Pixie - Biarkan Tumbuhan Anda Pintar: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Pixie adalah sebuah projek yang dikembangkan dengan tujuan menjadikan tanaman yang ada di rumah menjadi lebih interaktif, kerana bagi kebanyakan orang salah satu cabaran untuk mempunyai tanaman di rumah adalah mengetahui bagaimana menjaganya, seberapa sering kita menyiram, kapan dan berapa banyak cahaya matahari yang cukup, dll. Sementara sensor berfungsi untuk mendapatkan data tanaman, paparan LED, dengan sengaja pixelated (dengan itu nama Pixie), memaparkan ekspresi asas yang menunjukkan keadaan tumbuhan, seperti kegembiraan ketika sedang disiram atau kesedihan jika suhu terlalu tinggi, menunjukkan bahawa ia harus dibawa ke tempat yang lebih sejuk. Untuk menjadikan pengalaman lebih menarik, sensor lain seperti kehadiran, sentuhan dan cahaya telah ditambahkan, yang diterjemahkan ke dalam ungkapan lain yang kelihatannya sekarang anda mempunyai haiwan peliharaan maya untuk dijaga.

Projek ini mempunyai beberapa parameter di mana mungkin untuk menyesuaikan had dan keperluan setiap kes, mengingat kepelbagaian tanaman serta sensor dari pelbagai jenama. Seperti yang kita ketahui, ada tanaman yang memerlukan lebih banyak sinar matahari atau air sementara yang lain dapat hidup dengan sumber yang lebih sedikit, seperti kaktus misalnya, dalam kes seperti ini, mempunyai parameter adalah mustahak. Sepanjang artikel ini, saya akan membentangkan operasi dan gambaran keseluruhan mengenai bagaimana membina Pixie menggunakan sedikit pengetahuan mengenai elektronik, komponen yang mudah dijumpai di pasaran dan cetakan 3D.

Walaupun projek ini berfungsi sepenuhnya, ada kemungkinan penyesuaian dan penambahbaikan yang akan disampaikan pada akhir artikel. Saya dengan senang hati akan menjawab sebarang pertanyaan mengenai projek ini di sini dalam komen atau terus ke akaun e-mel atau Twitter saya.

Bekalan

Semua komponen mudah didapati di kedai atau laman web khusus.

• 1 MCU ESP32 (ESP8266 boleh digunakan atau bahkan Arduino Nano jika anda tidak mahu menghantar data melalui internet)

  Saya telah menggunakan model ini untuk projek ini

• 1 LDR 5mm GL5528
• 1 elemen PIR D203S atau serupa (ia adalah sensor yang sama yang digunakan dalam modul SR501 atau SR505)
• 1 Sensor suhu DHT11

• 1 Sensor kelembapan tanah

  Lebih suka menggunakan sensor tanah kapasitif dan bukannya resistif, video ini menerangkan mengapa

• 1 Led Matrix 8x8 dengan MAX7219 bersepadu

  Saya menggunakan model ini, tetapi mungkin serupa

• 1 Perintang 4.7 kΩ 1 / 4w
• 1 Perintang 47 kΩ 1 / 4w
• 1 Perintang 10 kΩ 1 / 4w

Yang lain

• Pencetak 3d
• Besi pematerian
• Tang Potong
• Wayar untuk sambungan litar
• Kabel USB untuk bekalan kuasa

Langkah 1: Litar

Litar dapat dilihat pada gambar di atas menggunakan papan roti, tetapi untuk diletakkan di casing, sambungan mesti disolder secara langsung untuk mengambil ruang yang lebih sedikit. Persoalan mengenai ruang yang digunakan adalah titik penting dalam projek ini, saya berusaha mengurangkan sebanyak mungkin kawasan yang akan ditempati oleh Pixie. Walaupun casingnya sudah kecil, masih mungkin untuk mengurangi lebih lanjut, terutama dengan mengembangkan PCB eksklusif untuk tujuan ini.

Pengesanan kehadiran dilakukan hanya dengan menggunakan satu elemen PIR dan bukan modul lengkap seperti SR501 atau SR505, kerana pemasa bersepadu dan jarak pengaktifan lebar melebihi lima meter tidak diperlukan. Dengan hanya menggunakan elemen PIR, sensitiviti menurun dan pengesanan kehadiran dilakukan melalui perisian. Maklumat lanjut mengenai sambungan dapat dilihat di sini.

Masalah berulang dalam projek elektronik ialah bateri, ada beberapa kemungkinan untuk projek ini seperti bateri 9v atau bateri yang boleh dicas semula. Walaupun lebih praktikal, ruang tambahan akan diperlukan dalam kes ini dan saya akhirnya membiarkan output USB MCU terdedah sehingga pengguna memutuskan bagaimana bekalan kuasa dan menjadikannya lebih mudah untuk memuat naik lakaran.

Langkah 2: Reka Bentuk dan Percetakan 3D

Seiring dengan rangkaian, casing untuk menampung komponen Pixie dikembangkan dan dicetak pada Ender 3 Pro menggunakan PLA. Fail STL disertakan di sini.

Beberapa konsep hadir semasa reka bentuk kes ini:

• Oleh kerana periuk tanaman biasanya di atas meja, paparan ditempatkan sedikit miring agar tidak kehilangan area tontonan
• Direka untuk mengelakkan penggunaan sokongan percetakan
• Menggalakkan pertukaran bahagian dengan warna lain untuk menjadikan produk lebih reka bentuk yang lebih peribadi, boleh ditukar ganti dan sesuai
• Sensor suhu dengan pembukaan untuk persekitaran luaran untuk membolehkan bacaan yang lebih betul
• Dengan mempertimbangkan saiz periuk yang berbeza, pemasangan Pixie di kilang dapat dilakukan dengan dua cara
  • Melalui batang yang terpaku ke bumi; atau
  • Menggunakan tali yang melilit pot tanaman

Titik penambahbaikan

Walaupun berfungsi, ada beberapa titik dalam reka bentuk yang harus dimodifikasi, seperti ukuran dinding yang telah ditentukan untuk mengelakkan kehilangan bahan dan mempercepat pencetakan selama prototaip sebanyak 1mm.

Kelengkapannya perlu diperbaiki dengan menerapkan corak reka bentuk dalam percetakan 3d, mungkin perlu menyesuaikan ukuran tongkat dan pas untuk memasang potongan dengan betul.

Langkah 3: Kod

Sebagai pengaturcara, saya dapat mengatakan bahawa ia adalah bahagian yang paling menyenangkan dalam bekerja, memikirkan cara menyusun dan mengatur kod, memerlukan beberapa jam perancangan dan hasilnya cukup memuaskan. Fakta bahawa kebanyakan sensor menggunakan input analog menghasilkan perlakuan kod yang berasingan untuk berusaha mendapatkan bacaan yang lebih tepat yang cuba mengabaikan positif palsu sebanyak mungkin. Gambar rajah di atas dibuat dengan blok utama kod dan ia menggambarkan fungsi teras, untuk keterangan lebih lanjut saya cadangkan untuk melihat kod di

Terdapat beberapa titik terbuka untuk pengubahsuaian yang membolehkan anda menyesuaikan Pixie mengikut kehendak anda. Antaranya saya dapat mengetengahkan:

• Kekerapan membaca sensor
• Waktu tamat ungkapan
• Suhu maksimum dan min, had pencahayaan dan tanah serta ambang sensor
• Paparkan intensiti cahaya setiap ungkapan
• Masa antara bingkai setiap ungkapan
• Animasi dipisahkan dari kod yang membolehkan anda mengubahnya jika anda mahu

Pencetus

Adalah perlu untuk menerapkan cara untuk mengesan kapan sesuatu tindakan berlaku dalam masa nyata berdasarkan pembacaan terakhir. Ini diperlukan dalam tiga kes yang diketahui, penyiraman, kehadiran dan sentuhan, peristiwa ini harus dipicu segera setelah variasi sensor terdeteksi dan untuk ini digunakan implementasi yang berbeda. Contohnya adalah sensor kehadiran, kerana hanya elemen PIR yang digunakan dalam input analog, nilai yang dibaca sering berubah-ubah dan logik diperlukan untuk menyatakan bahawa ada atau tidak sementara sensor suhu, pada gilirannya, sangat variasi rendah dan hanya bacaan standard nilainya cukup untuk menyesuaikan tingkah laku Pixie.

Langkah 4: Langkah Selanjutnya Projek

• Jadilah peranti IoT dan mulailah menghantar data ke platform melalui MQTT
• Aplikasi untuk penyesuaian parameter dan mungkin ungkapan
• Jadikan sentuhan berfungsi dengan menyentuh tanaman. Saya dapati contoh projek Touche yang serupa pada Instructables
• Sertakan bateri
• Reka bentuk PCB
• Cetak pasu lengkap bukan sahaja casing Pixie
• Sertakan piezo dalam projek untuk memainkan bunyi yang sesuai dengan ungkapan
• Panjangkan "memori" Pixie dengan data sejarah (terlalu lama tanpa mengesan kehadiran dapat menghasilkan ekspresi sedih)
• Sensor UV untuk mengesan pendedahan Matahari lebih tepat