Pixie - Neka vaša biljka postane pametna: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Pixie je bio projekt razvijen s namjerom da biljke koje imamo kod kuće učini interaktivnijima, jer je većini ljudi jedan od izazova imati biljku kod kuće znati kako se brinuti o njoj, koliko često zalijevamo, kada i kada koliko je sunca dovoljno, itd. Dok senzori rade na prikupljanju podataka o biljci, LED zaslon, namjerno pikseliran (otuda i naziv Pixie), prikazuje osnovne izraze koji ukazuju na stanje biljke, poput radosti dok se zalijeva ili tuge ako je temperatura previsoka, to znači da je treba odnijeti na hladnije mjesto. Kako bi iskustvo učinilo još zanimljivijim, dodani su i drugi senzori, poput prisutnosti, dodira i svjetline, koji su prevedeni u druge izraze zbog kojih izgleda da sada imate virtualnog kućnog ljubimca o kojem morate brinuti.

Projekt ima nekoliko parametara gdje je moguće prilagoditi granice i potrebe svakog slučaja, uzimajući u obzir raznolikost biljaka, kao i senzore različitih marki. Kao što znamo, postoje biljke kojima je potrebno više sunca ili vode, dok druge mogu živjeti s manje resursa, poput kaktusa, na primjer, u ovakvim slučajevima parametri su neophodni. Kroz ovaj članak predstavit ću rad i pregled o tome kako izgraditi Pixie koristeći malo znanja o elektronici, komponentama koje se lako nalaze na tržištu i kućištu s 3D printom.

Iako je to potpuno funkcionalan projekt, postoje mogućnosti prilagođavanja i poboljšanja koja će biti predstavljena na kraju članka. Bit će mi drago odgovoriti na svako pitanje o projektu ovdje u komentarima ili direktno na moju adresu e -pošte ili Twitter.

Supplies

Sve se komponente lako mogu pronaći u specijaliziranim prodavaonicama ili na web stranicama.

• 1 MCU ESP32 (može se koristiti ESP8266 ili čak Arduino Nano ako ne želite slati podatke putem interneta)

  Ovaj model sam koristio za projekat

• 1 LDR 5 mm GL5528
• 1 PIR element D203S ili sličan (to je isti senzor koji se koristi u modulima SR501 ili SR505)
• 1 DHT11 Senzor temperature
• 1 Senzor vlažnosti tla

  Radije koristite kapacitivni senzor tla umjesto otpornog, ovaj video dobro objašnjava zašto

• 1 LED matrica 8x8 sa integriranim MAX7219

  Koristio sam ovaj model, ali može biti sličan

• 1 Otpornik 4,7 kΩ 1/4w
• 1 Otpornik 47 kΩ 1/4w
• 1 Otpornik 10 kΩ 1/4w

Drugi

• 3d štampač
• Lemilica
• Kliješta za rezanje
• Žice za povezivanje kruga
• USB kabl za napajanje

Korak 1: Krug

Krug se može vidjeti na gornjoj slici pomoću matične ploče, ali da bi se postavili u kućište, veze moraju biti lemljene direktno kako bi zauzele manje prostora. Pitanje korištenog prostora bila je važna točka projekta, pokušao sam smanjiti što je više moguće područje koje bi Pixie zauzimala. Iako je slučaj postao mali, još uvijek je moguće dodatno smanjiti, posebno razvijanjem ekskluzivnog PCB -a u tu svrhu.

Otkrivanje prisutnosti izvršeno je korištenjem samo jednog PIR elementa umjesto kompletnog modula kao što je SR501 ili SR505, budući da integrirani tajmer i široki raspon aktiviranja koji prelazi pet metara nisu bili potrebni. Koristeći samo PIR element osjetljivost se smanjila i otkrivanje prisutnosti vrši se putem softvera. Više detalja o vezi možete vidjeti ovdje.

Još jedan problem koji se ponavlja u elektroničkim projektima je baterija, postojale su neke mogućnosti za ovaj projekt poput 9v baterije ili punjive. Iako je to bilo praktičnije, u kućištu će biti potreban dodatni prostor, pa sam ostavio USB izlaz MCU -a izložen tako da korisnik odlučuje o napajanju i olakšava postavljanje skice.

Korak 2: 3D dizajn i štampanje

Zajedno sa krugom, kućište za smještaj Pixie komponenti je razvijeno i štampano na Ender 3 Pro koristeći PLA. STL datoteke su uključene ovdje.

Neki koncepti bili su prisutni tokom dizajniranja ovog kućišta:

• Budući da se posuda za biljke obično nalazi na stolu, zaslon je postavljen blago nagnut kako se ne bi izgubilo područje gledanja
• Dizajnirano kako bi se izbjeglo korištenje nosača za ispis
• Potiče zamjenu dijelova za druge boje kako bi proizvod bio personaliziraniji, zamjenjiviji i prikladniji dizajn
• Senzor temperature s otvorom za vanjsko okruženje omogućava ispravnije očitavanje
• S obzirom na različite veličine lonaca, ugradnja Pixie u pogon može se izvršiti na dva načina
  • Kroz šipku pričvršćenu za zemlju; ili
  • Koristeći traku koja se omotava oko saksije za biljke

Tačke poboljšanja

Iako su funkcionalne, postoje neke točke u dizajnu koje se moraju izmijeniti, poput veličine zidova koje su definirane kako bi se izbjegao gubitak materijala i ubrzalo štampanje za vrijeme izrade prototipa za 1 mm.

Okov je potrebno poboljšati primjenom dizajnerskih uzoraka u 3D ispisu, vjerojatno će biti potrebno prilagoditi veličinu štapa i stalka kako bi se komadi pravilno zakopčali.

Korak 3: Kodirajte

Kao programer, mogu reći da je to bio najzabavniji dio rada, razmišljanja o tome kako strukturirati i organizirati kod, bilo je potrebno nekoliko sati planiranja, a rezultat je bio sasvim zadovoljavajući. Činjenica da većina senzora koristi analogni ulaz generirala je zaseban tretman koda kako bi pokušali dobiti preciznije očitanje pokušavajući zanemariti lažno pozitivne rezultate što je više moguće. Gornji dijagram je kreiran s glavnim blokovima koda i ilustrira osnovne funkcije. Za više detalja preporučujem da pogledate kod na

Postoji nekoliko točaka otvorenih za izmjene koje vam omogućuju da prilagodite Pixie kako želite. Među njima mogu izdvojiti:

• Učestalost očitavanja senzora
• Vremensko ograničenje izraza
• Maksimalna i minimalna temperatura, granice osvjetljenja i tla, kao i prag senzora
• Prikažite intenzitet svjetla svakog izraza
• Vreme između okvira svakog izraza
• Animacije su odvojene od koda što vam omogućuje da ih izmijenite ako želite

Okidači

Bilo je potrebno implementirati način otkrivanja kada se radnja događa u stvarnom vremenu na osnovu posljednjih očitanja. To je bilo potrebno u tri poznata slučaja, zalijevanje, prisustvo i dodir, te događaje treba pokrenuti čim se otkrije značajna varijacija senzora, a za to je korištena drugačija implementacija. Primjer za to je senzor prisutnosti, jer je samo analogni PIR element korišten u analognom ulazu, vrijednosti koje se očitavaju često se mijenjaju i bila je potrebna logika da se objavi da postoji ili ne, dok senzor temperature, s druge strane, ima vrlo male varijacije i samo standardno čitanje njegovih vrijednosti dovoljno je za prilagodbu ponašanja Pixieja.

Korak 4: Projektirajte sljedeće korake

• Postanite IoT uređaj i počnite slati podatke na platformu putem MQTT -a
• Aplikacija za prilagodbu parametara i možda izraza
• Učinite dodir dodirom biljke. Našao sam odličan primjer projekta sličnog Toucheu na Instructables
• Uključuje bateriju
• Dizajnirajte PCB
• Odštampajte kompletnu vazu ne samo na kućištu Pixie
• Uključite piezo u projekt za reprodukciju zvukova u skladu s izrazima
• Proširite Pixiejevo "pamćenje" povijesnim podacima (predugo bez otkrivanja prisutnosti moglo bi generirati tužan izraz)
• UV senzor za preciznije otkrivanje izlaganja suncu