MAG (miniaturowa szklarnia automatyczna): 9 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Moja matka jest przez większość czasu bardzo zajęta. Więc chciałem jej pomóc, automatyzując jej szklarnie. W ten sposób może zaoszczędzić trochę czasu, ponieważ nie będzie musiała podlewać roślin.

Uda mi się to osiągnąć dzięki MAG (miniaturowy automatyczny ogród). Jak sama nazwa, MAG to miniaturowy projekt, który można rozbudować o większe szklarnie. MAG to zautomatyzowany system monitorowania ogrodnictwa, który odczytuje i wysyła dane z różnych czujników do serwera WWW działającego na Raspberry Pi. Użytkownik będzie mógł monitorować swoje rośliny na stronie internetowej. Koncepcja ta jest opracowywana jako końcowy projekt w pierwszym roku technologii multimedialnej i komunikacyjnej w Howest Kortrijk w Belgii.

Krok 1: Materiały

Aby zbudować ten projekt, będziesz potrzebować następujących elementów:

Elektronika:

1. Raspberry pi 4 - zestaw2. Raspberry pi T-szewc3. Deska do krojenia chleba4. Złącza męskie-męskie5. Złącza męsko-żeńskie6. LM35 (czujnik temperatury)7. 4x czujniki wilgoci8. DHT119. MCP300810. Potencjometr (do sterowania, nie jest konieczny)11. Wyświetlacz LCD firmy SunFounder12. 4x Bezszczotkowa pompa wodna 12V13. Fajki wodne14. Adapter 12V15. 4x przekaźnik 5V

Obudowa:

1. Akwarium2. Deski drewniane3. Solidny okrągły pręt z żelaza4. Gwoździe5. Śruby6. Aquaplan podkład do dachu

Narzędzia:

1. Młotek2. Piła3. Śrubokręt4. Wiertło5. Pilnik do drewna6. Pistolet do klejenia7. Pędzel do malowania8. Zgrzewarka9. Urządzenie sprzedające

W poniższym pliku Pdf możesz zobaczyć pełny cennik z linkami do części.

Krok 2: Tworzenie szklarni

Na załączonych zdjęciach znajdziesz potrzebne wymiary desek. Najpierw znajdziesz obrazki z pomiarem, na nich znajdziesz numer (pod nim będą dodatkowe informacje z odpowiednim numerem). Istnieje również kilka dostarczonych obrazów, jak to będzie wyglądać.

Numery od 1 do 4 dotyczą obudowy i po ich wycięciu można je połączyć, wbijając gwoździe w otwory.

Dodatkowa płytka o numerach 5 + 6 to wieczko, które można umieścić nad komorą na pi.

Uwagi:

Środek otworów na wszystkich deskach znajduje się w odległości 0,8 cm od krawędzi (szare linie, patrz zdjęcie z numerem jeden jest odniesieniem). Otwory wywiercono 2mm śrubą do drewna.

1.: To jest dolna płyta. Po lewej stronie masz 64 cm między 2 otworami. Dotyczy to odległości między otworami a krawędziami po lewej i prawej stronie. Górna płyta ma kwadrat o wymiarach 2 cm x 2 cm w celu przepuszczenia kabli zasilających. Dolna deska ma wycięcie o wymiarach 8 cm x 2,5 cm w celu ustawienia wyświetlacza LCD.

2.: To są najdłuższe boki i będziesz potrzebować 2 z tych desek. Na górze masz 2 wycięte kawałki 3mm x 10mm. Będzie on później używany do prowadzenia kabli czujnika wilgoci.

3.: To są najkrótsze boki i będziesz potrzebować 4 takich desek.

4.: To są skrzyżowania dla pojemnika na rośliny, będziesz potrzebować 2 takich desek. Będziesz musiał usunąć biały kawałek, jak pokazano, aby można było wsunąć te 2 w siebie

Krok 3: Zakończ sprawę szklarni

Teraz, gdy wszystko jest zmontowane razem, upewnimy się, że przegrody na rośliny są wodoodporne. Robimy to, aby upewnić się, że woda nie wycieknie, na wszelki wypadek. Za pomocą pędzla pomaluj przedziały, jeśli chcesz, możesz dodać drugą warstwę po wyschnięciu.

Następnym krokiem jest spawanie metalowych prętów na środku, więc kończymy na krzyżu. Metalową ramkę nałożymy na obudowę po wywierceniu 4 otworów, po jednym na każdym końcu, jak na obrazku. Upewnij się, kiedy wkładasz, że wszystkie 4 boki są równe.

Na koniec zrobimy nacięcie z każdej strony komory. Zrób to tak, aby rury wodociągowe mogły spoczywać w środku. Dodaj mały kawałek drewna na wierzchu, aby utrzymać go na miejscu. Upewnij się, że podczas nakładania tego kawałka drewna nadal możesz łatwo wyjąć fajkę wodną i włożyć ją z powrotem w razie potrzeby.

Krok 4: Oprogramowanie na Raspberry Pi

Aby mój kod działał (do którego link poniżej) będziesz musiał zainstalować kilka pakietów i bibliotek. Pierwszą rzeczą, która jest potrzebna, jest aktualizacja Pi.

Najpierw zaktualizuj listę pakietów systemu, wpisując następujące polecenie: sudo apt-get update.

Zaktualizuj wszystkie zainstalowane pakiety do ich najnowszych wersji za pomocą następującego polecenia: sudo apt-get dist-upgrade.

Jeśli system nie poprosi o ponowne uruchomienie, wykonaj 'sudo reboot'. Ma to na celu upewnienie się, że wszystko zostało poprawnie skonfigurowane.

Po zainstalowaniu pakietów będziesz musiał zainstalować kilka bibliotek:

• sudo pip3 install -- uaktualnij setuptools
• sudo apt-get zainstaluj python3-flask
• sudo pip zainstalować -U kolby-cors
• sudo pip zainstaluj kolbę-socketio
• sudo apt-get zainstaluj rpi.gpio
• sudo pip3 zainstaluj Adafruit_DHT

Kiedy skończysz, wykonaj 'sudo reboot'.

Krok 5: Tworzenie obwodu

W kroku 2 zrobimy obwód dla tego projektu. To absolutne minimum, którego potrzebujesz, jeśli chcesz, aby działało. Użyj tabeli fryzowania i schematu, aby wykonać kopię obwodu. Tutaj potrzebujesz wszystkich materiałów elektrycznych z kroku 1.

Informacje o obwodzie:

Mamy 5 czujników podłączonych do MCP3008, które są lm35 dla temperatury wewnętrznej i 4 czujniki wilgotności gleby. DHT11 do pomiaru temperatury i wilgotności na zewnątrz, a na koniec przełącznik pływakowy wody, aby sprawdzić, czy w zbiorniku jest wystarczająca ilość wody.

Czujnik wilgotności gleby ma wyjście analogowe i wykorzystuje pin GPIO na Raspberry Pi.

Dodatkowy:

Zaimplementowałem również wyświetlacz LCD, który ułatwi później podłączenie do Raspberry Pi bez konieczności łączenia się z laptopem. Nie jest to konieczne, ale jest wysoce zalecane.

Przed zlutowaniem wszystkiego razem wykorzystałem swoją płytkę prototypową, aby połączyć wszystko razem i przetestować czujniki, aby upewnić się, że wszystko działa.

Krok 6: Utwórz bazę danych

Bardzo ważne jest przechowywanie danych z czujników w zorganizowany, ale także bezpieczny sposób. Dlatego zdecydowałem się przechowywać moje dane w bazie danych. Tylko w ten sposób mogę uzyskać dostęp do tej bazy danych (za pomocą konta osobistego) i utrzymać ją w porządku. Na powyższym obrazku znajduje się mój schemat ERD.

Możesz zobaczyć mój diagram ERD powyżej, połączę również plik zrzutu, abyś mógł sam zaimportować bazę danych. Dzięki tej bazie danych będziesz mógł pokazać wiele rzeczy, takich jak:

• Temperatura w pobliżu i nad roślinami
• Wilgotność w pobliżu roślin
• Wilgotność gruntu każdej rośliny
• Sprawdź, czy pompa jest włączona dla instalacji
• Itp..

W załączeniu do tego kroku znajdziesz mój zrzut Mysql. Możesz więc łatwo go zaimportować. Pobierz zrzut MySQL.

Krok 7: Strona internetowa

Chciałem mieć możliwość monitorowania roślin, więc stworzyłem stronę internetową, aby pokazać mi te dane. Za pośrednictwem strony internetowej będziesz mógł sprawdzić instalacje, a także osobno włączać/wyłączać pompy.

Podczas uruchamiania Pi rozpocznie się uruchamianie mojego skryptu Pythona. Zadbamy o to, aby dane były wyświetlane na stronie. Zgodnie ze skryptem pi będzie odczytywać dane z czujników co godzinę i umieszczać je w bazie danych. Strona jest również responsywna, więc można ją otworzyć na urządzeniu mobilnym.

Mój kod można znaleźć na githubie tutaj.

Krok 8: Pisanie backendu

Teraz nadszedł czas, aby upewnić się, że wszystkie komponenty działają. Więc napisałem trochę kodu w Pythonie i wdrożyłem go na raspberry pi. Możesz znaleźć mój kod na Github.

Do programowania kodu wykorzystałem Visual Studio Code. Kod jest napisany w html, CSS, javascript i python (Flask)

Krok 9: Umieść wszystko w etui

Po pomyślnym zakończeniu wszystkich kroków, możesz zacząć wkładać wszystko do etui. W tym celu gorąco polecam zlutować elementy razem, aby nie mogły zostać przypadkowo odłączone.

Przekaźniki przykleiłem na kawałku drewna, żeby nie zwisały luzem w obudowie. Pompki też przykleiłem do zbiornika, żeby się nie luzowały. Radzę też przykleić czujnik DHT11 na górze ramy.