Taman Herba Dalaman Pintar: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Projek Fusion 360 »

Dalam Instructable ini, saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana saya membuat taman herba dalaman pintar saya! Saya mempunyai beberapa inspirasi untuk projek ini dengan yang pertama kerana saya mempunyai minat terhadap model Aerogarden di rumah. Selain itu, saya mempunyai Arduino Mega yang tidak terpakai dengan pelindung skrin sentuh TFT yang baru bertahun-tahun duduk di tong elektronik saya. Saya fikir mengapa tidak cuba membuat Aerogarden saya sendiri seperti taman ramuan menggunakan Arduino dengan sebahagian masa tambahan yang saya ada semasa karantina! Saya akhirnya membuat sedikit tambahan dengan projek ini kerana saya menambahkan sensor kelembapan pada setiap bahagian tanah tetapi ia terbukti berguna setakat ini. Secara keseluruhan, saya tidak boleh lebih gembira dengan bagaimana semuanya berubah!

Saya baru sahaja menyelesaikan projek ini dan menanam sebiji selasih dan biji kucai pada 5/7/2020. Instructable ini disiarkan pada 5/11/2020. Saya berharap bahawa tanaman akan mula tumbuh pada minggu yang akan datang ini dan saya pasti akan mengemas kini Instruktif ini dengan gambar pertumbuhan yang sedang berkembang

Berikut adalah ikhtisar ringkas beberapa ciri taman ramuan dalaman pintar saya:

- Paparan skrin sentuh yang memaparkan waktu, hari dalam seminggu, dan tarikh.

- Empat alikuot 2,35 "x 2,35" x 2,33 "untuk menanam herba. Dulang Aliquot dimasukkan ke dalam lembangan yang mengumpulkan sebarang saliran air dan mengasingkan diri dari elektronik.

- Pengaturan LED yang membolehkan pengguna menetapkan masa dan tempoh "hidupkan" yang diingini. Selain itu, pengguna boleh mematikan LED daripada menyala jika mereka mahu.

- Halaman sensor kelembapan yang menunjukkan antara 4 ramuan herba mana yang perlu disiram.

- Cahaya tumbuh yang boleh disesuaikan yang memberi pengguna ~ 6-8 inci lebih tinggi apabila tanaman mula tumbuh.

Sekiranya anda berminat untuk melihat bagaimana saya membuat projek ini atau anda ingin membuatnya sendiri, sila ikuti!

Bekalan

Elektronik:

- Arduino Mega 2560

- Perisai Skrin Sentuh TFT 2,8"

- 4x Sensor Kelembapan Tanah

- MOSFET 3x N-Channel P30N06LE

- 1x RTC DS3231 Modul

- Jalur Lampu LED

- Bekalan kuasa 5V 2A

- Bateri Sel CR1220 3V

- Perintang 3x 220 Ohm

- Perfboard

- Jack Barel DC

- Pendawaian

Penanam Taman Herba:

- Putih dan Hitam 3D Printer PLA Filament (jika anda memilih untuk mencetak pangkalan anda sendiri)

- Veneer Kayu Oak Merah

- Logam lembaran aluminium nipis (pilihan)

- Cat dan Primer Semburan Logam Berkilat

- Kemasan Kayu / Noda

- Satu lapisan Polyurethane Coat

Produk Tanah / Herba:

- Benih herba pilihan anda

- Miracle Grow Topsoil

Pelbagai:

- Pita Elektrik / Pita Pelukis

- Pistol gam panas

- Pencetak 3D (pilihan)

- Pisau Exacto

- Kertas pasir (~ 220 + Grit)

- Besi solder + Pateri

- Superglue Cyanoacrylate

- Alat (Pemotong wayar, gunting, tang hidung jarum)

Langkah 1: Menyiapkan Elektronik

Pada asasnya terdapat 4 komponen utama untuk bahagian elektronik projek dengan otak komponennya adalah Arduino Mega 2560. 1) Perisai Skrin Sentuh TFT. 2) Modul Jam RTC. 3) Sensor Tanah. 4) Transistor MOSFET dan Jalur LED. Saya menggunakan Mega untuk projek ini kerana ia memberi saya pin tambahan setelah meletakkan pelindung skrin sentuh ke Mega. Terdapat banyak tutorial untuk setiap 4 komponen utama yang saya senaraikan di atas untuk projek ini dan saya akan menghubungkan beberapa yang saya gunakan serta memberikan beberapa maklumat tambahan yang saya temui sepanjang perjalanan.

Sila rujuk papan roti Fritzing saya dan skema untuk susun atur asas litar. CATATAN: Fritzing tidak mempunyai sensor tanah yang tepat yang saya gunakan dalam projek saya. Yang saya gunakan juga dilengkapi dengan litar pembanding LM393 dan saya berusaha sebaik mungkin untuk meniru pendawaian dalam gambar Fritzing. Lihat di bawah untuk maklumat lebih lanjut mengenai pendawaian yang tepat sekiranya masih membingungkan.

1) Arduino Mega dan Skrin Sentuh TFT 2.8"

Pautan Berguna:

Tutorial Adafruit: Asas untuk menghubungkan perisai, memasang perpustakaan yang sesuai, dan menjalankan kod contoh.

Saya percaya bahawa saya membeli perisai skrin sentuh saya dari Adafruit dan pasti menggunakan tutorial mereka untuk mendapatkan bantuan mengenai persediaan awal dan menjalankan kod contoh. Selain menghubungkan perisai dengan betul, sebenarnya tidak ada yang lebih banyak sehingga bahagian pengekodan pada langkah seterusnya. Satu-satunya langkah penting ialah memotong pin Vin pada perisai yang menyambung ke pin Arduino Vin. Memotong pin ini membolehkan anda mempunyai akses pin untuk memberikan kuasa arduino dari bekalan kuasa luaran, jadi pastikan untuk melakukannya.

2) Modul Jam RTC

Pautan Berguna:

Tutorial Adafruit: Papan pelarian yang berbeza daripada yang saya gunakan dalam projek saya tetapi cip DS3231 yang sama.

Menyambungkan modul jam masa nyata ke Mega juga mudah. Yang anda perlukan hanyalah sambungan 5V, GND, SDA, dan SCL. Untuk projek saya, saya menghubungkan SDA dan SCL dari jam ke pin masing-masing 20 dan 21 di Mega. Saya juga menggunakan tutorial Adafruit untuk memulakan jam tetapi lebih banyak lagi pada langkah seterusnya. Buat masa ini, selesaikan pendawaian seperti yang digambarkan.

3) Sensor Tanah

Pautan Berguna:

Tutorial Instructables: Pengguna mdabusaayed mempunyai tutorial hebat dan ringkas mengenai bagaimana menggunakan sensor ini!

Saya sebenarnya memerintahkan sensor ini setelah memulakan bahagian elektronik projek ini. Sebagai ganti sensor ini semasa ujian awal, saya menggunakan suis biasa sebagai input digital dan itulah sebabnya terdapat di litar papan roti awal saya. Sebagai catatan pengguna, sensor tanah ini dapat digunakan sebagai input digital ATAU input analog. Kerana saya hanya mahu sensor ini memberitahu saya jika tanah kering atau tidak, saya hanya menggunakan pin output digital mereka. Masing-masing memerlukan sambungan pin 5v dan GND dan saya menggunakan pin 23-26 di Mega untuk menyambungkan output digital mereka

4) Transistor dan jalur LED RGB

Pautan Berguna:

Tutorial Jalur Cahaya LED Arduino: Pautan ini mempunyai Projek Membuat yang sama yang menunjukkan cara menggunakan pin output digital MOSFETS dan arduino untuk memandu dan Jalur LED RGB

Video Jalur Cahaya Arduino-LED:

Saya mengambil Jalur LED RGB murah dari FiveBelow yang boleh dikuasakan dari 5V. Pin output digital Arduino tidak dapat menyediakan arus yang cukup untuk jalur yang mana MOSFETS dimainkan. Tutorial yang dipautkan menerangkan litar dengan lebih terperinci daripada yang dapat saya periksa sekiranya anda berminat mengapa saya melakukan ini. Ikuti pendawaian dalam rajah litar saya untuk menyambungkan jalur dan MOSFET ke arduino. Penafian: Sekarang saya menyedari terdapat banyak penyelidikan mengenai LED tumbuh tumbuhan tertentu dengan jumlah watt X pada frekuensi Y. Saya sangat meragukan bahawa jalur $ 5 saya yang murah memenuhi banyak kriteria itu tetapi saya fikir cahaya lebih baik daripada tidak ada dan saya menyilangkan jari saya bahawa saya akan mendapat beberapa pertumbuhan ramuan di sini dalam beberapa minggu akan datang: p Seperti yang telah disebutkan di intro, Saya akan terus mengemas kini Instruktif ini sekiranya saya perlu menggunakan lampu / jalur LED yang lebih kuat.

Langkah 2: Program Arduino

Semasa membuat program saya, saya mempunyai beberapa tujuan dengan apa yang saya mahukan untuk dicapai. Pertama, saya mahu skrin sentuh memaparkan masa dan tarikh semasa. Kedua, saya mahukan beberapa gambar fungsional di layar yang dapat dikenal pasti oleh pengguna dan tekan untuk membawanya ke skrin yang berbeza dengan pilihan tambahan (penyiraman baldi ke halaman sensor kelembapan dan tetapan ke halaman tetapan LED.) Akhirnya, saya mahukan gambar di skrin untuk memberitahu pengguna jika lampu LED menyala atau tidak (ditunjukkan oleh bola lampu).

Kodnya agak panjang jadi saya tidak akan mengikut baris demi baris tetapi lebih menonjolkan ciri umum mengenai apa yang dilakukan oleh kod tersebut. Ia mungkin tidak sempurna tetapi ia memenuhi apa yang saya mahukan. Jangan ragu untuk memuat turun dan mengubah kod saya mengikut keinginan anda! Terdapat beberapa video Youtube hebat yang membantu saya ketika menulis kod: Cara Mekatronik dan Educ8s.tv mempunyai beberapa tutorial hebat. Saya ingin menyebutkan bahawa gambar baldi penyiraman, bola lampu, dan logo tetapan dicetak di skrin dari nilai bitmapnya. Image2cpp adalah alat hebat yang saya gunakan yang secara automatik menukar gambar menjadi bitmap.

Sekiranya anda tidak berminat dengan proses pemikiran saya untuk kod tersebut, abaikan apa yang ada di bawah dan muat turun program.ino saya dan juga fail.c. Pastikan meletakkan kedua-duanya dalam folder yang sama. Sambungkan Mega anda ke komputer melalui port USB dan menggunakan Arduino IDE, muat naik program ke Mega anda!

Sorotan kod Indoor_Flower_Pot.ino

Permulaan

- Sertakan perpustakaan Adafruit (GFX, TFTLCD, TouchScreen.h, RTClib.h)

- Tentukan pin / pemboleh ubah skrin sentuh (sebilangan besar ini saya salin dan tampal dari kod contoh Adafruit pada skrin sentuh TFT

- Tentukan pemboleh ubah yang digunakan sepanjang program

Pembatalan Tidak Sah

- Sambungkan ke skrin sentuh TFT

- Konfigurasikan pin sensor tanah dan pin led menggunakan fungsi pinMode ()

- Lukiskan skrin utama (saya membuat fungsi khusus untuk program saya untuk menarik setiap skrin. Anda boleh mendapatkannya di bahagian bawah program saya selepas gelung kosong ())

Gelung Kekosongan

- Lukiskan skrin utama jika itu yang dipilih

- Periksa waktu dan kemas kini skrin jika waktu telah berubah

- Periksa waktu dan lihat apakah ia berada di antara LED "On Time" dan LED "Timer"

- Jika ya, hidupkan LED dan lukiskan bola lampu di skrin

- Jika tidak, putar LED dan lepaskan bola lampu dari skrin

- Lukis halaman sensor kelembapan jika baldi air dipilih

- Baca input sensor tanah dan isikan bulatan yang sesuai jika tanah kering

- Jika tanah masih lembab, biarkan bulatan tidak terisi

- Lukis halaman tetapan LED jika gambar tetapan dipilih

- Baca dan simpan On Time, AM atau PM, dan Timer.

- Jika LED MATI dipilih, biarkan LED padam tanpa mengira Waktu atau Pemasa

Langkah 3: Merancang Taman Herba dan Percetakan 3D

Saya tahu sebelum merancang Taman Herba bahawa saya ingin membungkus pangkalan dengan Veneer. Oleh kerana itu, saya perlu membuat reka bentuk yang agak persegi dengan sudut tajam dan bukannya reka bentuk yang lebih bulat kerana venir kemungkinan tidak akan mematuhi sesuatu yang lebih elips. Ciri lain yang saya mahukan ialah batang yang boleh disesuaikan untuk LED untuk menampung pertumbuhan tanaman. Selain itu, saya memerlukan ruang untuk menempatkan skrin sentuh / elektronik serta lembangan kilang yang berasingan yang akan berisi air dan mengasingkannya dari elektronik. Akhirnya, saya membuat sisipan dulang saya sendiri untuk ramuan yang mempunyai 4 bahagian kecil dan sesuai dengan sempurna di dalam lembangan. Saya gembira dengan reka bentuknya! Saya menggunakan Fusion 360 untuk projek ini dan saya telah memasukkan fail.stl dan fail.gcode saya untuk semuanya, jadi jangan ragu untuk memuat turun, menukar dan mencetak!

Pangkalan penanam terlalu besar untuk dimuatkan dalam pencetak saya, jadi saya mesti mencetaknya dalam dua bahagian. Saya mencetak semuanya dalam filamen putih PLA kecuali sisipan dulang yang saya cetak dengan warna hitam. Saya menggunakan Cura sebagai perisian mengiris dan butiran percetakan saya ada di bawah. Beritahu saya jika anda ingin melihat lebih banyak gambar setiap bahagian dalam perisian mengiris.

Perincian Perisian Slicing:

- Pencetak Saya: Pembuat Pilih Pencetak V2- Muncung: 0.4mm - Filamen: Hitam dan Putih PLA filamen 1.75mm - Percetakan Temp / Binaan Plat Temp: 210C / 60C- Kelajuan Cetakan: 60 mm / s- Isi: 25% - Aktifkan Sokongan: Ya, di mana sahaja- Lekapan Binaan Plat: Penuh 3mm

Langkah 4: Menyelesaikan Taman Herba

Kerana asas kebun ramuan yang dicetak dalam dua bahagian langkah pertama adalah merekatkannya menggunakan superglue cyanoacrylate cepat. Gambar menunjukkan beberapa langkah yang paling penting dan saya akan senaraikan di bawah berdasarkan bahagian.

Pangkalan Kebun Herba:

Setelah melekatkan kedua-dua bahagian itu, saya mengambil kertas pasir pasir sederhana dan sedikit mengecilkan pangkalnya. Saya kemudian meletakkan venir saya dan mengesan keempat-empat sisi pangkalan serta bahagian atas ke venir. Saya tidak mahu menguduskan batang sehingga saya membiarkannya kosong. Saya menggunakan pisau tepat untuk memotong venir. Berhati-hati ketika menelusuri dan memotong venir untuk memastikan bahawa butir kayu akan berada di arah yang betul semasa terpaku. Saya akhirnya membuat kesilapan ini tetapi bernasib baik di belakang dan sukar untuk diberitahu. Saya kemudian meletakkan sedikit gam pada venir, cukup untuk menutupi seluruh permukaan, dan melekatkannya ke dasar kebun ramuan. Saya melakukan dua sisi pada satu masa sehingga saya dapat menambah berat / penjepit.

Setelah semua venir dilekatkan dan dikeringkan, saya mengambil kertas pasir 220 grit dan melicinkan alasnya secara manual. Anda ingin berhati-hati dan sabar di sini agar tidak tersengat sudut veneer anda secara tidak sengaja dan merobeknya. Bahagian kesabaran adalah penting kerana akan memerlukan sedikit masa untuk melengkapkan tepi dan menjadikan semuanya kelihatan lancar. Saya akhirnya menggunakan sebilangan kecil pengisi kayu untuk beberapa celah besar yang tidak dapat saya bulatkan ketika mengamplas.

Setelah pengamplasan selesai, saya menggunakan beberapa lapisan kayu Minwax dan mengikuti arahan mereka semasa memohon. Setelah membiarkan selama 24 jam, saya meletakkan poliuretana satu lapisan ke pangkal untuk memberikan kilauan halus yang bagus!

Lembangan Penanam:

Langkah ini mungkin tidak diperlukan tetapi saya paranoid mengenai air yang berpotensi bocor ke elektronik. Walaupun saya ragu banyak air akan mengalir keluar dari baki memasukkan ke dalam lembangan, saya masih terus menambahkan sejumlah kecil silikon ke sudut lembangan.

Sokongan Lampu LED

Saya mahu melukis bahagian atas penyokong cahaya dalam kilauan logam untuk memberikannya rasa cahaya taman kanak-kanak. Saya melakukan ini dengan mengetuk batang sokongan dengan pita pelukis dan kemudian meletakkan lapisan primer ke kawasan yang terdedah. Setelah kering, saya mengikuti dengan dua lapisan cat semburan kilauan logam. Anehnya, saya menjumpai sekeping logam lembaran nipis di kawasan kerja saya setelah mengecat kepingan itu dan berfikir bahawa ia akan kelihatan lebih realistik dan lebih baik daripada cat semburan. Saya mengesan bahagian atas penyokong cahaya, memotong logam, dan menggunakan cengkaman naib untuk membengkokkan logam. Saya kemudian melekatkannya di bahagian atas. Saya menggunakan bulu keluli untuk membersihkan logam dan memberikan kilauan yang bagus.

Langkah 5: Memuktamadkan Elektronik dan Pendawaian

Setelah asas taman ramuan selesai dan sokongan lampu LED dicat, langkah terakhir adalah menyelesaikan pendawaian dan menambahkan semua komponen! Saya sekali lagi akan menyenaraikan setiap langkah penting di bawah. Saya dapati bahawa banyak wayar dan gam panas adalah kawan baik saya.

Papan iklan:

Saya mendapat papan wangi kecil dan meletakkan modul MOSFET, RTC, dan perintang ke atasnya untuk mendapatkan ukuran anggaran. Saya kemudian memotongnya dan mula menyolder komponennya. Anda benar-benar boleh merancang papan wangi anda seperti yang anda mahukan. Anda akan melihat di papan iklan saya bahawa saya mempunyai satu baris utama (+ 5V) dan juga satu baris utama (GND). Ketahuilah bahawa pada penghujungnya, papan wangi anda akan kelihatan seperti hari rambut yang buruk dengan wayar ke mana-mana. Ini kerana anda memerlukan 7 wayar ke arduino anda (SDA, SCL dari modul RTC, Vin, GND, dan 3 pin digital yang disambungkan ke perintang / pin asas anda pada MOSFET.) Anda juga memerlukan tambahan 8 wayar datang dari sensor kelembapan anda (4 wayar positif menuju ke setiap pin tanah sensor 5v, dan 4 wayar tanah menuju ke setiap pin ground sensor tanah).

Jalur Lampu LED pada Sokongan Cahaya:

Setelah melepaskan LED, saya dapati 2 bahagian jalur boleh memuat panjang sokongan sebelum saya memotongnya. Sebaik sahaja saya mempunyai semua jalur, saya menggunakan gam panas untuk merekatkannya di tempat yang memberi sedikit ruang di antara setiap jalur. Saya kemudian menggunakan wayar 28 tolok yang fleksibel untuk menyolder dan menghubungkan masing-masing (+) - (+), B-B, R-R, dan G-G ke pad masing-masing. Setelah selesai, saya menguji jalur untuk memastikan semua pad disolder dengan betul sebelum memasukkan wayar melalui batang sokongan.

Pemasangan akhir:

Saya memulakan perhimpunan terakhir dengan melekatkan soket DC di tempatnya. Saya kemudian memasukkan 4 wayar pengukur 28 fleksibel kecil dari dasar, melalui poros tengah, dan hingga ke sokongan cahaya. CATATAN: penting untuk memotong wayar hingga panjang yang boleh sampai ke lampu walaupun poros tengah dan cahaya dinaikkan sepenuhnya. Saya kemudian memateri setiap wayar ke pad masing-masing pada lampu. Kawat (+) disambungkan terus ke soket DC.

Dari terminal bicu (+) DC, saya menyambungkan wayar dan menyolder hujung yang lain ke garisan 5V di papan wangi. Saya mengulangi proses itu dari terminal jack (-) DC ke garis bawah.

Saya kemudian menggunakan sebotol lem panas dan menempelkan papan wangi pada tempatnya di bahagian bawah taman herba. Saya menyambungkan wayar yang sesuai ke arduino berdasarkan skema saya dan memasang skrin sentuh melalui tingkap di bahagian depan pangkalan. Bergantung pada seberapa ketat pemakaiannya, anda mungkin atau mungkin tidak perlu menggunakan sentuhan gam panas untuk menutupnya.

Akhirnya, saya melekatkan empat modul sensor tanah ke tempatnya di dinding sisi memastikan setiap sensor diletakkan dengan betul untuk bacaan yang sesuai di halaman sensor kelembapan skrin sentuh. Selepas itu, saya menyambungkan empat sensor tanah, menyalurkan wayar melalui slot kecil, dan menambahkan lembangan tanaman dengan dulang!

Dan sama seperti pendawaian selesai!

Langkah 6: Tanah, Benih, dan Lengkap

Langkah terakhir adalah mendapatkan tanah pot dan biji pilihan anda! Saya mengisi setiap bahagian sisipan dulang dengan tanah pot hingga kira-kira 0.5 inci dari atas. Saya membuat sedikit kesan di tengah-tengah setiap tanah, menambahkan beberapa biji pada setiap tanah, dan ditutup dengan ~ 0,25 tanah.

Saya kemudian memasukkan dulang ke lembangan tanaman dan memasukkannya ke dalam pangkalan kebun ramuan! Semasa menyiram, saya dapati cara terbaik untuk melakukan ini adalah dengan menggunakan turkey baster dan menambahkan air sehingga tanah kelihatan lembap. Saya kemudian dapat mengesahkan bahawa tanah disiram dengan cukup setelah menunggu beberapa minit dan memeriksa halaman sensor kelembapan. Sekiranya bulatan tidak terisi yang menunjukkan bahawa tanaman disiram dengan betul!

Sekarang berharap tanaman ini benar-benar tumbuh: P Saya harap anda menikmati Instruksinya ini dan berharap dapat melihat apakah ada yang membuat anda sendiri. Selamat membuat!

Naib Johan dalam Peraduan Arduino 2020