Smart IoT Garden: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Ak ste niečo ako ja, máte radi čerstvé ovocie a zeleninu na tanieri, ale nemáte dostatok času na údržbu slušnej záhrady. Tento návod vám ukáže, ako vybudovať inteligentnú záhradu internetu vecí (ja tomu hovorím: zelená stráž), ktorá za vás zalieva vaše rastliny a varuje vás pred nebezpečnými situáciami, ako sú: príliš veľa slnečného svetla, málo slnečného svetla a nedostatok vody.

To všetko je dosiahnuté použitím niekoľkých jednoduchých senzorov a ovládača ovládaného Raspberry Pi. Na webových stránkach si môžete prezrieť merania z týchto senzorov a prevziať kontrolu nad prietokom vody.

Krok 1: Materiály a nástroje

Materiály:

• 1x Raspberry Pi 4
• 1m klavírny záves
• 1x držiak na batériu 8x AA
• 8x AA batérie
• *1x elektromagnetický ventil 12V 1/2"
• 3 m vodná trubica (plastová, nylonová …) 12 mm
• 1x koncovka tvaru T
• 2x koncovka 1/2 "12 mm
• 5x hadicová spona
• 1x 5 litrový kanystr
• 4 m drevené dosky
• 1x drevený panel 100cm / 50cm
• 1x jazierková fólia 2m / 1m
• min. 50 skrutiek
• 1x chlebník
• 2x magnetické zapínanie
• 1x npn tranzistor
• 1x snímač teploty a vlhkosti
• 1x svetelný senzor LDR
• 1x snímač pôdnej vlhkosti
• 1x LCD displej
• 2x 1/2 "potrubie tvaru L

Tento dokument vám ukazuje, kde som tieto materiály získal.

*Je dôležité, aby solenoidový ventil nemal minimálny prevádzkový tlak. Ak sa tak stane, voda sa cez ňu bude snažiť dostať.

Náradie:

• pokosová píla (voliteľné: akýkoľvek iný druh píly)
• ručná vŕtačka (voliteľné: skrutkovač)
• zošívačka (voliteľné: skrutky)
• lepidlo na drevo

Krok 2: Budovanie obvodu

K Raspberry Pi budú pripojené nasledujúce komponenty:

• MCP3008

  • Svetelný senzor LDR
  • Senzor vlhkosti pôdy
• Snímač vlhkosti a teploty DHT11

• PCF8574

  displej LCD

• Tranzistor TIP120

  solenoidový ventil

Dva zo senzorov (LDR a vlhkosť pôdy) sú pripojené k MCP3008, ktorý umožňuje čítanie analógových signálov Raspberry Pi. PCF8574 používam na zápis údajov na LCD, pretože šetrí veľa pinov GPIO.

Pri stavbe okruhu sa môžete riadiť iba vyššie uvedeným obrázkom.

Krok 3: Nastavenie databázy

Ak chcete mať nad záhradou skutočne úplnú kontrolu, budete chcieť vidieť časovú os, ktorá zobrazuje všetky merania zo senzorov. Na uloženie všetkých týchto meraní používam databázu SQL.

Pripravil som samostatný súbor, ktorý obsahuje celú databázu potrebnú pre tento projekt. Nájdete to v priečinku na export databázy v mojom úložisku Git a importujete túto databázu do MySQL Workbench tak, že otvoríte server> import údajov a potom vyberiete samostatný súbor a vytvoríte novú databázu.

Táto databáza obsahuje štyri tabuľky: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning a tblaction. Tbldevice obsahuje všetky senzory a aktuátor. Správy v tblwarning sú v holandčine, ale môžete ich ľahko zmeniť kliknutím na symbol spustenia v tabuľke, zmenou správ a aplikovaním zmien. Tblaction obsahuje akcie, ktoré môže vykonať program, o ktorom budem hovoriť v nasledujúcom kroku. Tieto činnosti sú napríklad: meranie teploty, elektromagnetický ventil automatickej aktivácie …

Krok 4: Programovanie

Všetok potrebný kód nájdete v mojom úložisku Git. Predný a zadný koniec.

Tento program robí všetky technické záležitosti, ako napríklad: čítanie údajov senzora, aktivácia pohonu …

Vyššie si môžete pozrieť niekoľko fotografií z webového servera. Je to v holandčine, ale vy

Krok 5: Budovanie základného tvaru záhrady

Prvým krokom k fyzickému projektu je vybudovanie základného plášťa záhrady. Začnite pílením niektorých dosiek v nasledujúcich rozmeroch:

• a - 2x 100 cm / 20 cm
• b - 2x 46,4 cm / 20 cm
• c - 1x 46,4 cm / 18,2 cm
• d - 1x 46 cm / 18 cm
• e - 1x 15 cm / 20 cm
• f - 1x 31 cm / 20 cm

Najprv pripevnite dosky a na obidve strany dreveného panelu. Najlepší spôsob pripojenia je v štyroch krokoch:

1. vyvŕtajte otvory na paneli, kadiaľ budú prechádzať skrutky
2. pomocou vŕtačky so zahĺbením uvoľnite miesto pre hlavu skrutky
3. na miesto, kde bude pripevnená doska, položte rad lepidla na drevo
4. položte dosku na lepidlo a vyvŕtajte skrutky cez otvory, ktoré ste predtým vyvŕtali

Na uchytenie dosiek bude stačiť 5 skrutiek a. Potom môžete urobiť to isté s doskami b, na ktoré som použil 3 skrutky zospodu a 2 zboku.

Krok 6: Postavte držiak vodnej nádrže

Pripevnite dosku e v rohu, ktorý vidíte na obrázku, pomocou metódy, ktorú som vysvetlil v predchádzajúcom kroku. Môžete to ľahko urobiť sami pomocou kúska dreva a mušle (pozri druhý obrázok).

Na podporu tejto dosky vytvorte malý drevený trám so 45 stupňovými šikmými stranami v hornej a dolnej časti. Aby ste sa ubezpečili, že sa dotýka podlahy pri pripevňovaní k zvislej doske, nakreslite čiaru, v ktorej uvidíte hornú stranu ako ja na treťom obrázku.

Potom z trosky dreva vytvorte rám vhodný pre nádobu na odpad, ktorú používate. Pripevnite rám k plošine pomocou lepidla na drevo. Rám, ktorý som vyrobil, nebol úplne vyrovnaný, a tak som ho prilepil dvoma svorkami a nechal som ho tuhnúť cez noc.

Nakoniec budete musieť pripevniť potrubie v tvare písmena L na spodok nádoby na víno a do dosky vytvoriť otvor, ktorý podopiera nádobu na víno, aby potrubie mohlo prejsť. Na pripevnenie potrubia som na kovovú dosku privaril tvarovku na potrubie, ktoré som pripevnil na kanystr pomocou univerzálneho lepidla Sikaflex. Alternatívne môžete jednoducho zasunúť kúsok hadičky do otvoru, ktorý vytvoríte v nádobke na víno, a priložiť na ňu dostatok univerzálneho lepidla, aby zostalo na svojom mieste. Dieru pod kanystru môžete vytvoriť dierovou pílou pre vašu ručnú vŕtačku.

Krok 7: Pripojenie potrubia a potrubí

Pred pripojením akejkoľvek hadičky pripevnite jazierkovú fóliu na vnútornú časť záhradnej časti projektu. Opravil som to na vonkajšej strane projektu zošívacou pištoľou. Rohové diely môžete zložiť, aby sa pekne zmestili, a odrezať časti, kde je príliš veľa fólie.

Keď je to hotové, môžete začať vŕtať 2 otvory zo záhradnej časti do riadiacej časti vo výške približne 15 cm, aby sa rúrky dostali do samotnej záhrady. Množstvo triesok a vŕtanie cez fóliu môžete znížiť tak, že na dosku pripevníte 2 kusy dreva a vŕtate cez ne ako na obrázku vyššie. Cez otvory môžete pretlačiť dve rúrky a spojiť ich v strede za doskou. Potom môžete do rúrok vyvŕtať asi 2,5 mm otvory, aby vytiekla voda (a nezabudnite vyvŕtať jeden otvor na hornej strane trubice, aby voda mohla tiecť, kým je solenoidový ventil zatvorený).

Na konci záhrady vyvŕtajte dva otvory (nie celkom), aby ste na ne pripevnili koniec rúrok. Na vnútornú stranu otvorov prilepte 2 valcové kovové kusy a koniec rúrok na ne zatlačte.

Ďalej pripevnite kus dreva na podlahový panel vedľa vodnej nádrže (ako na obrázku). Tu bude elektromagnetický ventil odpočívať, preto vyskúšajte jeho polohu, aby ste sa presvedčili, že naň solenoid pasuje. Na vrch tohto kusu pripevnite kus kovu v tvare L, na ktorý bude pripevnený elektromagnetický ventil.

Krok 8: Integrácia elektroniky

Začnite tvarovaním dvoch kusov dreva. Jeden pre DHT11 a LDR a jeden pre snímač pôdnej vlhkosti. Tieto kúsky môžete vidieť na obrázkoch vyššie. Pripojte ich tak, ako je to znázornené na obrázkoch.

Káble DHT11 a LDR môžete skryť tak, že na ne zošijete kus fólie do jazierka a prerazíte. Vyvŕtajte otvor, cez ktorý môžu prechádzať drôty.

Ďalej urobte otvor pre LCD displej, vyvŕtajte dva otvory na diagonálnych koncoch priestoru pre LCD displej a pomocou píly na kov pílite obdĺžnik.

Dojazdovú dosku, batériu Raspberry Pi a batériu 12V môžete umiestniť za LCD v rohu (a pomocou suchého zipsu ich podržať). Potom použijete plastovú škatuľu, vystrihnete 2 strany a umiestnite ju na elektroniku, aby ste ich chránili pred kvapkajúcou vodou. Nalepením malého kúska dreva na podlahový panel vedľa plastového boxu zostane na svojom mieste.

Nakoniec vyvŕtajte sériu otvorov tesne pod výškou plastového boxu, aby mohol horúci vzduch Raspberry Pi uniknúť.

Krok 9: Upevnenie závesov

Jediné, čo teraz musíte urobiť, je pripojiť posledné dve dosky, ktoré ste na začiatku pílili.

Najprv odrežte bočný pravý dolný roh dosky. Tu prejde napájací kábel.

Potom môžete pánty naskrutkovať na dosky ako na obrázkoch vyššie.

Krok 10: Zatváranie

Ak sa rozhodnete vytvoriť tento projekt sami, dajte mi vedieť v komentároch (:

Vďaka za prečítanie.