Plantagoči! Pametna sadilica: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

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 Plantagotchija - pametnog saditelja koji 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). To vam omogućuje da nadopunite biljku prije nego što bude prekasno!

Napomena: ovo je ulazak u Planter Challenge, a ja sam u svom dizajnu koristio Tinkercad.

Korak 1: Dizajn nadahnuće i funkcionalnost

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

Na najosnovnijoj razini shvatio sam da mojoj biljci trebaju dvije stvari da bi preživjela: Voda i Svjetlost. U skladu s tim, Plantagotchi ima senzor vode i senzor svjetla. Ako biljka dulje vrijeme ne prima svjetlost ili joj se voda osuši, oči Plantagotchija okrenu se prema Xs.

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

Korak 2: Prikupljanje potrepština

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

• Morate lemiti TFT zaslone
• Morate se osjećati ugodno instalirajući i rješavajući probleme s Arduino knjižnicama
• Ako želite prilagoditi dizajn oka, morate pokrenuti Python program u naredbenom retku.

… Ako sve ovo zvuči u redu - počnimo !!

Oči su temeljene na nevjerojatnom vodiču za Adafruit: Elektroničke animirane oči koristeći Teensy. Napravio sam izmjene kako bih prilagodio ovaj projekt, ali izvorni vodič ima puno izvrsnih resursa i savjeta za rješavanje problema u slučaju da zasloni 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 (izborno)
8. Malo spužvice
9. Oglasna ploča
10. Makaze za sječenje žice
11. Traka za električare
12. 3D tiskana futrola za oči

Potrošni materijal za lemljenje

1. Lemilica
2. Lem
3. Lemljivi fitilj (u slučaju da pogriješite)

Potrošni materijal za sadilicu:

1. Veliki lim za kavu
2. Tvrda kutija za slatkiše za smještaj mikrokontrolera (koristio sam paket Excel kovnica)
3. Akrilna boja
4. Kist za bojanje
5. Škare
6. Čavao 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. Tinfoil za ukrašavanje (izborno - nije na slici)

Korak 3: Pokretanje očiju

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

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

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

• VIN
• GND
• SCK
• SI
• TCS
• RST
• DD

Izazov - odmah sam lemio zaglavlja na zaslon radi izrade matične ploče, ali tada oni ne bi stali u kućište s 3D printom. 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 knjižnicu kada prođete kroz postupak postavljanja. Ove su knjižnice zastarjele i uzrokovat će pogreške u vašem kodu.

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

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

5) Priključite zaslon na Teensy pomoću matične ploče Spojite svoje žice na sljedeći način na Teensy (kliknite ovdje za kartu Teensyjevih igala)

• 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) Prenesite datoteku "Uncanny eyes" u Teensy. Najbolje je početi s izvornim kodom iz Adafruit Tutorial -a, a ne iz moje izmijenjene verzije, jer moja može prikazati samo X umjesto očiju kada nema senzora.

Izazov -Breadboarding s TFT zaslonima može biti bolan jer su vrlo osjetljivi. Da su nesalemljene žice uopće promucale, završio bih s bijelim ekranom sve dok nisam ponovno učitao skicu. Lemljenje veza riješilo je ovaj izazov za mene.

Korak 4: Prilagođavanje dizajna očiju

Zadane oči koje dolaze s ovom knjižnicom vrlo su realne. Međutim, osjećali su se previše jezivo za ovaj projekt - htio 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 vam je potreban Python* i nekoliko paketa, uključujući PImage da bi se to pravilno izvršilo).

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 s datotekom uncannyEyes.ino, a zatim izmijenite odjeljak #include u Arduino kodu tako da zna tražiti vašu novo generiranu.h datoteku. Kad prenesete kôd u Teensy, na vašim bi zaslonima 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 gore učitao radi s Pythonom 3.

Korak 5: 3D ispis

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

Prvotno sam htio ispisati cijeli lonac s izrezima za oči i mikrokontroler, ali nisam bio siguran u logistiku ispisa nečega ove veličine. Odlučio sam umjesto toga početi s malim korištenjem modificirane verzije 3D tiskanog kućišta ponuđenog u vodiču Adafruit. Ispis je bio jeftiniji, a u budućnosti bi se mogao ponovno koristiti u drugim projektima.

Pretpostavljao sam da bi prilagodba 3D tiskane kutije bila najteži dio ovog projekta, ali pokazalo se da je smiješno jednostavno. Koristio sam Tinkercad, a postupak uključivanja trajao je samo nekoliko minuta.

Nakon nekoliko minuta igranja oko ludih dizajna (za buduće projekte). Učitao sam.stl datoteku s Adafruit -a, a zatim dodao kolac koji će joj pomoći da stane u prljavštinu. Morao sam samo povući i ispustiti oblik pravokutnika na dizajn i promijeniti veličinu. Lako! Brzo je bio spreman za tisak.

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

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

U nastavku prilažem svoju izmijenjenu verziju 3D kućišta. Izvornike možete pronaći na ovoj poveznici.

Korak 6: Dodavanje senzora i smještaj mikrokontrolera

Svijetli senzor

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

U kodu, kada je vrijednost osjetnika fotootpornika ispod praga, Plantagotchi prelazi u stanje mirovanja. Zatvorile su se oči i pokrenuo se mjerač vremena. Ako mjerač vremena traje 24 sata bez prekida, oči Plantagotchija okrenu se 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 svjetla.

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 spužva. Redoslijed je sljedeći:

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

Bromelije pohranjuju vodu u šalicama koje nastaju 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. To pokreće oči Plantagotchija da se okrenu prema X -ima.

Komponente kućišta

Za zaštitu svojih komponenti upotrijebio sam paket kovnica koje su savršeno odgovarale tinejdžerskoj dobi, čak je imao i poklopac s rupom odgovarajuće veličine za žice. Zamotala 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 olakšavalo njihovo kretanje. Kad 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

S obzirom da sam potrošio više novca na komponente i 3D ispis, što želim priznati, želio sam napraviti lonac što jeftinije.

Reciklirao sam lim za kavu koji je savršeno odgovarao veličini lonca moje biljke (iako sam morao malo udariti usnu kako bi mogao stati unutra). Prije nego što sam ukrasio lonac, zabio sam neke rupe na dnu u slučaju da je ikada bio previše zalijevan.

Budući da sam želio 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 omogućuje mi lako uklanjanje po potrebi.

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

Korak 8: Spajanje i sljedeći koraci

Prva nagrada u izazovu Planter