Viedais iekštelpu zāļu dārzs: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Fusion 360 projekti »

Šajā pamācībā es jums parādīšu, kā es izveidoju savu gudro iekštelpu garšaugu dārzu! Man bija pāris iedvesmu šim projektam, pirmkārt, ka mani interesēja mājas Aerogarden modeļi. Turklāt man bija neizmantots Arduino Mega ar TFT skārienekrāna vairogu, kas tikko gadiem ilgi sēdēja manā elektronikas tvertnē. Es sapratu, kāpēc nemēģināt izveidot savu Aerogarden, piemēram, garšaugu dārzu, izmantojot Arduino, izmantojot šo papildu laiku, kas man ir karantīnas laikā! Es beidzot nedaudz papildināju projektu, jo katrai augsnes daļai pievienoju mitruma sensorus, taču līdz šim tas ir izrādījies noderīgs. Kopumā es nevarēju būt laimīgāks par to, kā viss izvērtās!

Es tikko pabeidzu šo projektu un 7.5.2020 stādīju dažas bazilika un maurloki. Šī pamācība ir publicēta 2020. gada 5. novembrī. Es ceru, ka nākamajā nedēļā augi sāks dīgt, un es noteikti atjaunināšu šo pamācību ar progresa augšanas attēliem

Šeit ir īss pārskats par dažām mana gudrā iekštelpu garšaugu dārza iezīmēm:

- Skārienekrāna displejs, kas parāda laiku, nedēļas dienu un datumu.

- četras 2,35 "x 2,35" x 2,33 "alikvotas augu stādīšanai. Alikvota paplāte ir ievietota baseinā, kas savāc visu ūdens novadīšanu un izolējas no elektronikas.

- LED iestatījums, kas ļauj lietotājam iestatīt vēlamo ieslēgšanās laiku un ilgumu. Turklāt lietotājs pēc izvēles var atspējot gaismas diodes ieslēgšanos.

- Mitruma sensora lapa, kas norāda, kura no 4 garšaugu alikvotām ir jālaista.

- Regulējama augšanas gaisma, kas lietotājam piešķir ~ 6-8 collas augstumu, kad augi sāk augt.

Ja vēlaties uzzināt, kā es izveidoju šo projektu, vai vēlaties to izveidot pats, lūdzu, sekojiet līdzi!

Piegādes

Elektronika:

- Arduino Mega 2560

- 2,8 collu TFT skārienekrāna vairogs

- 4x augsnes mitruma sensori

- 3x N-kanāla P30N06LE MOSFET

- 1x RTC DS3231 modulis

- LED gaismas josla

- 5V 2A barošanas avots

- CR1220 3V šūnu akumulators

- 3x 220 omi rezistori

- Perfboard

- DC mucas džeks

- Elektroinstalācija

Zāļu dārza stādītājs:

- Balts un melns 3D printera PLA pavediens (ja izvēlaties drukāt savu bāzi)

- Sarkanā ozola koka finieris

- plāns alumīnija lokšņu metāls (pēc izvēles)

- Spīdīga metāla aerosola krāsa un gruntējums

- koka apdare/traips

- Viena mēteļa poliuretāna apdare

Augsnes/garšaugu produkti:

- Garšaugu sēklas pēc jūsu izvēles

- Miracle Grow augsnes virskārta

Dažādi:

- elektriskā lente/gleznotāju lente

- karstās līmes pistole

- 3D printeris (pēc izvēles)

- Exacto nazis

- smilšpapīrs (~ 220 + smiltis)

- lodāmurs + lodēt

- ciānakrilāta superlīme

- Instrumenti (stieples griezēji, šķēres, adatas knaibles)

1. darbība. Elektronikas iestatīšana

Projekta elektronikas daļā būtībā ir 4 galvenās sastāvdaļas, kuru komponentu smadzenes ir Arduino Mega 2560. 1) TFT skārienekrāna vairogs. 2) RTC pulksteņa modulis. 3) augsnes sensori. 4) MOSFET tranzistori un LED sloksne. Šim projektam es izmantoju Mega, jo pēc skārienekrāna vairoga uzlikšanas uz Mega tas man sniedza papildu tapas. Katram no 4 galvenajiem komponentiem, kurus es uzskaitīju šim projektam, ir daudz pamācību, un es saistīšu dažus no izmantotajiem, kā arī sniegšu papildu informāciju, ar kuru es saskāros.

Lūdzu, skatiet manu Fritzing maizes dēli un shēmu, lai uzzinātu ķēdes pamata izkārtojumu. PIEZĪME. Fritzing nebija precīzu augsnes sensoru, ko es izmantoju savā projektā. Tiem, kurus izmantoju, bija arī LM393 salīdzinājuma ķēde, un es centos pēc iespējas labāk atkārtot vadus Fritzing attēlos. Plašāku informāciju par precīzu elektroinstalāciju skatiet zemāk, ja tā joprojām ir neskaidra.

1) Arduino Mega un 2,8 collu TFT skārienekrāns

Noderīgas saites:

Adafruit apmācība: Pamati vairoga savienošanai, atbilstošu bibliotēku instalēšanai un piemēru kodu darbināšanai.

Es uzskatu, ka es nopirku savu skārienekrāna vairogu no Adafruit un noteikti izmantoju viņu apmācību, lai palīdzētu sākotnējā iestatīšanā un piemēru kodu darbināšanā. Izņemot atbilstošu vairoga pievienošanu, tam tiešām nav daudz vairāk līdz kodēšanas daļai nākamajā solī. Tomēr viens svarīgs solis ir Vin tapas griešana uz vairoga, kas savienojas ar Arduino Vin tapu. Apgriežot šo tapu, jūs varat piekļūt tapām, lai nodrošinātu arduino barošanu no ārēja barošanas avota, tāpēc noteikti to dariet.

2) RTC pulksteņa modulis

Noderīgas saites:

Adafruit apmācība: atšķirīgs sadalīšanas dēlis, nekā es izmantoju savā projektā, bet tā pati DS3231 mikroshēma.

Reālā laika pulksteņa moduļa pievienošana Mega ir arī vienkārša. Viss, kas Jums nepieciešams, ir 5V, GND, SDA un SCL savienojumi. Savam projektam es savienoju SDA un SCL no pulksteņa līdz attiecīgi Mega 20 un 21 tapām. Es arī izmantoju Adafruit apmācību par pulksteņa inicializēšanu, bet vairāk par to nākamajā solī. Pagaidām vienkārši pabeidziet vadu, kā parādīts attēlā.

3) augsnes sensori

Noderīgas saites:

Instrukciju pamācība: Lietotājam mdabusaayed ir lieliska un vienkārša apmācība par šo sensoru izmantošanu!

Es faktiski pasūtīju šos sensorus pēc projekta elektronikas daļas uzsākšanas. Šo sensoru vietā sākotnējās pārbaudes laikā kā digitālās ieejas es izmantoju regulārus slēdžus, tāpēc tie ir manā agrīnajā maizes dēļa ķēdē. Kā atzīmē lietotājs, šos augsnes sensorus var izmantot kā digitālās ieejas VAI analogās ieejas. Tā kā es tikai vēlējos, lai šie sensori man pateiktu, vai augsne ir sausa vai nē, es izmantoju tikai to digitālās izvades tapas. Katram ir nepieciešams 5v un GND tapu savienojums, un es izmantoju Mega tapas 23-26, lai savienotu to digitālās izejas

4) tranzistori un RGB LED sloksne

Noderīgas saites:

Arduino LED gaismas sloksnes apmācība: Šīs saites ir viena un tā paša izveides projekta, kas parāda, kā izmantot MOSFETS un arduino digitālās izejas tapas, lai vadītu un RGB LED sloksni

Arduino LED gaismas sloksnes video:

Es paņēmu lētu RGB LED sloksni no FiveBelow, ko var darbināt no 5 V. Arduino digitālās izejas tapas nevar piegādāt pietiekami daudz strāvas sloksnei, kur sāk darboties MOSFETS. Saistītā apmācība izskaidro ķēdi daudz detalizētāk, nekā es varu, tāpēc pārbaudiet to, ja jūs interesē, kāpēc es to darīju. Izpildiet manas shēmas shēmas vadus, lai savienotu sloksni un MOSFETS ar arino. Atruna: Tagad es saprotu, ka ir daudz pētījumu par konkrētiem augu audzēšanas gaismas diodēm ar X jaudas jaudu Y frekvencēs. Es ļoti šaubos, ka mana lētā 5 ASV dolāru sloksne atbilst lielai daļai šo kritēriju, bet es sapratu, ka gaisma ir labāka nekā nekāda, un es sakrustoju pirkstus, ka tuvāko nedēļu laikā šeit iegūsim kādu garšaugu: p Kā minēts ievadā, Es turpināšu atjaunināt šo pamācību, ja man jāizmanto izturīgāka LED gaisma/sloksne.

2. darbība: Arduino programma

Veidojot savu programmu, man bija prātā daži mērķi ar to, ko es vēlējos, lai tā sasniegtu. Pirmkārt, es vēlējos, lai skārienekrāns parādītu pašreizējo laiku un datumu. Otrkārt, es vēlējos, lai ekrānā būtu daži funkcionāli attēli, kurus lietotājs varētu identificēt un nospiest, lai pārvietotos uz dažādiem ekrāniem ar papildu opcijām (laistīšanas spainis uz mitruma sensora lapu un iestatījumi uz LED iestatījumu lapu.) Visbeidzot, es vēlējos attēlu ekrānā, lai informētu lietotāju, vai gaismas diodes bija ieslēgtas vai ne (to norāda spuldze).

Kods ir nedaudz garš, tāpēc es neiešu rindu pa rindai, bet drīzāk izcelšu koda vispārīgās iezīmes. Tas var nebūt ideāls, bet tas sasniedz to, ko es vēlos. Jūtieties brīvi lejupielādēt un pielāgot manu kodu, kā vēlaties! Bija daži lieliski Youtube videoklipi, kas man palīdzēja, rakstot kodu: How to Mechatronics un education8s.tv bija pāris lieliskas pamācības. Es vēlos pieminēt, ka laistīšanas spainīša, spuldzes un iestatījuma logotipa attēli tika drukāti uz ekrāna no to bitkartes vērtībām. Image2cpp ir lielisks rīks, ko es izmantoju un kas automātiski pārvērš attēlus bitkartēs.

Ja jūs neinteresē mans domāšanas process par kodu, ignorējiet zemāk esošo un lejupielādējiet manu.ino programmu, kā arī.c failu. Noteikti ievietojiet abus vienā mapē. Savienojiet savu Mega ar datoru, izmantojot USB portu un izmantojot Arduino IDE, augšupielādējiet programmu savā Mega!

Indoor_Flower_Pot.ino koda izceļ

Sākotnējais

- Iekļaut Adafruit bibliotēkas (GFX, TFTLCD, TouchScreen.h, RTClib.h)

- Definējiet skārienekrāna tapas/mainīgos (lielu daļu no tā es nokopēju un ielīmēju no Adafruit parauga koda TFT skārienekrānā

- Definējiet mainīgos, kas tiek izmantoti visā programmā

Anulēt iestatīšanu

- Savienojiet ar TFT skārienekrānu

- Konfigurējiet augsnes sensora tapas un LED tapas, izmantojot funkciju pinMode ()

- Uzzīmējiet sākuma ekrānu (es savai programmai izveidoju īpašas funkcijas, lai uzzīmētu katru ekrānu. Tās varat atrast manas programmas apakšā pēc tukšuma cilpas ())

Void Loop

- Uzzīmējiet sākuma ekrānu, ja tas ir atlasīts

- Pārbaudiet laiku un atjauniniet ekrānu, ja laiks ir mainījies

- Pārbaudiet laiku un pārbaudiet, vai tas neatrodas starp gaismas diodi "Ieslēgšanas laiks" un gaismas diode "Taimeris"

- Ja tā, ieslēdziet gaismas diodes un uzvelciet spuldzi uz ekrāna

- Ja nē, pagrieziet gaismas diodes un noņemiet spuldzi no ekrāna

- Uzzīmējiet mitruma sensora lapu, ja ir izvēlēts ūdens spainis

- Izlasiet augsnes sensora ievades datus un aizpildiet atbilstošo apli, ja augsne ir sausa

- Ja augsne joprojām ir mitra, atstājiet apli neaizpildītu

- Ja ir atlasīts iestatījumu attēls, uzzīmējiet LED iestatījumu lapu

- Lasiet un saglabājiet ieslēgšanas laiku, AM vai PM un taimeri.

- Ja ir izvēlēta opcija OFF OFF (Izslēgts), turiet gaismas diode izslēgtu neatkarīgi no ieslēgšanās laika vai taimera

3. solis: Zāļu dārza projektēšana un 3D drukāšana

Pirms Zāļu dārza projektēšanas es zināju, ka vēlos ietīt pamatni ar finieri. Šī iemesla dēļ man vajadzēja izveidot nedaudz kvadrātveida dizainu ar asiem stūriem, nevis noapaļotāku dizainu, jo finieris, visticamāk, tikpat labi nepiesaistīsies kaut kam eliptiskākam. Vēl viena iezīme, kuru es gribēju, bija regulējama gaismas diodes vārpsta, lai pielāgotos augu augšanai. Turklāt man bija nepieciešama vieta skārienekrāna/elektronikas novietošanai, kā arī atsevišķs augu baseins, kurā būtu ūdens un kas to izolētu no elektronikas. Visbeidzot, es izveidoju savu paplātes ieliktni garšaugiem, kuriem bija 4 atsevišķas alikvotas un kas lieliski iederas baseinā. Esmu apmierināts ar to, kā izrādījās dizains! Šim projektam es izmantoju Fusion 360, un visam esmu iekļāvis savus.stl un.gcode failus, tāpēc nekautrējieties lejupielādēt, pielāgot un izdrukāt!

Stādītāju pamatne bija pārāk liela, lai ietilptu manā printerī, tāpēc man tas bija jāizdrukā divās daļās. Es drukāju visu baltā PLA pavedienā, izņemot paplātes ieliktni, ko drukāju melnā krāsā. Es izmantoju Cura kā griešanas programmatūru, un mana drukāšanas informācija ir zemāk. Ļaujiet man zināt, vai vēlaties redzēt vairāk attēlu no katras daļas sagriešanas programmatūrā.

Sagriešanas programmatūras informācija:

- Mans printeris: Maker Select Printer V2- Sprausla: 0,4 mm- Kvēldiegs: Melnbalts PLA kvēldiegs 1,75 mm- Drukāšanas temp/uzbūves plāksnes temperatūra: 210C/60C- Drukāšanas ātrums: 60 mm/s- Piepildījums: 25%- Iespējot atbalstu: Jā, visur- veidojiet plāksnes saķeri: 3 mm mala

4. solis: Zāļu dārza apdare

Tā kā garšaugu dārza pamatne tika iespiesta divās daļās, pirmais solis bija tos salīmēt kopā, izmantojot ātru ciānakrilāta superlīmi. Attēli izceļ dažus no vissvarīgākajiem soļiem, un es tos uzskaitīšu zemāk, pamatojoties uz daļu.

Zāļu dārza bāze:

Pēc abu daļu salīmēšanas es paņēmu vidēja smilšpapīra smilšpapīru un nedaudz raupju pamatni. Pēc tam es izklāju savu finieri un uz finiera noteicu visas 4 pamatnes malas, kā arī augšpusi. Es negribēju vārpstas finierēt, tāpēc es to turēju tukšu. Finiera izgriešanai es izmantoju precīzu nazi. Esiet piesardzīgs, izsekojot un griežot finieri, lai pārliecinātos, ka koksnes graudi līmēšanas laikā būs pareizajā virzienā. Es galu galā pieļāvu šo kļūdu, bet par laimi tā bija aizmugurē, un to ir grūti pateikt. Pēc tam es uz finiera uzklāju nelielu daudzumu līmes, pietiekami, lai pārklātu visu virsmu, un pielīmēju pie garšaugu dārza pamatnes. Es darīju divas puses vienlaikus, lai varētu pievienot svarus/skavas.

Kad viss finieris bija pielīmēts un nožuvis, es paņēmu 220 smilšpapīru un manuāli izlīdzināju pamatni. Šeit jūs vēlaties būt uzmanīgiem un pacietīgiem, lai nejauši nenoķertu finiera stūri un to nenoplēstu. Pacietības daļa ir svarīga, jo būs vajadzīgs zināms laiks, lai noapaļotu malas un viss izskatītos gludi. Es galu galā izmantoju nelielu daudzumu koka pildvielas dažām lielākām plaisām, kuras nevarēju noapaļot slīpēšanas laikā.

Pēc slīpēšanas pabeigšanas es izmantoju pāris Minwax koka apdares kārtas un uzklājot sekoju viņu norādījumiem. Ļaujot sēdēt ~ 24 stundas, es uzklāju uz vienas kārtas poliuretāna, lai tas iegūtu jauku, gludu spīdumu!

Stādītāju baseins:

Šis solis, iespējams, nav vajadzīgs, bet es biju paranojas par to, ka ūdens, iespējams, izplūst uz elektronikas. Lai gan es šaubos, ka no paplātes ieliktņa baseinā vispār izplūdīs daudz ūdens, es tomēr turpināju un pievienoju nelielu silikona daudzumu baseina stūriem.

LED gaismas atbalsts

Es gribēju nokrāsot gaismas balsta augšdaļu metāliskā spīdumā, lai tas dotu dārza bērnudārza gaismas sajūtu. Es to izdarīju, piestiprinot pie atbalsta vārpstas ar gleznotāja lenti un pēc tam uzklājot grunti uz atklātās vietas. Kad es nožuvu, es sekoju ar divām metāla spīduma aerosola krāsas kārtām. Dīvainā kārtā pēc darba nokrāsošanas savā darba zonā atradu plānu lokšņu metāla gabalu un domāju, ka tas izskatīsies vēl reālistiskāk un labāk nekā aerosola krāsa. Es izsekoju gaismas balsta augšdaļas laukumu, izgriezu metālu un izmantoju skrūves, lai saliektu metālu. Pēc tam es to pielīmēju uz augšu. Es izmantoju tērauda vilnu, lai notīrītu metālu un piešķirtu tai jauku spīdumu.

5. darbība. Elektronikas un elektroinstalācijas pabeigšana

Tagad, kad garšaugu dārza pamatne ir pabeigta un LED gaismas balsts ir nokrāsots, pēdējais solis bija elektroinstalācijas pabeigšana un visu sastāvdaļu pievienošana! Tālāk es vēlreiz uzskaitīšu katru svarīgo soli. Es atklāju, ka daudz stieples un karstās līmes bija mans labākais draugs.

Perfboard:

Es saņēmu nelielu perforatoru un uzliku uz tā MOSFET, RTC moduli un rezistorus, lai iegūtu aptuvenu izmēru. Pēc tam es to nogriezu un sāku lodēt komponentus. Jūs patiešām varat noformēt savu plātni tā, kā vēlaties. Uz mana paneļa redzēsit, ka man bija viena galvenā (+5 V) līnija, kā arī viena galvenā (GND) līnija. Saprotiet, ka beigās jūsu perforators izskatīsies kā slikta matu diena, un visur stiepjas vadi. Tas ir tāpēc, ka jūsu arduino būs nepieciešami 7 vadi (SDA, SCL no RTC moduļa, Vin, GND un 3 digitālās tapas, kas savienotas ar jūsu rezistoru/bāzes tapu MOSFET.) 8 vadi, kas nāk no tā uz jūsu mitruma sensoriem (4 pozitīvi vadi, kas iet uz katru augsnes sensora 5V tapu, un 4 zemējuma vadi, kas iet uz katru augsnes sensora zemējuma tapu).

LED gaismas josla uz gaismas atbalsta:

Pēc gaismas diodes atšķetināšanas es atklāju, ka 2 sloksnes sekcijas var ietilpt balsta garumā, pirms man vajadzēja to sagriezt. Kad man bija visas sloksnes, es izmantoju karstu līmi, lai tās pielīmētu vietā, atstājot nedaudz vietas starp katru sloksni. Pēc tam es izmantoju elastīgu 28 gabarīta vadu, lai lodētu un savienotu katru (+)-(+), B-B, R-R un GG ar attiecīgajiem spilventiņiem. Kad esmu pabeidzis, es pārbaudīju sloksni, lai pārliecinātos, ka visi spilventiņi ir pareizi pielodēti, pirms stieples ievadīšanas caur atbalsta vārpstu.

Galīgā montāža:

Es sāku galīgo montāžu, karsti pielīmējot līdzstrāvas ligzdu. Pēc tam es no pamatnes, caur vidējo vārpstu un uz augšu līdz gaismas atbalstam, baroju 4 mazus elastīgus 28 gabarīta vadus. PIEZĪME: ir svarīgi nogriezt vadu tādā garumā, kas sasniegs lukturus pat tad, ja vidus vārpsta un gaisma ir pilnībā pacelti. Pēc tam es pielīmēju katru vadu pie attiecīgajiem spilventiņiem uz gaismas. (+) Vads tika pievienots tieši līdzstrāvas ligzdā.

No (+) līdzstrāvas ligzdas termināļa es pievienoju vadu un otru galu pielodēju pie 5V līnijas uz perforatora. Es atkārtoju šo procesu no (-) līdzstrāvas ligzdas termināļa līdz zemes līnijai.

Pēc tam es izmantoju karstu līmi un pielīmēju perforēto dēli vietā, kas atrodas garšaugu dārza pamatnē. Es pievienoju atbilstošos vadus arduino, pamatojoties uz manu shēmu, un ievietoju skārienekrānu caur logu pamatnes priekšpusē. Atkarībā no tā, cik cieši pieguļošs, jums, iespējams, būs vai nav nepieciešams izmantot karstu līmi, lai to aizzīmogotu vietā.

Visbeidzot, es karsti pielīmēju četrus augsnes sensora moduļus vietā uz sānu sienām, nodrošinot, ka katrs sensors ir pareizi novietots atbilstošajai nolasīšanai skārienekrāna mitruma sensora lapā. Pēc tam es pievienoju četrus augsnes sensorus, baroju vadus caur niecīgajām spraugām un pievienoju augu baseinu ar paplāti!

Un tāpat elektroinstalācija ir pabeigta!

6. solis: augsne, sēklas un pabeigta

Pēdējais solis ir iegūt augsni un sēklas pēc jūsu izvēles! Katru paplātes ieliktņa alikvoto daļu piepildīju ar augsni līdz apmēram 0,5 collas no augšas. Katras augsnes centrā es izveidoju nelielus nospiedumus, pievienoju katrai dažas sēklas un pārklāju ar ~ 0,25 collu augsni.

Pēc tam es pievienoju paplāti augu baseinam un ievietoju garšaugu dārza pamatnē! Laistīšanas laikā es atklāju, ka labākais veids, kā to izdarīt, ir izmantot tītara basteri un pievienot ūdeni, līdz augsne šķiet mitra. Pēc tam es varu apstiprināt, ka augsne ir pietiekami laista pēc dažu minūšu gaidīšanas un mitruma sensora lapas pārbaudes. Ja apļi nav aizpildīti, tas norāda, ka augi tiek laistīti atbilstoši!

Tagad ir cerība, ka garšaugi patiešām pieaugs: P Es ceru, ka jums patika šī pamācība un ar nepacietību gaidu, vai kāds no jums taisa savu. Laimīgu veidošanu!

Otrā vieta Arduino konkursā 2020