Plantagotchi! Penanam Pintar: 8 Langkah (dengan Gambar)

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

Plantagotchi mati sehingga tanaman anda tidak perlu.

Saya baru-baru ini menjadi pemilik kilang tanaman yang baru (bernama Chester) dan saya sangat menginginkannya menjalani kehidupan yang panjang dan sihat. Malangnya, saya tidak mempunyai ibu jari hijau. Saya langsung yakin bahawa saya akan menghantar Chester ke kubur awal sekiranya saya tidak mendapat pertolongan. Dia kelihatan agak sedih ketika saya mendapatkannya.

Ini adalah bagaimana saya membuat Plantagotchi - penanam pintar yang memberitahu anda ketika anda menjadi ibu bapa tanaman yang lalai. Plantagotchi mengubah tanaman anda menjadi cyborg yang memberi maklum balas apabila keperluannya tidak terpenuhi. Sekiranya cahaya matahari atau air tidak mencukupi, ia akan mati (matanya beralih ke Xs). Ini membolehkan anda menebus tanaman anda sebelum terlambat!

Catatan: ini adalah entri ke dalam Planter Challenge & saya menggunakan Tinkercad dalam reka bentuk saya.

Langkah 1: Inspirasi & Fungsi Reka Bentuk

Semasa mengimpikan Plantagotchi, saya membayangkan sebuah persilangan antara Tamagotchi (haiwan digital dari tahun 90-an yang mustahil untuk terus hidup), dan Anana (nanas antropomorfik dari rancangan pendidikan Kanada Perancis 80-an yang rendah anggaran - Téléfrancais!)

Pada tahap yang paling asas, saya memahami bahawa tanaman saya memerlukan dua perkara untuk bertahan hidup: Air, dan Cahaya. Oleh itu, Plantagotchi mempunyai sensor air dan sensor cahaya. Sekiranya tanaman tidak menerima cahaya untuk jangka masa yang lama, atau jika airnya mengering, mata Plantagotchi beralih ke Xs.

Pada siang hari, mata Plantagotchi melihat sekeliling bilik. Apabila gelap, ia akan menutupnya (lihat video di intro). Ini memberikan sedikit keperibadian!

Langkah 2: Mengumpulkan Persediaan

Ini bukan projek yang sukar; namun, saya tidak mengesyorkannya untuk pemula mutlak dengan alasan berikut:

• Anda perlu menyolder skrin TFT
• Anda perlu merasa selesa memasang dan menyelesaikan masalah perpustakaan Arduino
• Sekiranya anda ingin menyesuaikan reka bentuk mata, anda perlu menjalankan program Python di baris perintah.

… Sekiranya semua ini terdengar OK - mari bermula !!

Mata didasarkan pada tutorial Adafruit yang menakjubkan: Mata Animasi Elektronik menggunakan Teensy. Saya membuat pengubahsuaian untuk menyesuaikan projek ini, tetapi tutorial asalnya mempunyai banyak sumber dan petua penyelesaian masalah sekiranya skrin tidak berfungsi dengan baik.

Bekalan untuk mata & sensor:

1. 2 skrin TFT kecil
2. Teensy 3.1 atau 3.2 mikrokontroler
3. Kawat
4. Fotoresistor
5. Perintang 10m Ohm
6. 2 kuku tergalvani kecil
7. 2 Klip Buaya (pilihan)
8. Sedikit span
9. Papan roti
10. Pemotong wayar
11. Pita elektrik
12. Sarung bercetak 3D untuk mata

Bekalan untuk pematerian

1. Besi pematerian
2. Pateri
3. Sapu sumbu (sekiranya anda melakukan kesalahan)

Bekalan untuk penanam:

1. Tin kopi besar
2. Kotak gula-gula keras untuk menempatkan mikrokontroler (saya menggunakan sebungkus pudina Excel)
3. Cat Akrilik
4. Berus cat
5. Gunting
6. Paku & tukul untuk menebuk lubang
7. Pita pelekat (pilihan - tidak digambarkan)
8. Kotak jus (pilihan - tidak bergambar)
9. Pistol gam (pilihan)
10. Tinfoil untuk hiasan (pilihan - tidak digambarkan)

Langkah 3: Mendapatkan Mata

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, saya mengikuti tutorial Adafruit ini untuk mendapatkan pandangan awalnya.

Tutorial Adafruit mempunyai arahan yang lebih mendalam daripada yang saya ada di sini. Saya akan meringkaskan petunjuk umum, dan menyoroti cabaran yang saya alami.

1. Kabel pateri ke skrin. Anda perlu menyambungkan wayar ke pin berikut:

• VIN
• GND
• SCK
• SI
• TCS
• RST
• D / D

Cabaran - Saya segera menyisipkan tajuk ke skrin saya untuk papan roti, tetapi kemudian ia tidak sesuai dengan penutup bercetak 3D. Ini bermaksud saya harus mengeluarkannya dan memasang semula wayar. Langkau kekecewaan ini dengan menggunakan wayar dan bukannya header terlebih dahulu.

2) Pasang Teensyduino libraryChallenge - jangan biarkan pemasang menyertakan perpustakaan Adafruit ketika anda melalui proses penyediaan. Perpustakaan ini sudah lapuk, dan akan menyebabkan kesalahan kod anda.

3) Uji TeensyUpload lakaran sekelip mata sederhana untuk melihat apakah pemasangan Teensyduino anda berjaya.

4) Pasang perpustakaan grafik di Arduino IDE Anda memerlukan perpustakaan Adafruit_GFX, dan perpustakaan Adafruit_ST7735

5) Skrin kabel ke Teensy menggunakan papan roti Sambungkan wayar anda seperti berikut ke Teensy (klik di sini untuk peta pin Teensy)

• VIN - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS - Pin 9 (mata kiri), atau 10 (mata kanan)
• RST - Pin 8
• D / C - Pin 7

6) Muat naik fail "mata luar biasa" ke TeensySebaiknya mulakan dengan kod asal dari Adafruit Tutorial, dan bukannya versi saya yang diubahsuai, kerana saya mungkin hanya memaparkan Xs dan bukannya mata apabila tidak ada sensor.

Cabaran -Breadboarding dengan skrin TFT boleh menyakitkan kerana mereka sangat sensitif. Sekiranya wayar yang tidak diselesaikan tergoyang sama sekali, saya akan berakhir dengan skrin putih sehingga saya memuatkan semula lakarannya. Menyelesaikan hubungan memperbaiki cabaran ini bagi saya.

Langkah 4: Menyesuaikan Reka Bentuk Mata

Mata lalai yang terdapat di perpustakaan ini sangat realistik. Namun, mereka merasa terlalu menyeramkan untuk projek ini - saya mahukan sesuatu yang lebih menyerupai mata palsu.

Untuk membuat mata anda sendiri, ubah fail-p.webp

Ini adalah arahan yang perlu anda jalankan untuk menghasilkan bitmap baru (perhatikan anda memerlukan Python * & beberapa pakej termasuk PImage agar ini dapat berjalan dengan baik).

python tablegen.py defaultEye / sclera-p.webp

Setelah anda menjalankan skrip, fail.h baru akan muncul. Cukup seret fail ini ke folder yang sama dengan fail uncannyEyes.ino, dan kemudian ubah bahagian #include di kod Arduino sehingga tahu mencari fail.h yang baru anda buat. Apabila anda memuat naik kod ke Teensy, skrin anda akan memaparkan reka bentuk mata baru anda.

* Perhatikan bahawa fail tablegen.py dari tutorial Adafruit hanya berfungsi pada Python 2. Versi yang saya muat naik di atas berfungsi dengan Python 3.

Langkah 5: Percetakan 3D

Saya tidak pernah mencetak 3D sebelumnya, jadi ini sangat menarik!

Pada asalnya saya ingin mencetak keseluruhan periuk dengan potongan mata & mikrokontroler, tetapi saya tidak pasti mengenai logistik mencetak sesuatu sebesar ini. Saya memutuskan untuk mula kecil dengan menggunakan versi casing 3D yang diubah suai yang ditawarkan dalam tutorial Adafruit. Cetakannya lebih murah, dan dapat digunakan kembali di projek lain pada masa akan datang.

Saya menganggap penyesuaian cetakan 3D akan menjadi bahagian paling sukar dalam projek ini, tetapi ternyata sangat mudah. Saya menggunakan Tinkercad, dan proses onboarding hanya memerlukan beberapa minit.

Setelah bermain-main selama beberapa minit membuat rekaan gila (untuk projek masa depan). Saya memuat naik fail.stl dari Adafruit, dan kemudian menambah pegangan untuk membantunya berdiri di dalam kotoran. Saya hanya perlu menyeret dan menjatuhkan bentuk segi empat tepat pada reka bentuk dan mengubah saiznya. Mudah! Ia siap dicetak dalam masa yang singkat.

Proses ini tidak sepenuhnya tanpa kesalahan manusia - saya secara tidak sengaja mengirim fail yang salah ke kedai cetak, dan akhirnya hanya dengan potongan "depan" (dua dengan tiang segi empat disertakan, dua tanpa), dan tidak ada potongan belakang. Namun, ini berfungsi dengan baik, bahagian depan tambahan boleh berganda sebagai belakang, dan lubang yang lebih besar menjadikannya lebih mudah untuk melewati wayar (kemenangan tidak sengaja!)

Reka bentuk bercetak 3d dari Adafruit juga mempunyai ruang untuk memasukkan manik plastik bulat di atas untuk membuat mata kelihatan lebih realistik. Saya memutuskan selepas mencetak bahawa saya tidak mahu memasukkannya kerana ia terletak di lembah luar biasa, jadi saya menutup celah kiri di sebelah skrin dengan pita juruelektrik. Pita ini juga membantu memastikan komponen saya dilindungi dari kelembapan. Diakui, pita elektrik bukanlah penyelesaian jangka panjang. Sekiranya saya membuat semula projek ini, saya akan mengubahsuai komponen 3D saya agar sesuai dengan reka bentuk saya.

Saya telah melampirkan versi sarung 3D saya yang diubah suai di bawah. Asalnya boleh didapati di pautan ini.

Langkah 6: Menambah Sensor dan Menempatkan Pengawal Mikro

Sensor Cahaya

Saya mengikuti rajah dari laman web Adafruit untuk menghubungkan fotoresistor ke pin A3 pada mikrokontroler.

Dalam kodnya, apabila nilai sensor photoresistor berada di bawah ambang, Plantagotchi memasuki mod tidur. Matanya dekat, dan pemasa bermula. Sekiranya pemasa berterusan selama 24 jam tanpa terganggu, mata Plantagotchi beralih ke Xs untuk menunjukkan bahawa ia memerlukan sedikit cahaya.

Catatan: tumbuhan memerlukan cahaya semula jadi untuk berkembang maju, tetapi Photoresistor sensitif terhadap cahaya semula jadi dan buatan. Oleh itu, penting untuk menempatkan Plantagotchi agar sensor ini tidak menghadap ke arah sumber cahaya dalaman.

Sensor Air

Saya membaca bahawa sensor air berkarat dengan mudah, jadi saya memutuskan untuk menggunakan DIY super sehingga ini dapat diganti dengan mudah. Saya melekatkan klip buaya ke dua wayar dan menghubungkannya ke tanah, dan yang lain ke pin A0. Sekiranya A0 tidak disambungkan ke tanah, ia biasanya mengambil nilai sekitar 50-150, setelah saya menghubungkannya ke tanah nilai turun ke 1. Saya menggunakan buaya untuk memegang dua paku galvanis, yang saya pasangkan erat menggunakan sekeping span. Urutannya adalah seperti berikut:

(Tanah ----- Kuku1 [tersangkut dalam span] Paku2 <------ A0)

Bromeliad menyimpan air dalam cawan yang terbentuk di dasar daunnya (lihat foto). Apabila span basah dari air dalam cawan ini, kedua-dua wayar mengekalkan sambungan, dan nilai sensor A0 tetap rendah. Bagaimanapun, apabila span mengering, sambungannya terputus, dan nilai input melonjak. Ini memicu mata Plantagotchi untuk beralih ke Xs.

Komponen perumahan

Untuk melindungi komponen saya, saya menggunakan bungkusan pudina yang sangat sesuai dengan usia remaja saya, malah mempunyai penutup dengan lubang ukuran yang sesuai untuk wayar. Saya membungkus bungkusan itu dalam pita elektrik supaya kelihatan serupa dengan mata.

Pada akhirnya saya membungkus wayar sensor dengan pita hitam juga kerana kabel ini menyatukan dan menjadikannya lebih mudah bergerak. Sekiranya saya membuat semula projek ini, saya pasti akan melabur dalam Heat Shrink dan lebih sedikit bergantung pada pita..

Langkah 7: Hiaskan Pot & Tambah Tempat untuk Pengawal Mikro

Setelah menghabiskan lebih banyak wang untuk komponen dan percetakan 3d yang saya ingin akui, saya ingin membuat periuk semurah mungkin.

Saya mengitar semula tin kopi yang sesuai dengan ukuran periuk tanaman saya (walaupun, saya terpaksa memukul bibir sedikit sehingga boleh masuk ke dalam). Sebelum menghias periuk, saya memaku beberapa lubang di bahagian bawah sekiranya terdapat perairan.

Oleh kerana saya ingin menyimpan barang elektronik saya, saya boleh mengeluarkan penanam (air + elektronik = bukan idea yang bagus), saya memotong kotak jus dan menempelkannya ke bahagian belakang tin untuk memegang komponennya. Ini menjadikannya kering, dan membolehkan saya membuangnya dengan mudah apabila diperlukan.

Saya tidak suka bagaimana kotak jus keluar di bahagian belakang, jadi saya menggunakan pita pelekat untuk memberikan sedikit bentuk. Seterusnya, saya melukis keseluruhannya dengan cat akrilik. Untuk hiasan, saya meninggalkan sehelai perak di timah, dan meniru ini di kotak jus dengan jalur kecil timah. Akhirnya, saya menambah jalur dengan pita juruelektrik hitam … kerana mengapa tidak!

Langkah 8: Menyatukannya & Langkah Seterusnya

Hadiah Pertama dalam Cabaran Planter