Smart IoT Garden: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Ako ste išta poput mene, volite svježe voće i povrće na tanjuru, ali nemate dovoljno vremena za održavanje pristojnog vrta. Ova instrukcija će vam pokazati kako izgraditi pametan IoT vrt (ja ga zovem: Green Guard) koji zalijeva vaše biljke umjesto vas i upozorava vas na opasne situacije poput: previše sunčeve svjetlosti, nedovoljno sunčeve svjetlosti i bez vode.

To se sve postiže korištenjem nekoliko jednostavnih senzora i pokretačem kojim upravlja Raspberry Pi. Na web stranici možete vidjeti mjerenja s ovih senzora i preuzeti kontrolu nad protokom vode.

Korak 1: Materijali i alati

Materijali:

• 1x malina Pi 4
• Šarka za klavir 1m
• 1x držač baterije 8x AA
• 8x AA baterije
• *1x magnetni ventil 12V 1/2"
• 3m cijev za vodu (plastična, najlonska …) 12 mm
• 1x rep T -oblika
• 2x repni nastavak 1/2 "12 mm
• 5x obujmica za crijevo
• 1x posuda od 5 litara
• 4 m drvene daske
• 1x drvena ploča 100cm / 50cm
• 1x folija za ribnjak 2m / 1m
• min. 50 vijaka
• 1x matična ploča
• 2x magnetski zatvarači
• 1x npn tranzistor
• 1x senzor temperature i vlažnosti
• 1x LDR svjetlosni senzor
• 1x senzor vlažnosti tla
• 1x LCD zaslon
• 2x 1/2 "cijevi L oblika

Ovaj dokument pokazuje gdje sam nabavio ove materijale.

*Važno je da elektromagnetni ventil nema minimalni radni tlak. Ako to učini, voda će se teško probiti.

Alati:

• kutna pila (po izboru: bilo koja druga vrsta pile)
• ručna bušilica (opcionalno: odvijač)
• pištolj za spajanje (opcionalno: vijci)
• ljepilo za drvo

Korak 2: Izgradnja kruga

Sljedeće komponente bit će spojene na Raspberry Pi:

• MCP3008

  • LDR svjetlosni senzor
  • Senzor vlažnosti tla
• DHT11 Senzor vlage i temperature

• PCF8574

  LCD zaslon

• TIP120 tranzistor

  elektromagnetni ventil

Dva senzora (LDR i vlaga u tlu) spojena su na MCP3008 koji omogućuje čitanje analognih signala od strane Raspberry Pi. Koristim PCF8574 za pisanje podataka na LCD jer štedi mnogo GPIO pinova.

Prilikom izgradnje kruga možete samo slijediti gornju sliku.

Korak 3: Postavljanje baze podataka

Da biste doista imali potpunu kontrolu nad svojim vrtom, htjet ćete vidjeti vremensku traku koja prikazuje sva mjerenja sa vaših senzora. Koristim SQL bazu podataka za spremanje svih ovih mjerenja.

Pripremio sam samostalnu datoteku koja uključuje cijelu bazu podataka potrebnu za ovaj projekt. To možete pronaći u mapi za izvoz baze podataka u mojem Git spremištu i uvesti ovu bazu podataka u MySQL Workbench otvaranjem poslužitelja> uvoz podataka, a zatim odabirom samostalne datoteke i stvaranjem nove baze podataka.

Ova baza podataka sadrži četiri tablice: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning i tblaction. Tbldevice sadrži sve senzore i aktuator. Poruke u tblwarningu su na nizozemskom, ali ih možete jednostavno promijeniti klikom na simbol izvršenja na tablici, promjenom poruka i primjenom promjena. Tblaction sadrži radnje koje može izvršiti program o kojem ću govoriti u sljedećem koraku. Ove radnje su npr.: mjerenje temperature, elektromagnetni ventil za automatsko aktiviranje …

Korak 4: Programiranje

Sav potreban kod možete pronaći u mom Git spremištu. Prednji i stražnji kraj.

Ovaj program radi sve tehničke stvari kao što su: čitanje podataka senzora, aktiviranje pogona …

Gore možete vidjeti neke slike web stranice. Na holandskom je, ali ti

Korak 5: Izgradnja osnovnog oblika vrta

Prvi korak u izradi fizičkog projekta je izgradnja osnovnog kućišta vrta. Počnite s piljenjem nekih dasaka u sljedećim dimenzijama:

• 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

Prvo pričvrstite daske a s obje strane drvene ploče. Najbolji način pričvršćivanja ovoga ide u četiri koraka:

1. izbušite rupe na ploči kroz koje će vijci proći
2. upotrijebite svrdlo za upuštanje kako biste uvrstili glavu vijka
3. stavite liniju ljepila za drvo na mjesto gdje će se pričvrstiti daska
4. stavite dasku na ljepilo i izbušite vijke kroz rupe koje ste ranije izbušili

5 vijaka bit će dovoljno za držanje dasaka a. Zatim možete učiniti isto s daskama b, za koje sam koristio 3 vijka na dnu i 2 sa strane.

Korak 6: Izgradite držač rezervoara za vodu

Pričvrstite dasku e u kut koji možete vidjeti na slici pomoću metode koju sam objasnio u prethodnom koraku. To možete lako učiniti sami koristeći komad drveta i školjku (vidi drugu sliku).

Kako biste poduprli ovu dasku, napravite malu drvenu gredu sa stranicama pod kutom od 45 stupnjeva na vrhu i dnu. Kako biste bili sigurni da dodiruje pod kad ga pričvršćujete na uspravnu dasku, povucite crtu na kojoj ćete isjeći gornju stranu kao ja na trećoj slici.

Zatim upotrijebite malo starog drveta za izradu okvira prikladnog za posudu koju koristite. Okvir pričvrstite na platformu pomoću ljepila za drvo. Okvir koji sam napravio nije bio potpuno ravan pa sam ga zalijepio s dvije školjke dok sam ga lijepio i ostavio da odstoji jednu noć.

Konačno, morate pričvrstiti cjevovod u obliku slova L na dno posude i napraviti rupu u dasci koja podupire posudu kako bi cijevi mogle proći. Za pričvršćivanje cijevi zavario sam odgovarajući komad cijevi na metalnu ploču koju sam pričvrstio na jerrycan pomoću univerzalnog ljepila Sikaflex. Alternativno, možete samo gurnuti komad cijevi u rupu koju napravite u posudi i staviti na nju dovoljno univerzalnog ljepila tako da ostane na mjestu. Rupu ispod posude možete napraviti rupom za rezanje ručne bušilice.

Korak 7: Spajanje cjevovoda i cijevi

Prije spajanja bilo koje cijevi, pričvrstite foliju za ribnjak s unutarnje strane vrtnog dijela projekta. Popravio sam ga s vanjske strane projekta pištoljem za klamanje. Kutne komade možete presaviti tako da lijepo pristaju i odrezati dijelove na kojima ima previše folije.

Kad to učinite, možete započeti bušiti 2 rupe od vrtnog dijela do upravljačkog dijela visine približno 15 cm kako bi cijevi došle do samog vrta. Možete smanjiti količinu krhotina i izbušiti foliju pričvršćivanjem 2 komada drva na dasku i bušenjem kroz njih kao na gornjoj slici. Možete progurati dvije cijevi kroz rupe i spojiti ih u sredini iza daske. Zatim možete izbušiti rupe od 2,5 mm u cijevima za istjecanje vode (i ne zaboravite izbušiti jednu rupu na gornjoj strani cijevi kako bi voda mogla nastaviti teći dok je elektromagnetni ventil zatvoren).

Izbušite dvije rupe (ne do kraja) na kraju vrta za pričvršćivanje kraja cijevi. Zalijepite 2 cilindrična metalna komada s unutarnje strane rupa i gurnite kraj cijevi preko njih.

Zatim pričvrstite komad drveta na podnu ploču pokraj spremnika za vodu (kao na slici). Ovdje će stati elektromagnetni ventil, stoga provjerite njegov položaj kako biste bili sigurni da vaš magnet leži na njemu. Na ovaj dio pričvrstite komad metala u obliku slova L na koji će biti pričvršćen elektromagnetni ventil.

Korak 8: Integriranje elektronike

Počnite oblikovanjem dva komada drveta. Jedan za DHT11 i LDR i jedan za senzor vlažnosti tla. Ove komade možete vidjeti na gornjim slikama. Pričvrstite ih kao što je prikazano na slikama.

Žice DHT11 i LDR možete sakriti tako da na njih pričvrstite komad folije za ribnjak i provučete ih. Izbušite rupu kroz koju žice mogu proći.

Zatim, da biste napravili rupu za LCD zaslon, izbušite dvije rupe na dijagonalnim krajevima prostora za LCD i pomoću pile za rezanje izrežite pravokutnik.

Oglasnu ploču, Raspberry Pi i bateriju od 12 V možete postaviti unutra iza LCD -a u kut (i koristiti ih čičak trakom da ih držite pritisnute). Zatim upotrijebite plastičnu kutiju, izrežite dvije strane i postavite je iznad elektronike kako biste je zaštitili od kapanja vode. Lijepljenjem malog komada drva na podnu ploču uz plastičnu kutiju ostaje na mjestu.

Na kraju, izbušite niz rupa neposredno ispod visine plastične kutije kako bi vrući zrak iz Raspberry Pi mogao izaći.

Korak 9: Pričvršćivanje šarki

Jedino što sada trebate učiniti je pričvrstiti posljednje dvije daske koje ste pilali na početku.

Prvo, otpilite donji desni kut daske sa strane. Ovdje će proći kabel za napajanje.

Zatim možete pričvrstiti šarke na daske kao na gornjim slikama.

Korak 10: Zatvaranje

Ako se odlučite sami izraditi ovaj projekt, javite mi u komentarima (:

Hvala na čitanju.