Pametni notranji zeliščni vrt: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Projekti Fusion 360 »

V tem navodilu vam bom pokazal, kako sem naredil svoj pametni notranji zeliščni vrt! Za ta projekt sem imel nekaj navdihov, prvič, da sem imel nekaj zanimanja za domače modele Aerogarden. Poleg tega sem imel še neuporabljen Arduino Mega s ščitnikom za zaslon na dotik TFT, ki je ravno leta sedel v mojem košu za elektroniko. Mislil sem, zakaj si ne bi poskusil narediti svojega Aerogardna kot zeliščni vrt z uporabo Arduina z nekaj tega dodatnega časa, ki ga imam med karanteno! Na koncu sem se s projektom nekoliko dodatno lotil, saj sem vsakemu alikvotu tal dodal senzorje vlage, vendar se je do zdaj izkazal za uporabnega. Skratka, ne morem biti srečnejši, kako se je vse izkazalo!

Pravkar sem zaključil s tem projektom in 5.7.2020 posadil nekaj semen bazilike in drobnjaka. Ta navodila so objavljena 11.5.2020. Upam, da bodo rastline v naslednjem tednu začele kaliti, zato bom ta Instructable zagotovo posodobil s slikami napredka

Tukaj je kratek povzetek nekaterih značilnosti mojega pametnega notranjega zeliščnega vrta:

- Zaslon na dotik, ki prikazuje čas, dan v tednu in datum.

- Štirje alikvoti 2,35 "x 2,35" x 2,33 "za sajenje zelišč. Alikvotni pladenj je vstavljen v posodo, ki zbira morebitno odtok vode in se izolira od elektronike.

- LED nastavitev, ki uporabniku omogoča nastavitev želenega časa in trajanja "vklopa". Poleg tega lahko uporabnik onemogoči vklop LED, če se tako odločijo.

- Stran senzorja vlage, ki označuje, kateri od 4 alikvotov zelišč je treba zaliti.

- Nastavljiva rastna svetloba, ki daje uporabniku ~ 6-8 centimetrov višine, ko rastline začnejo rasti.

Če vas zanima, kako sem ustvaril ta projekt, ali ga želite narediti sami, sledite!

Zaloge

Elektronika:

- Arduino Mega 2560

- 2,8 -palčni TFT zaslon na dotik

- 4x senzorji vlažnosti tal

- 3-kratni N-kanalni P30N06LE MOSFET

- 1x modul RTC DS3231

- LED svetlobni trak

- Napajanje 5V 2A

- CR1220 3V celična baterija

- 3x 220 ohmski upori

- Perfboard

- DC sodček

- Ožičenje

Zeliščni vrtni sejalnik:

- Bela in črna 3D tiskalnik PLA nit (če se odločite za tiskanje lastne podlage)

- Furnir iz rdečega hrasta

- tanka aluminijasta pločevina (neobvezno)

- Sijajna kovinska razpršilna barva in temeljni premaz

- Lesena obdelava/madež

- En premaz iz poliuretana

Izdelki iz zemlje/zelišč:

- semena zelišč po vaši izbiri

- Miracle Grow Topsoil

Razno:

- Električni trak/Slikarski trak

- Pištola za vroče lepilo

- 3D tiskalnik (neobvezno)

- nož Exacto

- brusni papir (~ 220 + pesek)

- spajkalnik + spajkanje

- Cianoakrilatno superlepilo

- Orodja (rezalniki žice, škarje, klešče za igelni nos)

1. korak: Nastavitev elektronike

Elektronski del projekta ima v bistvu 4 glavne komponente, možgani komponent pa so Arduino Mega 2560. 1) Ščitnik zaslona na dotik TFT. 2) Modul ure RTC. 3) Senzorji tal. 4) Tranzistorji MOSFET in LED trak. Za ta projekt sem uporabil Mega, saj mi je po namestitvi ščita zaslona na dotik na Mego zagotovil dodatne zatiče. Za vsako od štirih glavnih sestavin, ki sem jih zgoraj naštela za ta projekt, obstaja veliko vaj, povezala pa bom nekatere izmed tistih, ki sem jih uporabila, in dodala nekaj dodatnih informacij, na katere sem naletela na poti.

Za osnovno postavitev vezja glejte mojo ploščo Fritzing in shemo. OPOMBA: Fritzing ni imel natančnega senzorja tal, ki sem ga uporabil v svojem projektu. Tisti, ki sem jih uporabil, so prišli tudi s primerjalnim vezjem LM393 in poskušal sem po svojih najboljših močeh ponoviti ožičenje na slikah Fritzing. Za več informacij o natančnem ožičenju glejte spodaj, če je še vedno zmedeno.

1) Arduino Mega in 2,8 -palčni zaslon na dotik TFT

Koristne povezave:

Vadnica Adafruit: Osnove pri povezovanju ščita, namestitvi ustreznih knjižnic in izvajanju primerov kod.

Verjamem, da sem svoj ščit za zaslon na dotik kupil pri Adafruit in vsekakor uporabil njihovo vadnico za pomoč pri začetni nastavitvi in izvajanju vzorčnih kod. Razen ustreznega povezovanja ščita, do kodiranja v naslednjem koraku res ni veliko več. Pomemben korak pa je, da izrežete pin Pin na ščit, ki se poveže z zatičem Arduino Vin. Če izrežete ta pin, imate dostop do pin, da zagotovite napajanje arduino iz zunanjega napajalnika, zato to storite.

2) Modul ure RTC

Koristne povezave:

Vadnica Adafruit: Drugačna plošča, kot sem jo uporabil v svojem projektu, vendar isti čip DS3231.

Povezovanje modula ure v realnem času z Mega je tudi preprosto. Vse kar potrebujete so povezave 5V, GND, SDA in SCL. Za svoj projekt sem povezal SDA in SCL od ure do nožic 20 oziroma 21 na Megi. Uporabil sem tudi vadnico Adafruit za inicializacijo ure, o tem pa več v naslednjem koraku. Za zdaj samo dokončajte ožičenje, kot je prikazano.

3) Senzorji tal

Koristne povezave:

Instructables Vadnica: Uporabnik mdabusaayed ima odlično in preprosto vadnico o tem, kako uporabljati te senzorje!

Pravzaprav sem te senzorje naročil po začetku elektronskega dela projekta. Namesto teh senzorjev sem med začetnim testiranjem uporabil običajna stikala kot digitalne vhode, zato so ti prisotni v mojem zgodnjem vezju. Kot je zapisal uporabnik mdabusaayed, se ti senzorji tal lahko uporabljajo kot digitalni vhodi ALI analogni vhodi. Ker sem hotel samo, da mi ti senzorji sporočijo, ali je zemlja suha ali ne, sem uporabil le njihove digitalne izhodne zatiče. Vsak potrebuje 5v in GND pin povezavo, jaz pa sem uporabil zatiče 23-26 na Mega za povezavo svojih digitalnih izhodov

4) Tranzistorji in RGB LED trak

Koristne povezave:

Vadnica za Arduino-LED svetlobni trak: te povezave so istega projekta Make Project, ki prikazuje, kako uporabiti MOSFETS in arduino digitalne izhodne zatiče za pogon in RGB LED trak

Arduino-LED svetlobni trak video:

Od FiveBelowa sem vzel poceni LED trak RGB, ki ga je mogoče napajati iz 5V. Arduino digitalni izhodni zatiči ne morejo zagotoviti dovolj toka za trak, kjer pridejo v poštev MOSFETI. Povezana vadnica razlaga vezje veliko bolje kot jaz, zato preverite, če vas zanima, zakaj sem to storil. Sledite ožičenju v mojem diagramu vezja, da priključite trak in MOSFETS na arduino. Izjava o omejitvi odgovornosti: Sedaj se zavedam, da obstaja ogromno raziskav o posebnih LED za gojenje rastlin z X močjo pri frekvencah Y. Močno dvomim, da moj poceni trak v višini 5 USD ustreza večini teh meril, vendar sem ugotovil, da je nekaj svetlobe boljše od nobene in držim pesti, da bom v naslednjih nekaj tednih dobil nekaj zelišč: p Kot je navedeno v uvodu, Bom še naprej posodabljal to navodilo, če bom potreboval močnejšo LED luč/trak.

2. korak: Program Arduino

Pri ustvarjanju svojega programa sem imel v mislih nekaj ciljev, kaj sem želel doseči. Najprej sem želel, da bi na zaslonu na dotik prikazal trenutni čas in datum. Drugič, želel sem nekaj funkcionalnih slik na zaslonu, ki bi jih uporabnik lahko identificiral in pritisnil, da bi jih odpeljal na različne zaslone z dodatnimi možnostmi (zalivanje vedra na stran senzorja vlage in nastavitve na stran z nastavitvami LED.) Nazadnje sem želel sliko na zaslonu, da uporabniku poveste, ali LED lučke svetijo ali ne (označeno z žarnico).

Koda je nekoliko dolga, zato ne bom šel po vrstici, temveč bom izpostavil splošne značilnosti tega, kar koda počne. Morda ni popoln, vendar dosega tisto, kar si želim. Prenesite in prilagodite mojo kodo, kot želite! Pri pisanju kode mi je pomagalo nekaj odličnih videoposnetkov na YouTubu: How to Mechatronics in education8s.tv sta imela nekaj odličnih vaj. Rad bi omenil, da so bile slike vedra za zalivanje, žarnice in logotipa za nastavitev natisnjene na zaslonu iz njihovih bitnih vrednosti. Image2cpp je odlično orodje, ki sem ga uporabil in samodejno pretvori slike v bitne slike.

Če vas moj proces razmišljanja o kodi ne zanima, prezrite spodnje in prenesite moj program.ino ter datoteko.c. Oba shranite v isto mapo. Mega povežite z računalnikom prek vrat USB in z uporabo Arduino IDE naložite program na svoj Mega!

Poudarki kode Indoor_Flower_Pot.ino

Začetno

- Vključi knjižnice Adafruit (GFX, TFTLCD, TouchScreen.h, RTClib.h)

- Določite zatiče/spremenljivke zaslona na dotik (večino tega sem skopiral in prilepil iz vzorčne kode Adafruit na zaslonu na dotik TFT

- Določite spremenljivke, ki se uporabljajo v celotnem programu

Nastavitev praznine

- Povežite se z zaslonom na dotik TFT

- S funkcijo pinMode () konfigurirajte zatiče senzorja tal in vodilne zatiče

- Narišite začetni zaslon (za svoj program sem naredil posebne funkcije, da narišem vsak zaslon. Te lahko najdete na dnu programa po void loop ())

Void Loop

- Če je to izbrano, narišite začetni zaslon

- Preverite čas in posodobite zaslon, če se je čas spremenil

- Preverite čas in preverite, ali pade med LED "Čas vklopa" in LED "Časovnik"

- Če je tako, vklopite LED diode in žarnico potegnite na zaslon

- Če ne, ugasnite LED in odstranite žarnico z zaslona

- Če je izbrano vedro za vodo, narišite stran senzorja vlage

- Preberite vnose senzorja tal in izpolnite ustrezen krog, če je zemlja suha

- Če so tla še vlažna, naj krog ne bo napolnjen

- Če je izbrana slika nastavitev, narišite stran z nastavitvami LED

- Preberite in shranite čas vklopa, AM ali PM in časomer.

- Če je izbrana LED OFF, naj LED ne sveti ne glede na čas vklopa ali časovnik

3. korak: Oblikovanje zeliščnega vrta in 3D tiskanje

Preden sem zasnoval Zeliščni vrt, sem vedel, da želim podlago zaviti v furnir. Zaradi tega sem moral ustvariti nekoliko kvadratni dizajn z ostrimi vogali in ne bolj zaokroženo obliko, saj se furnir verjetno ne bi prav tako držal nečesa bolj eliptičnega. Druga značilnost, ki sem jo želel, je bila nastavljiva gred za LED, da bi prilagodila rast rastlin. Poleg tega sem potreboval prostor za namestitev zaslona na dotik/elektronike in ločenega bazena za rastline, ki bi vseboval vodo in jo ločil od elektronike. Nazadnje sem ustvaril svoj pladenj za zelišča, ki so imela 4 ločene alikvote in se popolnoma prilegajo bazenu. Vesel sem, kako se je oblikovanje izkazalo! Za ta projekt sem uporabil Fusion 360 in za vse sem vključil datoteke.stl in datoteke.gcode, zato jih prenašajte, popravljajte in tiskajte!

Podstavek za sejalnice je bil prevelik, da bi se prilegal tiskalniku, zato sem ga moral natisniti v dveh delih. Natisnila sem vse v beli PLA nitki, razen vložka v pladnju, ki sem ga natisnila v črni barvi. Kot programsko opremo za rezanje sem uporabil Curo, spodaj pa so moje podrobnosti o tiskanju. Sporočite mi, če želite v programski opremi za rezanje videti več slik vsakega dela.

Podrobnosti o programski opremi za rezanje:

- Moj tiskalnik: Maker Select Printer V2- šoba: 0,4 mm- nit: črno-bela nit PLA 1,75 mm- temperatura tiskanja/temperatura plošče za izdelavo: 210C/60C- hitrost tiskanja: 60 mm/s- polnilo: 25%- omogoči podporo: Da, povsod- Adhezija zgradbenih plošč: 3 mm rob

4. korak: Dokončanje zeliščnega vrta

Ker je zeliščna vrtna podlaga natisnjena v dveh delih, je bil prvi korak njihovo lepljenje skupaj s hitrim cianoakrilatnim superlepilom. Slike označujejo nekatere najpomembnejše korake, ki jih bom spodaj navedel glede na del.

Zeliščna vrtna podlaga:

Ko sem zlepil oba dela, sem vzel brusni papir srednjega zrna in malce hrapavil podlago. Nato sem položil furnir in na furnir prečrtal vse 4 podstavke in vrh. Nisem hotel furnirati gredi, zato sem to obdržal. Za izrezovanje furnirja sem uporabil natančen nož. Pri sledenju in rezanju furnirja bodite previdni, da zagotovite, da bo les pri zlepljenju v pravi smeri. Na koncu sem naredil to napako, a na srečo je bila zadaj in težko je reči. Nato sem na furnir nanesla majhno količino lepila, dovolj, da prekrije celotno površino, in ga nalepila na zeliščno vrtno podlago. Naredil sem dve strani hkrati, da sem lahko dodal uteži/sponke.

Ko je bil ves furnir zlepljen in posušen, sem vzel brusni papir s peskom 220 in ročno zgladil podlago. Tukaj boste morali biti previdni in potrpežljivi, da ne boste pomotoma ujeli grobega kota furnirja in ga odtrgali. Potrpežljiv del je pomemben, saj bo trajalo nekaj časa, da zaokrožite robove in naredite vse gladko. Na koncu sem uporabil majhno količino lesnega polnila za nekatere večje razpoke, ki jih med brušenjem nisem mogel zaokrožiti.

Po končanem brušenju sem uporabil nekaj slojev lesa Minwax in pri nanašanju upošteval njihova navodila. Po 24 urah sem na podlago nanesla enoslojni poliuretan, ki mu je dal lep gladek sijaj!

Posoda za sejalnice:

Ta korak verjetno ni potreben, vendar sem bil paranoičen glede vode, ki bi lahko pritekla v elektroniko. Čeprav dvomim, da bo iz vložka pladnja v umivalnik sploh steklo veliko vode, sem vseeno nadaljeval z dodajanjem majhne količine silikona v vogale umivalnika.

Podpora LED luči

Želel sem pobarvati vrh svetlobne podpore v kovinski sijaj, da bi vrtnemu vrtcu dal občutek svetlobe. To sem naredil tako, da sem s slikarskim trakom prelepil nosilno gred in nato na izpostavljeno območje nanesel plast temeljnega premaza. Ko se posuši, sem sledil z dvema plastema barve v kovinskem sijaju. Nenavadno je, da sem po barvanju kosa na svojem delovnem območju našel tanek kos pločevine in mislil, da bi bil videti še bolj realističen in boljši od brizgalne barve. Narisal sem površino zgornjega dela nosilca svetlobe, izrezal kovino in z upogibnim ročajem upognil kovino. Nato sem ga nalepila na vrh. Za čiščenje kovine sem dala jekleno volno in ji dala lep sijaj.

5. korak: Dokončanje elektronike in ožičenja

Zdaj, ko je bil zeliščni vrt končan in je bila pobarvana LED luč, je bil zadnji korak dokončanje ožičenja in dodajanje vseh komponent! Spodaj bom ponovno navedel vsak pomemben korak. Ugotovil sem, da je veliko žice in vročega lepila moj najboljši prijatelj.

Perfboard:

Dobil sem majhno ploščo in nanjo postavil MOSFET -ove module RTC in upore, da dobim približno velikost. Nato sem ga odrezal in začel spajkati komponente. Svojo perfboard lahko resnično oblikujete, kakor želite. Na moji plošči boste videli, da sem imel eno glavno (+5V) linijo in eno glavno (GND) linijo. Zavedajte se, da bo do konca vaša perfboard plošča videti kot slab dan za lase z žicami povsod. To je zato, ker boste na svoj arduino potrebovali 7 žic (SDA, SCL iz modula RTC, Vin, GND in 3 digitalne zatiče, povezane z vašim uporom/osnovnim zatičem na MOSFET -jih.) Potrebovali boste tudi dodatno 8 žic, ki prihajajo od nje do vaših senzorjev vlage (4 pozitivne žice, ki gredo do vsakega 5v pin senzorja tal, in 4 ozemljitvene žice, ki gredo do vsakega ozemljitvenega zatiča senzorja tal).

LED svetlobni trak na svetlobni podpori:

Ko sem odkril LED, sem ugotovil, da lahko 2 dela traku ustrezata dolžini nosilca, preden sem ga moral odrezati. Ko sem imel vse trakove, sem jih z vročim lepilom prilepil, kar je dalo malo prostora med vsakim trakom. Nato sem uporabil fleksibilno žico velikosti 28 za spajkanje in povezovanje vsakega (+)-(+), B-B, R-R in G-G z ustreznimi blazinicami. Ko sem končal, sem preizkusil trak in se prepričal, da so bile vse blazinice pravilno spajkane, preden sem žico napeljal skozi nosilno gred.

Končna montaža:

Končno montažo sem začel z vročim lepljenjem priključka DC. Nato sem napajal 4 majhne fleksibilne žice 28 merilcev od podstavka, skozi srednjo gred in navzgor do svetlobne podpore. OPOMBA: Pomembno je, da žico prerežete na dolžino, ki sega do luči, tudi če sta srednja gred in svetloba popolnoma dvignjena. Nato sem vsako žico spajkal na ustrezne blazinice na luči. Žica (+) je bila priključena neposredno v vtičnico DC.

Iz priključka (+) enosmernega vtiča sem priključil žico in drugi konec spajkal na 5V linijo na plošči. Ta postopek sem ponovil od (-) priključka DC vtičnice do ozemljitvene črte.

Nato sem uporabil kanček vročega lepila in lepil ploščo na mesto na dnu zeliščne vrtne podlage. Na arduino sem na podlagi svoje sheme priključil ustrezne žice in skozi okno na sprednji strani podnožja namestil zaslon na dotik. Odvisno od tega, kako tesno se prilega, boste morda potrebovali dotik vročega lepila, da ga pritrdite na svoje mesto.

Nazadnje sem vroče prilepil štiri module senzorjev za tla na stranske stene in tako zagotovil, da je vsak senzor ustrezno nameščen za ustrezno branje na strani senzorja vlage na zaslonu na dotik. Po tem sem priključil štiri senzorje tal, žice napeljal skozi drobne reže in dodal posodo za rastline s pladnjem!

In tako je ožičenje končano!

Korak 6: Tla, semena in popolno

Zadnji korak je pridobivanje lončnice in semen po vaši izbiri! Vsak alikvot vložka v pladnju sem napolnil z zemljo za lončenje do približno 0,5 palca od vrha. Na sredini vsake zemlje sem ustvaril majhne vtise, vsakemu dodal nekaj semen in prekril s ~ 0,25 zemlje.

Nato sem pladenj dodal v posodo z rastlinami in ga postavil v zeliščni vrt! Pri zalivanju sem ugotovil, da je najboljši način, da to naredim z uporabo purana in dolivanjem vode, dokler se zemlja ne zdi vlažna. Potem lahko potrdim, da je zemlja dovolj zalita, potem ko sem počakala nekaj minut in preverila stran senzorja vlage. Če so krogi nezapolnjeni, to pomeni, da so rastline ustrezno zalivane!

Zdaj upamo, da bodo zelišča res rasla: P Upam, da ste uživali v tem navodilu in se veselim, če bo kdo od vas naredil svojega. Veselo izdelavo!

Podprvak na tekmovanju Arduino 2020