyingine ya uthibitisho wa maji na GE Sealant.

Mvua na Mkusanyiko wa ukungu

Mkusanyiko wa tray ya mvua na hifadhi ya ukungu (na rekodi za kauri chini yake) inapaswa kuwa wamekusanyika pamoja katika hatua ya muundo wa kiambatisho. LED zinapaswa pia kukwama chini ya tray ya mvua kutoka hatua ya awali na waya za resonators za kauri zinazotoka kwenye shimo husika juu / nyuma ya sanduku. Unaweza kuruhusu mkutano huu wa kutengeneza mvua + uketi kwenye kiunzi juu ya sanduku. Kabla ya kufunga kifuniko cha juu, leta neli ya pampu kupitia shimo lililobolewa hapo awali juu ya tray ya mvua kwa kusudi hili. Kata sehemu ndogo za neli na utumie viunganishi vyenye barbed kuunda vituo vingi vya usambazaji hata wa maji linapoingia kwenye tray. Mvua itakuwa na sura sare kwa njia hii katika terriamu. Unaweza kutumia chupa ya kusambaza maji ili kuongeza maji kwenye hifadhi ya ukungu kabla ya kuweka kifuniko cha kupima mara tu kila kitu kiko ndani ya sanduku.

Upimaji

Niliziba nguvu kwa kuwa inafanya RPi kuja mkondoni. Hapo awali ilikuwa imesanidiwa kuunganishwa na mtandao wa wifi yangu wa karibu. Ninaweza kuuliza mtandao kwa IP ya Pi, kufuatia ambayo ninatumia usambazaji wa skrini iliyojengwa kwenye Mac kuingia kwenye Pi. Hii inaniruhusu kujaribu na kuendesha vitu kwa mbali na sio lazima kuziba kebo ya HDMI kwenye sanduku. Ninatumia programu zangu zilizowekwa tayari (rejelea hatua ya Programu kwa programu zinazoendesha Pi / Arduino kwa vifaa tofauti) kujaribu kila kitu kiko mahali kabla ya kuelekea hatua zinazofuata.

Hatua ya 6: Ubunifu wa Terrarium (Mandhari ya Mazingira)

Hii labda ni sehemu ya kufurahisha zaidi ya mchakato mzima. Unapata kuwinda au kununua mimea! Nilizunguka katika vituo vya bustani vya karibu ikiwa ni pamoja na ile ya Bohari ya Nyumbani, maduka ya karibu ya mimea na hata nilitembea tu katika kitongoji changu ambacho kina nafasi nyingi za kijani kibichi. Kwa kuwa hali ya hewa ni ya unyevu, imefungwa na inabadilika sana ndani ya wilaya, nilikuwa najaribu kupata mimea ya hali ya hewa ya joto. Utahitaji vitu vifuatavyo kuwa na kitanda tayari kwa upandaji:

• Udongo Mweusi
• Perlite
• Kokoto
• Mkaa ulioamilishwa

Vichungi vya maji kupitia kitanda cha mchanga hadi kwenye hifadhi ili kusafirishwa kama mvua tena. Tumia waya mzuri (waya wa nyuzi za nyuzi mfano) kama msingi kabla ya kuweka kitanda cha mchanga. Weka mkaa ulioamilishwa kama safu ya chini zaidi kwenye terriamu. Hii inazuia ukungu kukua ndani ya terrarium na pia huweka harufu mbaya yoyote. Funika safu hii na changarawe ili maji iwe na safu nyingine ya kuchuja na uchafu hauendelei kupita kwa uhuru kwenye hifadhi. Changanya mchanga mweusi na perlite kwa uwiano wa 1: 1 ili uwe na media ya kweli yenye hewa na unyevu. Sasa uko tayari kupanda.

Kumbuka: Kuacha vitu hivi vyote kwenye sanduku bila kugusa kuta, nilitengeneza umbo linalofanana na faneli na karatasi na nikamwaga nyenzo kwenye sanduku kupitia ufunguzi huo na sio kuitupa moja kwa moja.

Nilikusanya magogo madogo na moss kutoka kwa shina la miti katika ujirani wangu na anuwai ya mimea ndogo ya kitropiki katika duka za mmea za hapa. Nilipata mti wa machungwa wa Bonsai ambao ulifaa mahitaji yangu ya muonekano na kitu ambacho kingeweza kuishi katika hali ya hewa ya hali ya juu huko Home Depot. Ninatumia moss ya Karatasi na moss zingine za Uhispania (zote hupatikana katika vituo vya bustani) kwa kuangalia asili ya kijani juu ya mchanga kwenye terrarium.

Kwa upande wa upandaji, mimi hutoka kwa ukubwa mdogo hadi mkubwa. Ninatumia kibano kuweka mimea ndogo na kuweka moss / magogo kwa mikono tu, kabla ya kufikia sura ambayo mwishowe nilifurahiya. Unapaswa kumwagilia mwangaza wakati mmoja wa terrarium na uiruhusu iketi kwa siku moja au mbili kwa mimea ili kusitawisha na kukuza mizizi kwenye kitanda hiki kipya.

Hatua ya 7: Programu

Maagizo haya kwa sehemu kubwa hutoka kwa github hapa na nambari yote. Bado nitawaacha hapa ili kukamilisha. Wakati ninatumia Msaidizi wa Google kama inavyoonekana kwenye video, terrarium pia Kofia ya Sauti ya Google iliyo na kipaza sauti kwenye terriamu yenyewe, ikisikiliza amri. Unaweza kuchagua kutumia tu Kofia ya Sauti ya HEWA kulingana na maagizo hapa.

Kabla ya kuanza

DialogFlow / Vitendo kwenye Google

Fuata hatua hapa ili kuunda wakala wa Dialogflow. Tunatumia dhamira ya kukaribisha ambayo inaruhusu mtumiaji kuanza kuzungumza na terriamu. Kuna malengo ya ziada kwa mtumiaji kuuliza juu ya hali ya hewa katika eneo fulani, wakati (kwa mfano: 'nionyeshe hali ya hewa huko Seattle') au uombe kitendo wazi (k.m: 'fanya mvua inyeshe')

Utahitaji kupeleka kazi zako za wingu ambazo zimepangwa kwa vitendo vya mtumiaji.

-> Fuata maagizo hapa ili kuwezesha kazi za wingu za moto wa moto. -> Hatua za kupeleka kazi kutoka CLI ziko chini ya Tumia Kazi zako na Firebase CLI kwenye kiunga sawa na hapo juu

Cloud PubSubSanidi mradi wa Cloud PubSub kama ilivyo kwenye kiungo hiki

Fuata hatua za kuunda mada. Tuliunda Mada inayoitwa 'Hali ya Hewa' katika mradi wetu, ambayo tuliongeza usajili wetu. Tunatumia tu usajili wa kuvuta katika mradi huu. Usajili ulikuwa terrarium iliitwa kama maelezo ya hali ya hewa

Kumbuka kitambulisho cha mradi huu kwani kitakusaidia kutumia mteja wa msikilizaji baadaye.

Fungua ufunguo wako wa API kutoka openweathermap.org. Ongeza ufunguo huu katika kazi za wingu ili kazi hizo ziweze kutazama seva za hali ya hewa wakati mtumiaji anauliza habari maalum

Sakinisha NodeJS kwenye RPi yako

Jinsi ya kuendesha moduli hizi

Upelekaji wa kazi ya Wingu la Dialogflow

Nenda kwenye saraka ya kazi zako na ufuate yafuatayo kwa mpangilio

$ npm kufunga

Kuingia kwa $ firebase

Init ya $ firebase

Na mwishowe endesha yafuatayo kupeleka kazi zako:

$ firebase kupeleka

Kiungo cha kazi zilizopelekwa kinakuwa URL ya wavuti ya Dialogflow. Cloud PubSub

Naivgate kwa saraka ya usajili.js & package.json faili na uendeshe npm kufunga kusanikisha utegemezi. Ukiwa tayari, endesha usajili wa nodi.js sikiliza-ujumbe wa hali ya hewa-undani ambapo maelezo ya hali ya hewa ni usajili uliounda kutoka hatua ya awali. Google Assistant / AIY Voice Kit test

Unaweza kutumia Nyumba ya Google au Kitanda cha Sauti cha AIY kuingiliana na terriamu. Usanidi wa programu hapo juu unabaki sawa kwa wote wawili.

Fuata maagizo hapa ili ujaribu na upeleke programu yako kwenye Mratibu wa Google. Kisha unaweza kutumia Msaidizi wa Google anayehusishwa na akaunti yako kwa kuongea nayo ili kusababisha terriamu na kuiuliza juu ya hali ya hewa.

Hatua ya 8: Endesha Terrarium

Kufuatia usanidi huu wote inaonekana kuwa ngumu lakini ni ya kufurahisha na inashiriki wakati unafanya kazi na mimea. Ikiwa imefanywa sawa, mwishowe unaweza kusema kitu kama

'Hei Google, hali ya hewa ikoje huko Seattle?', 'Haya Google, Ifanyie Mvua' n.k. na uone matokeo ya kichawi katika eneo lako.

Furahiya terriamu yako mpya na uionyeshe kwa marafiki wako!

Hatua ya 9: Wachangiaji / KUMBUKA

• Iliyotengenezwa na Harpreet Sareen na marafiki kwenye Google Lab Lab.
• Mradi huu unafuata Miongozo ya Jumuiya ya Chanzo wazi ya Google. Rejea hapa kwa leseni na miongozo mingine.
• Kumbuka: Hii sio bidhaa inayoungwa mkono rasmi ya Google.