Pixie - اجازه دهید گیاه شما هوشمند باشد: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

Pixie پروژه ای بود که قصد داشت گیاهانی را که در خانه داریم تعاملی تر کند ، زیرا برای اکثر مردم یکی از چالش های داشتن یک گیاه در خانه این است که بدانند چگونه از آن مراقبت کنند ، هر چند وقت یکبار و در چه مواقعی آبیاری کنیم. چقدر آفتاب کافی است و غیره اگر درجه حرارت بیش از حد بالا باشد ، نشان می دهد که باید به مکان خنک تری منتقل شود. برای جذابیت بیشتر این تجربه ، سنسورهای دیگری مانند حضور ، لمس و روشنایی اضافه شده اند که به عبارات دیگری ترجمه شده اند که به نظر می رسد شما اکنون یک حیوان خانگی مجازی برای مراقبت دارید.

این پروژه دارای چندین پارامتر است که در آن می توان محدوده ها و نیازهای هر مورد را با توجه به تنوع گیاهان و حسگرهای مارک های مختلف سفارشی کرد. همانطور که می دانیم ، گیاهانی هستند که به آفتاب یا آب بیشتری احتیاج دارند در حالی که بقیه می توانند با منابع کمتری زندگی کنند ، برای مثال کاکتوس ها ، در مواردی از این دست ، داشتن پارامترها ضروری است. در طول این مقاله ، من عملیات و نمای کلی در مورد نحوه ساخت Pixie با استفاده از دانش کمی از لوازم الکترونیکی ، قطعاتی که به راحتی در بازار یافت می شوند و یک کیف چاپ سه بعدی را ارائه خواهم داد.

اگرچه این یک پروژه کاملاً کاربردی است ، اما امکان سفارشی سازی و بهبودهایی وجود دارد که در انتهای مقاله ارائه می شود. خوشحال می شوم هر س questionالی در مورد پروژه را در نظرات یا مستقیماً به ایمیل یا حساب توییتر خود پاسخ دهم.

تدارکات

همه اجزاء به راحتی در فروشگاه ها یا وب سایت های تخصصی یافت می شوند.

• 1 MCU ESP32 (اگر نمی خواهید داده ها را از طریق اینترنت ارسال کنید ، می توان از ESP8266 یا حتی Arduino Nano استفاده کرد)

  من از این مدل برای پروژه استفاده کردم

• 1 LDR 5 میلی متر GL5528
• 1 عنصر PIR D203S یا مشابه (این سنسور مشابهی است که در ماژول های SR501 یا SR505 استفاده می شود)
• 1 سنسور دما DHT11

• 1 سنسور رطوبت خاک

  ترجیح می دهید از سنسور خازنی خاک به جای مقاوم استفاده کنید ، این ویدئو دلیل آن را به خوبی توضیح می دهد

• 1 Led Matrix 8x8 با MAX7219 یکپارچه

  من از این مدل استفاده کردم ، اما ممکن است مشابه آن باشد

• 1 مقاومت 4.7 کیلو وات 1/4w
• 1 مقاومت 47 kΩ 1/4w
• 1 مقاومت 10 kΩ 1/4w

دیگران

• چاپگر سه بعدی
• آهن لحیم کاری
• برش انبردست
• سیم برای اتصال مدار
• کابل USB برای منبع تغذیه

مرحله 1: مدار

مدار را می توان در تصویر بالا با استفاده از تخته نان مشاهده کرد ، اما برای قرار دادن در قاب ، اتصالات باید مستقیماً لحیم شوند تا فضای کمتری را اشغال کنند. مساله فضای مورد استفاده یک نکته مهم پروژه بود ، من سعی کردم تا آنجا که ممکن است مساحتی را که Pixie اشغال می کند ، کاهش دهم. اگرچه مورد کوچک شده است ، اما هنوز هم می توان کاهش بیشتری داد ، به ویژه با ایجاد یک PCB منحصر به فرد برای این منظور.

تشخیص حضور تنها با استفاده از یک عنصر PIR به جای یک ماژول کامل مانند SR501 یا SR505 انجام شد ، زیرا تایمر یکپارچه و محدوده فعال شدن بیش از پنج متر مورد نیاز نبود. تنها با استفاده از عنصر PIR حساسیت کاهش یافته و تشخیص حضور از طریق نرم افزار انجام می شود. جزئیات بیشتر اتصال را می توانید در اینجا مشاهده کنید.

یکی دیگر از مسائل مکرر در پروژه های الکترونیکی ، باتری است ، برخی از امکانات برای این پروژه مانند باتری 9 واتی یا قابل شارژ وجود داشت. اگرچه کاربردی تر بود ، اما در فضای مورد نیاز به فضای اضافی نیاز داشتم و در نهایت خروجی USB MCU را باز گذاشتم تا کاربر تصمیم بگیرد که منبع تغذیه چگونه خواهد بود و بارگذاری طرح را آسان تر می کند.

مرحله 2: طراحی و چاپ سه بعدی

همراه با مدار ، یک مورد برای جا دادن اجزای Pixie توسعه داده شد و روی Ender 3 Pro با استفاده از PLA چاپ شد. فایل های STL در اینجا گنجانده شده است.

برخی از مفاهیم در هنگام طراحی این مورد وجود داشت:

• از آنجا که گلدان گیاه معمولاً روی میز است ، صفحه نمایش کمی کج قرار گرفته است تا ناحیه دید را از دست ندهد.
• طراحی شده برای جلوگیری از استفاده از پشتیبانی چاپ
• تبادل قطعات را با رنگهای دیگر تشویق می کند تا محصول را شخصی تر ، قابل تعویض و مناسب طراحی کند
• سنسور دما با باز شدن برای محیط خارجی برای خواندن صحیح تر

• با توجه به اندازه های مختلف گلدان ، نصب Pixie در کارخانه را می توان به دو صورت انجام داد

  • از طریق میله ای که به زمین ثابت شده است ؛ یا
  • با استفاده از تسمه ای که دور گلدان گیاه می پیچد

نقاط بهبود

اگرچه کاربردی است ، اما نکاتی در طراحی وجود دارد که باید اصلاح شوند ، مانند اندازه دیوارهایی که به منظور جلوگیری از اتلاف مواد و سرعت بخشیدن به چاپ در حین نمونه سازی به میزان 1 میلی متر تعریف شده اند.

با استفاده از الگوهای طراحی در چاپ سه بعدی ، اتصالات باید بهبود یابند ، احتمالاً برای چسباندن صحیح قطعات ، لازم است اندازه چوب و پایه ایستاده را تنظیم کنید.

مرحله 3: کد

به عنوان یک برنامه نویس ، می توانم بگویم که این سرگرم کننده ترین بخش کار بود ، فکر کردن در مورد نحوه ساختار و سازماندهی کد ، چند ساعت برنامه ریزی طول کشید و نتیجه کاملاً رضایت بخش بود. این واقعیت که اکثر سنسورها از ورودی آنالوگ استفاده می کنند ، یک روش جداگانه برای کد ایجاد می کند تا بتواند قرائت دقیق تری را به دست آورد و سعی کند تا آنجا که ممکن است نادیده گرفته شود. نمودار بالا با بلوک های اصلی کد ایجاد شده است و عملکرد اصلی را نشان می دهد ، برای جزئیات بیشتر توصیه می کنم نگاهی به کد در https://github.com/jnthas/pixie بیندازید.

چندین نکته برای تغییر وجود دارد که به شما امکان می دهد Pixie را به دلخواه سفارشی کنید. در میان آنها می توانم برجسته کنم:

• فرکانس خواندن سنسور
• اتمام زمان عبارات
• حداکثر و حداقل دما ، روشنایی و محدوده زمین و همچنین آستانه سنسورها
• شدت نور هر عبارت را نمایش دهید
• زمان بین فریم های هر عبارت
• انیمیشن ها از کد جدا شده اند و به شما امکان می دهد در صورت تمایل آنها را تغییر دهید

باعث می شود

پیاده سازی روشی برای تشخیص زمان وقوع یک عمل در زمان واقعی بر اساس آخرین خوانده ها ضروری بود. این امر در سه مورد شناخته شده ، آبیاری ، حضور و لمس ضروری بود ، این رویدادها باید به محض این که تغییرات قابل توجهی از سنسور تشخیص داده شود و برای این منظور از اجرای متفاوتی استفاده شده است ، شروع شود. یک مثال در این مورد سنسور حضور است ، زیرا فقط از عنصر PIR در ورودی آنالوگ استفاده شده است ، مقادیر خوانده شده اغلب تغییر می کند و منطقی برای اعلام وجود یا عدم وجود وجود دارد در حالی که سنسور دما ، به نوبه خود ، دارای مقدار بسیار زیادی است تنوع کم و فقط خواندن استاندارد مقادیر آن برای تعدیل رفتار Pixie کافی است.

مرحله 4: پروژه مراحل بعدی

• به یک دستگاه اینترنت اشیا تبدیل شوید و ارسال داده ها را به یک پلت فرم از طریق MQTT شروع کنید
• برنامه ای برای سفارشی سازی پارامترها و شاید عبارات
• با لمس گیاه کار را لمس کنید. من یک نمونه عالی از پروژه شبیه Touche را در Instructables پیدا کردم
• شامل یک باتری
• طراحی PCB
• گلدان کامل را نه تنها قاب Pixie چاپ کنید
• برای اجرای صداها بر اساس عبارات ، یک پیزو در پروژه قرار دهید
• حافظه "Pixie" را با داده های تاریخی افزایش دهید (طولانی مدت بدون تشخیص حضور می تواند بیان غم انگیزی ایجاد کند)
• سنسور UV برای تشخیص دقیق تر نور خورشید