Plantagotchi! Pametna sadilica: 8 koraka (sa slikama)

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

Plantagotchi umire pa vaša biljka ne mora.

Nedavno sam postao ponosni vlasnik nove sobne biljke (po imenu Chester) i zaista želim da ima dug i zdrav život. Nažalost, nemam zeleni palac. Odmah sam bio uvjeren da ću poslati Chestera u rani grob ako ne dobijem pomoć. Već je bio pomalo tužan kad sam ga dobio.

Ovako sam došao do Plantagotchi - pametne sadilice koja vam daje do znanja kada ste zanemarljivi roditelj biljaka. Plantagotchi pretvara vašu biljku u kiborga koji daje povratne informacije kada njene potrebe nisu zadovoljene. Ako nema dovoljno sunčeve svjetlosti ili vode, umire (oči mu se okreću prema X). Ovo vam omogućava da dopustite biljci prije nego što bude prekasno!

Napomena: ovo je ulazak u Planter Challenge i koristio sam Tinkercad u svom dizajnu.

Korak 1: Dizajn Inspiracija i funkcionalnost

Dok sam sanjao Plantagotchi, zamišljao sam križ između Tamagotchija (digitalnog ljubimca iz 90 -ih koji je bilo nemoguće održati u životu) i Anane (antropomorfni ananas iz niskobudžetne kanadsko -francuske obrazovne emisije 80 -ih - Téléfrancais!)

Na najosnovnijem nivou, shvatio sam da su mojoj biljci potrebne dvije stvari da bi preživjela: Voda i Svjetlost. U skladu s tim, Plantagotchi ima senzor vode i senzor svjetla. Ako biljka duže vrijeme ne prima svjetlost ili joj se voda osuši, oči Plantagotchija se okreću prema Xs.

Tokom dana Plantagotchijeve oči gledaju po prostoriji. Kad padne mrak, zatvara ih (pogledajte video u uvodu). To mu daje malo ličnosti!

Korak 2: Prikupite potrepštine

Ovo nije težak projekat; međutim, ne preporučujem ga apsolutnim početnicima iz sljedećih razloga:

• Morate lemiti TFT ekrane
• Morate se osjećati ugodno prilikom instaliranja i rješavanja problema s Arduino knjižnicama
• Ako želite prilagoditi dizajn oka, morate pokrenuti Python program u naredbenoj liniji.

… Ako sve ovo zvuči u redu - počnimo !!

Oči su zasnovane na nevjerojatnom vodiču za Adafruit: Elektronske animirane oči koristeći Teensy. Napravio sam izmjene kako bih prilagodio ovaj projekt, ali originalni vodič ima puno izvrsnih resursa i savjeta za rješavanje problema u slučaju da ekrani ne rade ispravno.

Potrošni materijal za oči i senzore:

1. 2 mala TFT ekrana
2. Teensy 3.1 ili 3.2 mikrokontroler
3. Žica
4. Fotootpornik
5. 10K ohmski otpornik
6. 2 mala pocinčana čavla
7. 2 kopče od aligatora (opcionalno)
8. Malo sunđera
9. Breadboard
10. Rezači žice
11. Električari
12. 3D štampana futrola za oči

Potrošni materijal za lemljenje

1. Lemilica
2. Solder
3. Lemni fitilj (u slučaju da pogriješite)

Potrošni materijal za sadilicu:

1. Veliki lim za kafu
2. Tvrda kutija slatkiša za smještaj mikrokontrolera (koristio sam paket Excel kovnica)
3. Akrilna boja
4. Kist
5. Makaze
6. Nokat i čekić za bušenje rupa
7. Ljepljiva traka (opcionalno - nije na slici)
8. Kutija za sok (opcionalno - nije na slici)
9. Pištolj za ljepilo (opcionalno)
10. Tanjir za dekoraciju (opcionalno - nije na slici)

Korak 3: Pokretanje očiju

Kao što je ranije spomenuto, slijedio sam ovaj vodič za Adafruit kako bih prvo postavio oči.

Vodič za Adafruit ima dublje upute nego što ja imam prostora za pokriti ovdje. Sažet ću opća uputstva i istaknuti izazove koje sam iskusio.

1. Lemite žice na ekran. Morat ćete spojiti žice na sljedeće pinove:

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

Izazov - Odmah sam lemio zaglavlja na ekran za izradu matične ploče, ali tada se ne bi uklapali u 3D štampano kućište. To je značilo da sam ih morao ukloniti i ponovno lemiti na žicama. Preskočite ovu frustraciju korištenjem žica umjesto zaglavlja.

2) Instalirajte Teensyduino libraryChallenge - ne dopustite da instalacijski program uključi bilo koju Adafruit biblioteku kada prođete kroz postupak postavljanja. Ove biblioteke su zastarjele i uzrokovat će greške u vašem kodu.

3) Testirajte TeensyUpload jednostavnu treptajuću skicu da vidite je li vaša Teensyduino instalacija bila uspješna.

4) Instalirajte grafičke biblioteke u Arduino IDE Trebat će vam biblioteka Adafruit_GFX i biblioteka Adafruit_ST7735

5) Priključite ekran na Teensy pomoću matične ploče. Spojite svoje žice na sljedeći način na Teensy (kliknite ovdje za kartu Teensyjevih pinova)

• VIN - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS - Pin 9 (lijevo oko) ili 10 (desno oko)
• RST - Pin 8
• D/C - Pin 7

6) Pošaljite datoteku "neobičnih očiju" u Teensy. Najbolje je da počnete sa originalnim kodom iz Adafruit Tutorial -a, a ne iz moje modifikovane verzije, jer moja može prikazati samo X umjesto očiju kada nema senzora.

Izazov -Breadboarding sa TFT ekranima može biti bol jer su vrlo osjetljivi. Kad bi se nepolemljene žice uopće pomješale, završio bih s bijelim ekranom sve dok ne bih ponovo učitao skicu. Lemljenje veza riješilo je ovaj izazov za mene.

Korak 4: Prilagođavanje dizajna oka

Zadane oči koje dolaze s ovom bibliotekom vrlo su realne. Međutim, osjećali su se previše jezivo za ovaj projekt - htjela sam nešto više poput googly eye -a.

Da biste napravili vlastito prilagođeno oko, izmijenite-p.webp

Ovo je naredba koju ćete morati pokrenuti da biste generirali novu bitmapu (imajte na umu da su vam potrebni Python* i nekoliko paketa, uključujući PImage da bi ovo radilo ispravno).

python tablegen.py defaultEye/sclera-p.webp

Nakon što pokrenete skriptu, trebala bi se pojaviti nova.h datoteka. Jednostavno povucite ovu datoteku u istu mapu kao i datoteku uncannyEyes.ino, a zatim izmijenite odjeljak #include u Arduino kodu tako da zna tražiti vašu novo generiranu.h datoteku. Kada otpremite kôd u Teensy, na vašim ekranima bi trebao biti prikazan potpuno novi dizajn očiju.

*Imajte na umu da datoteka tablegen.py iz vodiča Adafruit radi samo na Pythonu 2. Verzija koju sam postavio gore radi s Pythonom 3.

Korak 5: 3D štampanje

Nikada prije nisam 3D štampao, pa je ovo bilo vrlo uzbudljivo!

Prvo sam htio odštampati cijeli lonac s izrezima za oči i mikrokontroler, ali nisam bio siguran u logistiku štampanja nečega ove veličine. Odlučio sam umjesto toga početi s malim korištenjem modificirane verzije 3D štampanog kućišta ponuđenog u vodiču Adafruit. Štampanje je bilo jeftinije, a u budućnosti bi se moglo ponovo koristiti u drugim projektima.

Pretpostavljao sam da bi prilagođavanje 3D štampane futrole bio najteži dio ovog projekta, ali pokazalo se da je smiješno jednostavno. Koristio sam Tinkercad, a proces uključivanja trajao je samo nekoliko minuta.

Nakon što ste se nekoliko minuta igrali i stvarali lude dizajne (za buduće projekte). Učitao sam.stl datoteku s Adafruit -a, a zatim dodao kolac kako bih joj pomogao da stane u prljavštinu. Morao sam samo povući i ispustiti oblik pravokutnika na dizajn i promijeniti veličinu. Polako! Brzo je bio spreman za štampanje.

Ovaj proces ipak nije bio u potpunosti bez ljudske greške - slučajno sam poslao pogrešnu datoteku u štampariju i završio sam sa samo "prednjim" komadima (dva sa pravokutnim ulogom, dva bez), i bez zatvorenog stražnjeg dijela. Ovo je ipak dobro funkcioniralo, dodatni prednji dijelovi mogli bi se udvostručiti kao stražnji, a iznimno velika rupa olakšala je provlačenje žica (slučajna pobjeda!)

3D štampani dizajn iz Adafruit -a takođe je imao prostora za uključivanje okrugle plastične perle na vrhu kako bi oči izgledale realnije. Odlučio sam nakon tiskanja da ovo ne želim uključiti jer se graniči s neobičnom dolinom, pa sam praznine sa ove lijeve strane ekrana prikrio električnom trakom. Traka također pomaže u zaštiti mojih komponenti od vlage. Doduše, traka za električara nije dugoročno rješenje. Da sam preuredio ovaj projekt, izmijenio bih svoje 3D komponente kako bi bolje odgovarale mom dizajnu.

Ispod sam priložio svoju modifikovanu verziju 3D kućišta. Originale možete pronaći na ovom linku.

Korak 6: Dodavanje senzora i smještaj mikrokontrolera

Senzor svjetla

Slijedio sam dijagram s Adafruit web stranice za spajanje fotootpornika na pin A3 na mikrokontroleru.

U kodu, kada je vrijednost senzora fotootpornika ispod praga, Plantagotchi prelazi u stanje mirovanja. Oči mu se zatvaraju i počinje tajmer. Ako mjerač vremena traje 24 sata bez prekida, oči Plantagotchija se okreću prema Xs kako bi pokazale da mu treba malo svjetla.

Napomena: biljkama je potrebno prirodno svjetlo za napredak, ali je fotootpornik osjetljiv i na prirodno i na umjetno svjetlo. Stoga je važno postaviti Plantagotchi tako da ovaj senzor ne bude okrenut prema unutarnjem izvoru svjetlosti.

Senzor vode

Čitao sam da senzori za vodu lako hrđaju, pa sam odlučio otići super DIY za ovo kako bi se mogao lako zamijeniti. Spojio sam aligatorske kopče na dvije žice i jednu spojio na masu, a drugu na pin A0. Ako A0 nije spojen na masu, obično pokupi vrijednosti oko 50-150, nakon što ga spojim na masu, vrijednosti se spuste na 1. Koristio sam aligatore za držanje dva pocinčana čavla, koje sam čvrsto zalijepio koristeći komad sunđer. Redosled je sledeći:

(Uzemljenje ----- Nail1 [zaglavljeno u spužvi] Nail2 <------ A0)

Bromelije čuvaju vodu u čašama koje se formiraju u podnožju njihovih listova (vidi fotografiju). Kada je spužva mokra od vode u tim čašama, dvije žice održavaju vezu, a vrijednost osjetnika A0 ostaje niska. Međutim, nakon što se spužva osuši, veza se prekida i ulazna vrijednost raste. Ovo pokreće oči Plantagotchija da se okrenu prema X -ima.

Komponente kućišta

Da bih zaštitio svoje komponente, upotrijebio sam paket kovnica koje su savršeno odgovarale tinejdžerskoj dobi, čak je imao i poklopac s rupom odgovarajuće veličine za žice. Zamotao sam paket u električnu traku kako bi izgledao slično očima.

Na kraju sam i žice senzora omotao crnom trakom jer je držao žice zajedno i olakšao njihovo kretanje. Ako bih ponovio ovaj projekt, definitivno bih uložio u neki Termoskupljač i manje se oslanjao na traku.

Korak 7: Ukrasite lonac i dodajte mjesto za mikrokontroler

Pošto sam potrošio više novca na komponente i 3D štampanje što moram priznati, želio sam napraviti lonac što jeftinije.

Reciklirao sam lim za kafu koji je savršeno odgovarao veličini saksije u mojoj biljci (mada, morao sam malo da zabijem usnu da bi mogla da stane unutra). Prije nego što sam ukrasio lonac, zabio sam neke rupe na dnu u slučaju da je ikada bio previše zalijevan.

Kako sam htio zadržati svoju elektroniku donekle uklonjenom sadilicom (voda + elektronika = nije uvijek dobra ideja), izrezao sam kutiju za sok i zalijepio je na stražnju stranu limenke kako bih držao komponente. To ih održava suhima i omogućava mi da ih lako uklonim po potrebi.

Nije mi se svidjelo to što je kutija za sok stršila straga, pa sam koristila maskirnu traku kako bih joj dala malo oblika. Zatim sam cijelu stvar ofarbao akrilnom bojom. Za ukrašavanje, ostavio sam srebrnu traku na limu, i oponašao ovo na kutiji za sok s malom trakom staniola. Na kraju sam dodao traku s crnom električarskom trakom … jer zašto ne!

Korak 8: Spajanje i sljedeći koraci

Prva nagrada u izazovu Planter