Pixie - Legyen okos a növény: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

A Pixie egy olyan projekt, amelyet azzal a szándékkal fejlesztettek ki, hogy az otthonunkban lévő növényeket interaktívabbá tegyék, mivel a legtöbb ember számára az egyik kihívás az otthoni növényekkel kapcsolatban az, hogy tudják, hogyan kell gondoskodni róla, milyen gyakran öntözzük, mikor és mennyi nap elegendő, stb. Míg az érzékelők a növényi adatok megszerzésén dolgoznak, a szándékosan pixeles LED -kijelző (innen a Pixie név) olyan alapvető kifejezéseket jelenít meg, amelyek jelzik a növény állapotát, például örömöt öntözés közben vagy szomorúságot ha a hőmérséklet túl magas, jelezve, hogy hűvösebb helyre kell vinni. Annak érdekében, hogy az élmény még érdekesebb legyen, más érzékelőket is hozzáadtak, mint például a jelenlét, az érintés és a fényesség, amelyek olyan kifejezésekre váltanak át, amelyek miatt úgy tűnik, hogy most egy virtuális háziállatról kell gondoskodnia.

A projekt számos paraméterrel rendelkezik, amelyek lehetővé teszik az egyes esetek korlátainak és igényeinek testreszabását, figyelembe véve a növények sokféleségét, valamint a különböző márkájú érzékelőket. Mint tudjuk, vannak olyan növények, amelyeknek több napra vagy vízre van szükségük, míg mások kevesebb erőforrással élhetnek, mint például a kaktuszok, ilyen esetekben a paraméterek kötelezőek. Ebben a cikkben bemutatom a műveletet és egy áttekintést arról, hogyan lehet felépíteni egy Pixie -t egy kis elektronikai ismerettel, a piacon könnyen megtalálható alkatrészekkel és egy 3D nyomtatott tokkal.

Bár ez egy teljesen működőképes projekt, a testre szabás és a fejlesztések lehetőségei a cikk végén kerülnek bemutatásra. Örömmel válaszolok a projektre vonatkozó bármely kérdésre itt a megjegyzésekben, vagy közvetlenül az e -mail címemre vagy a Twitter -fiókomba.

Kellékek

Minden alkatrész könnyen megtalálható a szaküzletekben vagy webhelyeken.

• 1 MCU ESP32 (az ESP8266 használható, vagy akár egy Arduino Nano is, ha nem akar adatokat küldeni az interneten keresztül)

  Ezt a modellt használtam a projekthez

• 1 LDR 5 mm GL5528
• 1 PIR elem D203S vagy hasonló (ugyanaz az érzékelő, amelyet az SR501 vagy SR505 modulokban használnak)
• 1 DHT11 Hőmérséklet -érzékelő

• 1 Talajnedvesség érzékelő

  Inkább használjon kapacitív talajérzékelőt ellenállás helyett, ez a videó jól elmagyarázza, miért

• 1 LED Matrix 8x8 beépített MAX7219 -el

  Ezt a modellt használtam, de lehet hasonló

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

Mások

• 3d nyomtató
• Forrasztópáka
• Vágófogó
• Vezetékek az áramkör csatlakoztatásához
• USB kábel a tápellátáshoz

1. lépés: Áramkör

Az áramkör a fenti képen látható kenyérsütő deszkával, de a tokba helyezéshez a csatlakozásokat közvetlenül kell forrasztani, hogy kevesebb helyet foglaljanak el. A felhasznált hely kérdése a projekt fontos pontja volt, megpróbáltam a lehető legnagyobb mértékben csökkenteni a Pixie által elfoglalt területet. Bár az ügy kicsi lett, továbbra is lehetséges a csökkentés, különösen egy exkluzív PCB kifejlesztésével.

A jelenlétérzékelés csak egy PIR elem használatával történt a komplett modul, például SR501 vagy SR505 helyett, mivel az integrált időzítő és az öt métert meghaladó széles működési tartomány nem volt szükséges. Csak a PIR elem használatával csökkent az érzékenység, és a jelenlét észlelése szoftver segítségével történik. A kapcsolat további részletei itt láthatók.

Egy másik visszatérő probléma az elektronikus projektekben az akkumulátor, volt néhány lehetőség erre a projektre, például egy 9 voltos vagy egy újratölthető elem. Bár praktikusabb volt, egy további helyre volt szükség a tokban, és végül az MCU USB -kimenetét szabadon hagytam, hogy a felhasználó eldöntse, milyen lesz a tápegység, és megkönnyítse a vázlat feltöltését.

2. lépés: 3D tervezés és nyomtatás

Az áramkörrel együtt kifejlesztettek egy tokot a Pixie komponensek befogadására, és kinyomtatták egy Ender 3 Pro -ra PLA használatával. Az STL fájlok ide kerültek.

Ennek az esetnek a tervezésekor néhány koncepció szerepelt:

• Mivel az ültető edény általában az asztalon van, a kijelzőt kissé megdöntve helyezték el, hogy ne veszítse el a megtekintési területet
• Úgy tervezték, hogy elkerülje a nyomtatási támogatások használatát
• Ösztönzi az alkatrészek cseréjét más színekre annak érdekében, hogy a termék személyre szabottabb, cserélhetőbb és illeszkedőbb legyen
• A külső környezet számára nyitható hőmérséklet -érzékelő lehetővé teszi a pontosabb leolvasást

• Figyelembe véve a különböző edényméreteket, a Pixie telepítése az üzembe kétféleképpen történhet

  • A földhöz rögzített rúdon keresztül; vagy
  • Egy heveder segítségével, amely körültekeri a növényi edényt

Javítási pontok

Bár funkcionális, a tervezésben néhány pontot módosítani kell, például a falak méretét, amelyeket úgy határoztak meg, hogy elkerüljék az anyagveszteséget és 1 mm -rel felgyorsítsák a nyomtatást.

A szerelvényeket javítani kell a tervezési minták alkalmazásával a 3D nyomtatásban, valószínűleg szükség lesz a bot és az állvány méretének beállítására a darabok helyes rögzítése érdekében.

3. lépés: Kód

Programozóként elmondhatom, hogy ez volt a legszórakoztatóbb része a munkának, a kód felépítésén és rendszerezésén való gondolkodás, néhány órányi tervezést vett igénybe, és az eredmény egészen kielégítő volt. Az a tény, hogy a legtöbb érzékelő analóg bemenetet használ, a kód külön kezelését eredményezte annak érdekében, hogy pontosabb leolvasást kapjon, és igyekezzen a lehető legnagyobb mértékben figyelmen kívül hagyni a hamis pozitív eredményeket. A fenti diagram a kód fő blokkjaival készült, és szemlélteti az alapvető funkciókat, további részletekért javaslom, hogy nézze meg a kódot a https://github.com/jnthas/pixie címen.

Számos pont nyitható a módosításhoz, amelyek lehetővé teszik a Pixie tetszés szerinti testreszabását. Közülük kiemelhetem:

• Az érzékelő leolvasási gyakorisága
• A kifejezések időkorlátja
• Max és min hőmérséklet, világítás és talajhatárok, valamint az érzékelők küszöbértéke
• Az egyes kifejezések fényintenzitásának megjelenítése
• Az egyes kifejezések keretei közötti idő
• Az animációk el vannak választva a kódtól, így tetszés szerint módosíthatók

Kioldók

Szükséges volt egy módszert megvalósítani annak megállapítására, hogy egy cselekvés valós időben történt -e az utolsó leolvasások alapján. Erre három ismert esetben volt szükség, öntözés, jelenlét és érintés, ezeket az eseményeket azonnal be kell kapcsolni, amint az érzékelő jelentős eltérését észlelik, és ehhez más megvalósítást alkalmaztak. Példa erre a jelenlét -érzékelő, mivel az analóg bemenetben csak a PIR elemet használták, az olvasott értékek gyakran változnak, és logikára volt szükség annak deklarálásához, hogy van -e jelenlét vagy sem, miközben a hőmérséklet -érzékelő nagyon alacsony eltérés és az értékek standard leolvasása elegendő a Pixie viselkedésének beállításához.

4. lépés: A projekt következő lépései

• Legyen IoT -eszköz, és kezdjen adatokat küldeni egy platformra az MQTT -n keresztül
• Egy alkalmazás a paraméterek és talán a kifejezések testreszabásához
• Működtesse az érintést a növény megérintésével. Találtam egy remek példát a Touche-szerű projektre az Instructables témában
• Tartalmaz egy akkumulátort
• Tervezzen egy NYÁK -t
• Nyomtassa ki a teljes vázát, ne csak a Pixie tokját
• Vegyen be egy piezo -t a projektbe, hogy a hangokat a kifejezéseknek megfelelően játssza le
• Bővítse a Pixie „memóriáját” történelmi adatokkal (a jelenlét észlelése nélküli túl hosszú idő szomorú kifejezést generálhat)
• UV -érzékelő, amely pontosabban érzékeli a napsugárzást