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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

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, što 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 se čini da sada imate virtualnog ljubimca za kojeg se 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, imati parametre morate imati. 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 ispisom.

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

Pribor

Sve se komponente lako mogu pronaći u specijaliziranim trgovinama 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 projekt

• 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 s 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 pisač
• Lemilica
• Kliješta za rezanje
• Žice za povezivanje kruga
• USB kabel za napajanje

Korak 1: Krug

Krug se može vidjeti na gornjoj slici pomoću ploče, ali da bi se postavili u kućište, spojevi moraju biti lemljeni izravno kako bi zauzeli manje prostora. Pitanje korištenog prostora bila je važna točka projekta, pokušao sam smanjiti što je više moguće područje koje bi Pixie zauzela. Iako je slučaj postao mali, ipak ga je moguće dodatno smanjiti, posebno razvijanjem ekskluzivnog PCB -a u tu svrhu.

Otkrivanje prisutnosti provedeno je koristeći samo jedan PIR element umjesto kompletnog modula kao što je SR501 ili SR505, budući da integrirani mjerač vremena i široki raspon aktiviranja veći od pet metara nisu bili potrebni. Koristeći samo PIR element osjetljivost se smanjila, a otkrivanje prisutnosti vrši se putem softvera. Više detalja o vezi možete vidjeti ovdje.

Drugi 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 na kraju ostavio USB izlaz MCU -a izložen tako da korisnik odluči kakav će biti izvor napajanja i olakšava učitavanje skice.

Korak 2: 3D dizajn i ispis

Uz sklop, kućište za smještaj Pixie komponenata razvijeno je i tiskano na Ender 3 Pro pomoću PLA. Ovdje su uključene datoteke STL.

Prilikom projektiranja ovog slučaja bili su prisutni neki koncepti:

• Budući da je posuda s biljkama obično na stolu, zaslon je postavljen blago nagnut kako se ne bi izgubilo područje za gledanje
• 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 omogućuje ispravnije očitanje
• S obzirom na različite veličine lonaca, ugradnja Pixie u pogon može se izvršiti na dva načina
  • Kroz šipku pričvršćenu za zemlju; ili
  • Pomoću remena koji se omotava oko posude za biljke

Točke poboljšanja

Iako su funkcionalne, postoje neke točke u dizajnu koje se moraju promijeniti, poput veličine zidova koje su definirane kako bi se izbjegao gubitak materijala i ubrzao ispis tijekom prototipiranja 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 ugrizli.

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 točnije očitanje pokušavajući zanemariti lažno pozitivne rezultate što je više moguće. Gornji dijagram je kreiran s glavnim blokovima koda i ilustrira temeljnu funkcionalnost. Za više detalja preporučujem da pogledate kod na

Postoji nekoliko točaka otvorenih za izmjene koje vam omogućuju prilagodbu Pixieja prema vašoj želji. Među njima mogu istaknuti:

• Učestalost očitavanja senzora
• Vremensko ograničenje izraza
• Maksimalna i min. Temperatura, osvjetljenje i granice tla, kao i prag senzora
• Prikažite intenzitet svjetla svakog izraza
• Vrijeme 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 temelju posljednjih očitanja. To je bilo potrebno u tri poznata slučaja, zalijevanje, prisutnost i dodir, te bi se događaje trebalo pokrenuti čim se otkrije značajna varijacija senzora, a za to je korištena drugačija implementacija. Primjer za to je senzor prisutnosti, budući da je u analognom ulazu korišten samo PIR element, vrijednosti koje se očitavaju često se mijenjaju i bila je potrebna logika da se objavi da li 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 izvrstan primjer projekta sličnog Toucheu na Instructables
• Uključuje bateriju
• Dizajnirajte PCB
• Ispišite cijelu 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