Pixie - Laat jou plant slim wees: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Pixie was 'n projek wat ontwikkel is met die doel om die plante wat ons tuis het meer interaktief te maak, want vir die meeste mense is een van die uitdagings om 'n plant tuis te hê, om te weet hoe om dit te versorg, hoe gereeld ons water gee, wanneer en hoeveel son is genoeg, ens. Terwyl sensors werk om plantdata te verkry, vertoon 'n LED -skerm, doelbewus gepixel (vandaar die naam Pixie) basiese uitdrukkings wat die toestand van die plant aandui, soos vreugde terwyl dit natgemaak word of hartseer as die temperatuur te hoog is, dui dit aan dat dit na 'n koeler plek geneem moet word. Om die ervaring nog interessanter te maak, is ander sensors soos teenwoordigheid, aanraking en helderheid bygevoeg, wat vertaal word in ander uitdrukkings wat dit laat lyk asof u nou 'n virtuele troeteldier het wat u moet versorg.

Die projek het verskeie parameters waar dit moontlik is om die perke en behoeftes van elke geval aan te pas, met inagneming van die diversiteit van plante sowel as sensors van verskillende handelsmerke. Soos ons weet, is daar plante wat meer son of water nodig het, terwyl ander met minder hulpbronne kan leef, soos byvoorbeeld kaktusse, in sulke gevalle is dit 'n moet wees om parameters te hê. Gedurende hierdie artikel bied ek 'n uiteensetting van die werking en 'n oorsig oor hoe om 'n Pixie te bou met 'n bietjie kennis van elektronika, komponente wat maklik in die mark gevind kan word, en 'n 3D -gedrukte tas.

Alhoewel dit 'n volledig funksionele projek is, is daar aanpassings- en verbeteringsmoontlikhede aan die einde van die artikel. Ek sal bly wees om enige vrae oor die projek hier in die kommentaar of direk op my e -pos of Twitter -rekening te beantwoord.

Voorrade

Alle komponente word maklik in spesialiswinkels of webwerwe gevind.

• 1 MCU ESP32 (ESP8266 kan gebruik word of selfs 'n Arduino Nano as u nie data via die internet wil stuur nie)

  Ek het hierdie model vir die projek gebruik

• 1 LDR 5mm GL5528
• 1 PIR -element D203S of soortgelyk (dit is dieselfde sensor wat in SR501- of SR505 -modules gebruik word)
• 1 DHT11 Temperatuursensor

• 1 Grondvogsensor

  Gebruik verkieslik kapasitiewe grondsensor in plaas van weerstandbiedend; hierdie video verduidelik goed hoekom

• 1 Led Matrix 8x8 met geïntegreerde MAX7219

  Ek het hierdie model gebruik, maar dit kan soortgelyk wees

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

Ander

• 3d drukker
• Soldeerbout
• Sny tang
• Drade vir stroomverbinding
• USB -kabel vir kragtoevoer

Stap 1: Kringloop

Die kring kan op die foto hierbo gesien word met behulp van 'n broodbord, maar om in die omhulsel te plaas, moet verbindings direk gesoldeer word om minder ruimte in beslag te neem. Die kwessie van gebruikte ruimte was 'n belangrike punt van die projek; ek het probeer om die oppervlakte wat Pixie sou beset, soveel as moontlik te verminder. Alhoewel die saak klein geword het, is dit steeds moontlik om dit verder te verminder, veral deur 'n eksklusiewe PCB vir hierdie doel te ontwikkel.

Aanwesigheidsopsporing is gedoen met slegs een PIR -element in plaas van 'n volledige module soos SR501 of SR505, aangesien die geïntegreerde timer en die wye bedieningsbereik van meer as vyf meter nie nodig was nie. Deur slegs die PIR -element te gebruik, het die sensitiwiteit verminder en die teenwoordigheidsopsporing word via sagteware gedoen. Meer besonderhede oor die verbinding kan hier gesien word.

'N Ander herhalende probleem in elektroniese projekte is die battery; daar was 'n paar moontlikhede vir hierdie projek, soos 'n 9v -battery of 'n herlaaibare. Alhoewel dit meer prakties was, was daar 'n ekstra ruimte in die tas nodig, en ek het uiteindelik die USB -uitset van die MCU blootgestel sodat die gebruiker besluit hoe die kragtoevoer sal wees en dit makliker maak om die skets op te laai.

Stap 2: 3D -ontwerp en drukwerk

Saam met die kring is 'n omhulsel vir die Pixie -komponente ontwikkel en gedruk op 'n Ender 3 Pro met behulp van PLA. Die STL -lêers is hier ingesluit.

Sommige konsepte was teenwoordig tydens die ontwerp van hierdie saak:

• Aangesien die plantpot normaalweg op 'n tafel is, is die skerm effens gekantel om nie die kykarea te verloor nie
• Ontwerp om die gebruik van druksteun te vermy
• Moedig die uitruil van onderdele vir ander kleure aan om die produk meer gepersonaliseerd, uitruilbaar en pasliker te maak
• Die temperatuursensor met opening vir eksterne omgewing om 'n meer korrekte lesing moontlik te maak

• Met inagneming van die verskillende potgroottes, kan die installering van Pixie in die plant op twee maniere gedoen word

  • Deur 'n staaf wat aan die aarde vasgemaak is; of
  • Gebruik 'n band om die plantpot

Punte van verbetering

Alhoewel dit funksioneel is, is daar 'n paar punte in die ontwerp wat aangepas moet word, soos die grootte van die mure wat gedefinieer is om materiaalverlies te voorkom en die druk te versnel tydens prototipering met 1 mm.

Die toebehore moet verbeter word deur die ontwerppatrone in 3D -druk toe te pas, waarskynlik sal dit nodig wees om die grootte van die stok en die passtuk aan te pas om die stukke korrek te snap.

Stap 3: Kodeer

As programmeerder kan ek sê dat dit die lekkerste was om te werk, om na te dink oor hoe om die kode te struktureer en te organiseer, 'n paar uur se beplanning geneem het en die resultaat baie bevredigend was. Die feit dat die meeste sensors 'n analoog invoer gebruik, het 'n aparte behandeling van die kode veroorsaak om 'n meer akkurate lesing te probeer verkry om vals positiewe soveel as moontlik te ignoreer. Die diagram hierbo is gemaak met die belangrikste kodeblokke en dit illustreer die kernfunksionaliteit; vir meer besonderhede, raai ek u aan om die kode op https://github.com/jnthas/pixie te bekyk.

Daar is verskeie punte wat verander kan word, waarmee u Pixie kan aanpas soos u wil. Onder hulle kan ek beklemtoon:

• Sensorleesfrekwensie
• Tydsberekening van uitdrukkings
• Maksimum en minimum temperatuur, beligting en grondperke sowel as die drempel van sensors
• Toon ligintensiteit van elke uitdrukking
• Tyd tussen rame van elke uitdrukking
• Die animasies is geskei van die kode sodat u dit kan aanpas as u wil

Snellers

Dit was nodig om 'n manier te implementeer om op te spoor wanneer 'n aksie intyds plaasvind, gebaseer op die laaste lesings. Dit was nodig in drie bekende gevalle, water, teenwoordigheid en aanraking; hierdie gebeurtenisse moet veroorsaak word sodra 'n aansienlike variasie van die sensor opgespoor word, en hiervoor is 'n ander implementering gebruik. 'N Voorbeeld hiervan is die teenwoordigheidssensor, aangesien slegs die PIR -element in die analoog invoer gebruik is, die waardes word gereeld gelees en 'n logika was nodig om te verklaar dat daar teenwoordigheid is al dan nie, terwyl die temperatuursensor op sy beurt 'n baie lae variasie en net die standaardlesing van die waardes daarvan is genoeg om die gedrag van die Pixie aan te pas.

Stap 4: Projek Volgende stappe

• Word 'n IoT -toestel en begin met die stuur van data na 'n platform via MQTT
• 'N App vir die aanpassing van parameters en miskien die uitdrukkings
• Laat die aanraking werk deur aan die plant te raak. Ek het 'n goeie voorbeeld gevind van 'n Touche-agtige projek op Instructables
• Sluit 'n battery in
• Ontwerp 'n PCB
• Druk die volledige vaas af, nie net die geval van die Pixie nie
• Sluit 'n piëzo in die projek in om klanke volgens die uitdrukkings te speel
• Brei die pixie se "geheue" uit met historiese data (te lank sonder om die teenwoordigheid op te spoor, kan 'n hartseer uitdrukking genereer)
• UV -sensor om 'n meer akkurate sonblootstelling op te spoor