Pixie - ļaujiet savam augam gudri: 4 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Pixie bija projekts, kas izstrādāts ar mērķi padarīt mūsu mājās esošos augus interaktīvākus, jo lielākajai daļai cilvēku viens no izaicinājumiem, kas saistīti ar augu mājās, ir zināt, kā par to rūpēties, cik bieži mēs laistām, kad un cik daudz saules pietiek, utt. Kamēr sensori strādā, lai iegūtu augu datus, LED displejs, kas apzināti pikselēts (līdz ar to nosaukums Pixie), parāda pamata izteiksmes, kas norāda uz auga stāvokli, piemēram, prieks laistīšanas laikā vai skumjas ja temperatūra ir pārāk augsta, tas norāda, ka tā jānogādā vēsākā vietā. Lai padarītu pieredzi vēl interesantāku, ir pievienoti citi sensori, piemēram, klātbūtne, pieskāriens un spilgtums, kas pārvēršas citos izteicienos, kas liek domāt, ka tagad jums ir jārūpējas par virtuālu mājdzīvnieku.

Projektam ir vairāki parametri, kuros ir iespējams pielāgot katra gadījuma robežas un vajadzības, ņemot vērā augu daudzveidību, kā arī dažādu zīmolu sensorus. Kā mēs zinām, ir augi, kuriem nepieciešams vairāk saules vai ūdens, bet citi var dzīvot ar mazāk resursu, piemēram, kaktusi, piemēram, šādos gadījumos parametru noteikšana ir obligāta. Visā šajā rakstā es iepazīstināšu ar darbību un pārskatu par to, kā izveidot Pixie, izmantojot nelielas zināšanas par elektroniku, tirgū viegli atrodamām sastāvdaļām un 3D drukas korpusu.

Lai gan tas ir pilnībā funkcionāls projekts, pastāv pielāgošanas un uzlabojumu iespējas, kas tiks parādītas raksta beigās. Es labprāt atbildēšu uz visiem jautājumiem par projektu šeit komentāros vai tieši uz manu e -pastu vai Twitter kontu.

Piegādes

Visas sastāvdaļas ir viegli atrodamas specializētos veikalos vai vietnēs.

• 1 MCU ESP32 (var izmantot ESP8266 vai pat Arduino Nano, ja nevēlaties sūtīt datus internetā)

  Es izmantoju šo modeli projektam

• 1 LDR 5mm GL5528
• 1 PIR elements D203S vai līdzīgs (tas ir tas pats sensors, ko izmanto SR501 vai SR505 moduļos)
• 1 DHT11 temperatūras sensors

• 1 Augsnes mitruma sensors

  Dodiet priekšroku pretestības vietā izmantot kapacitatīvo augsnes sensoru, šis video labi izskaidro, kāpēc

• 1 LED matrica 8x8 ar integrētu MAX7219

  Es izmantoju šo modeli, bet tas varētu būt līdzīgs

• 1 rezistors 4,7 kΩ 1/4w
• 1 rezistors 47 kΩ 1/4w
• 1 rezistors 10 kΩ 1/4w

Citi

• 3D printeris
• Lodāmurs
• Griešanas knaibles
• Vadi ķēdes savienošanai
• USB kabelis barošanai

1. darbība: ķēde

Ķēdi var redzēt attēlā iepriekš, izmantojot maizes dēli, bet, lai to ievietotu korpusā, savienojumi ir jāpielodē tieši, lai aizņemtu mazāk vietas. Jautājums par izmantoto telpu bija svarīgs projekta punkts, es centos pēc iespējas samazināt platību, ko Pixie aizņems. Lai gan lieta ir kļuvusi maza, to joprojām ir iespējams samazināt, jo īpaši, izstrādājot šim nolūkam ekskluzīvu PCB.

Klātbūtnes noteikšana tika veikta, izmantojot tikai vienu PIR elementu, nevis pilnu moduli, piemēram, SR501 vai SR505, jo nebija nepieciešams integrētais taimeris un plašais darbības diapazons, kas pārsniedz piecus metrus. Izmantojot tikai PIR elementu, jutība samazinājās, un klātbūtnes noteikšana tiek veikta, izmantojot programmatūru. Sīkāku informāciju par savienojumu var redzēt šeit.

Vēl viena atkārtota problēma elektroniskajos projektos ir akumulators, šim projektam bija dažas iespējas, piemēram, 9 voltu vai atkārtoti uzlādējams akumulators. Lai gan tas bija praktiskāk, lietā bija nepieciešama papildu vieta, un es galu galā atstāju MCU USB izeju atklātu, lai lietotājs izlemtu, kā būs barošana, un atvieglotu skices augšupielādi.

2. darbība: 3D dizains un drukāšana

Kopā ar shēmu tika izstrādāts futrālis Pixie komponentu ievietošanai un izdrukāts uz Ender 3 Pro, izmantojot PLA. Šeit tika iekļauti STL faili.

Izstrādājot šo lietu, bija daži jēdzieni:

• Tā kā augu pods parasti atrodas uz galda, displejs ir novietots nedaudz noliekts, lai nezaudētu skata laukumu
• Izstrādāts, lai izvairītos no drukāšanas balstu izmantošanas
• Mudina detaļas nomainīt pret citām krāsām, lai padarītu produktu personalizētāku, maināmāku un pieguļošāku
• Temperatūras sensors ar atveri ārējai videi, lai nodrošinātu pareizāku nolasīšanu

• Ņemot vērā dažādus podu izmērus, Pixie uzstādīšanu rūpnīcā var veikt divos veidos

  • Caur stieni, kas piestiprināts pie zemes; vai
  • Izmantojot siksnu, kas aptin augu pot

Uzlabošanas punkti

Lai gan tas ir funkcionāls, dizainā ir daži punkti, kas ir jāmaina, piemēram, sienu izmēri, kas ir noteikti, lai izvairītos no materiāla zuduma un paātrinātu drukāšanu prototipa veidošanas laikā par 1 mm.

Armatūra ir jāuzlabo, pielietojot dizaina modeļus 3D drukāšanā, iespējams, būs jāpielāgo nūjas izmērs un statīva stiprinājums, lai pareizi nofiksētu gabalus.

3. darbība: kods

Kā programmētājs varu teikt, ka tā bija jautrākā darba daļa, domājot par koda strukturēšanu un sakārtošanu, bija nepieciešamas dažas stundas plānošanas, un rezultāts bija diezgan apmierinošs. Fakts, ka lielākā daļa sensoru izmanto analogo ieeju, radīja atsevišķu koda apstrādi, lai mēģinātu iegūt precīzāku nolasījumu, cenšoties pēc iespējas ignorēt viltus pozitīvos rezultātus. Iepriekš redzamā diagramma tika izveidota, izmantojot galvenos koda blokus, un tā ilustrē pamatfunkcijas, lai iegūtu sīkāku informāciju, iesaku apskatīt kodu vietnē

Ir vairāki punkti, kurus var mainīt, kas ļauj pielāgot Pixie, kā vēlaties. Starp tiem es varu izcelt:

• Sensora nolasīšanas biežums
• Izteicienu taimauts
• Maksimālā un minimālā temperatūra, apgaismojums un zemes robežas, kā arī sensoru slieksnis
• Parādiet katras izteiksmes gaismas intensitāti
• Laiks starp katras izteiksmes kadriem
• Animācijas ir atdalītas no koda, ļaujot tās mainīt, ja vēlaties

Aktivizētāji

Bija nepieciešams ieviest veidu, kā noteikt, kad darbība notiek reālā laikā, pamatojoties uz pēdējiem lasījumiem. Tas bija nepieciešams trīs zināmos gadījumos - laistīšana, klātbūtne un pieskāriens, šie notikumi jāaktivizē, tiklīdz tiek konstatētas ievērojamas sensora variācijas, un šim nolūkam tika izmantota cita īstenošana. Piemērs tam ir klātbūtnes sensors, jo analogā ieejā tika izmantots tikai PIR elements, nolasītās vērtības bieži mainās, un bija nepieciešama loģika, lai paziņotu, ka pastāv vai nav, kamēr temperatūras sensoram, savukārt, ir ļoti pietiek ar nelielām variācijām un tikai standarta vērtību nolasīšanu, lai pielāgotu Pixie uzvedību.

4. solis: projektējiet nākamās darbības

• Kļūstiet par IoT ierīci un sāciet sūtīt datus uz platformu, izmantojot MQTT
• Lietotne parametru un varbūt izteicienu pielāgošanai
• Lai pieskāriens darbotos, pieskaroties augam. Es atradu lielisku piemēru Touche līdzīgam projektam par Instructables
• Iekļaujiet akumulatoru
• Izstrādājiet PCB
• Izdrukājiet visu vāzi ne tikai Pixie korpusam
• Iekļaujiet projektā pjezo, lai atskaņotu skaņas atbilstoši izteiksmēm
• Paplašiniet Pixie “atmiņu” ar vēsturiskiem datiem (pārāk ilgs laiks, neatklājot klātbūtni, var radīt skumju izteiksmi)
• UV sensors, lai precīzāk noteiktu saules iedarbību