Pixie - Hayaan ang Iyong Halaman na Matalino: 4 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ang Pixie ay isang proyekto na binuo na may hangad na gawing mas interactive ang mga halaman na mayroon kami sa bahay, dahil para sa karamihan sa mga tao ang isa sa mga hamon ng pagkakaroon ng isang halaman sa bahay ay malaman kung paano ito alagaan, kung gaano tayo kadalas tubig, kailan at kung gaano karaming araw ang sapat, atbp. Habang gumagana ang mga sensor upang makakuha ng data ng halaman, ang isang display na LED, na sadyang na-pixel (kaya't ang pangalang Pixie), ay nagpapakita ng mga pangunahing expression na nagpapahiwatig ng estado ng halaman, tulad ng kagalakan habang ito ay natubigan o nalulungkot kung ang temperatura ay masyadong mataas, na nagpapahiwatig na dapat itong dalhin sa isang mas malamig na lugar. Upang gawing mas kawili-wili ang karanasan, naidagdag ang iba pang mga sensor tulad ng pagkakaroon, ugnay at sikat, na isinasalin sa iba pang mga expression na nagpapahiwatig na mayroon ka ngayong isang virtual na alagang hayop na dapat pangalagaan.

Ang proyekto ay may maraming mga parameter kung saan posible na ipasadya ang mga limitasyon at pangangailangan ng bawat kaso, isinasaalang-alang ang pagkakaiba-iba ng mga halaman pati na rin ang mga sensor ng iba't ibang mga tatak. Tulad ng alam natin, may mga halaman na nangangailangan ng maraming araw o tubig habang ang iba ay maaaring mabuhay na may mas kaunting mga mapagkukunan, tulad ng cacti halimbawa, sa mga kaso tulad nito, ang pagkakaroon ng mga parameter ay dapat magkaroon. Sa buong artikulong ito, ipapakita ko ang operasyon at isang pangkalahatang ideya tungkol sa kung paano bumuo ng isang Pixie gamit ang kaunting kaalaman sa electronics, mga sangkap na madaling matagpuan sa merkado at isang naka-print na kaso ng 3d.

Bagaman ito ay isang ganap na gumaganang proyekto, may mga posibilidad ng pagpapasadya at pagpapabuti na ipapakita sa pagtatapos ng artikulo. Masisiyahan akong sagutin ang anumang katanungan tungkol sa proyekto dito sa mga komento o direkta sa aking email o Twitter account.

Mga gamit

Ang lahat ng mga sangkap ay madaling matatagpuan sa mga dalubhasang tindahan o website.

• 1 MCU ESP32 (maaaring magamit ang ESP8266 o kahit isang Arduino Nano kung hindi mo nais magpadala ng data sa internet)

  Ginamit ko ang modelong ito para sa proyekto

• 1 LDR 5mm GL5528
• 1 elemento ng PIR D203S o katulad (ito ay ang parehong sensor na ginamit sa mga module ng SR501 o SR505)
• 1 DHT11 Temperatura sensor
• 1 Sensor ng kahalumigmigan ng lupa

  Mas gusto ang paggamit ng capacitive ground sensor sa halip na resistive, ipinapaliwanag nang mabuti ng video na ito kung bakit

• 1 Led Matrix 8x8 na may isinamang MAX7219

  Ginamit ko ang modelong ito, ngunit maaaring maging pareho ito

• 1 Resistor 4.7 kΩ 1 / 4w
• 1 Resistor 47 kΩ 1 / 4w
• 1 Resistor 10 kΩ 1 / 4w

Ang iba pa

• 3d printer
• Panghinang
• Pagputol ng Mga Plier
• Mga wire para sa koneksyon sa circuit
• USB cable para sa power supply

Hakbang 1: Circuit

Ang circuit ay maaaring makita sa imahe sa itaas gamit ang isang breadboard, ngunit upang mailagay sa kaso, ang mga koneksyon ay dapat na soldered nang direkta upang tumagal ng mas kaunting espasyo. Ang tanong ng puwang na ginamit ay isang mahalagang punto ng proyekto, sinubukan kong bawasan hangga't maaari ang lugar na sakupin ng Pixie. Bagaman naging maliit ang kaso, posible pa ring mabawasan nang lalo, lalo na sa pamamagitan ng pagbuo ng isang eksklusibong PCB para sa hangaring ito.

Ang pagtuklas ng presensya ay ginawa gamit lamang ang isang elemento ng PIR sa halip na isang kumpletong module tulad ng SR501 o SR505, dahil ang integrated timer at ang malawak na saklaw ng aktibo na higit sa limang metro ay hindi kinakailangan. Gamit lamang ang elemento ng PIR nabawasan ang pagiging sensitibo at ang pagtuklas ng pagkakaroon ay ginagawa sa pamamagitan ng software. Makikita ang higit pang mga detalye ng koneksyon dito.

Ang isa pang paulit-ulit na isyu sa mga elektronikong proyekto ay ang baterya, mayroong ilang mga posibilidad para sa proyektong ito tulad ng isang 9v na baterya o isang rechargeable na isa. Bagaman mas praktikal ito, isang labis na puwang ang kakailanganin sa kaso at natapos kong iwanan ang output ng USB ng MCU na nakalantad upang magpasya ang gumagamit kung paano magiging ang suplay ng kuryente at ginagawang mas madaling i-upload ang sketch.

Hakbang 2: Disenyo at Pag-print ng 3D

Kasama ang circuit, isang kaso upang mapaunlakan ang mga sangkap ng Pixie ay binuo at naka-print sa isang Ender 3 Pro gamit ang PLA. Ang mga file ng STL ay kasama rito.

Ang ilang mga konsepto ay naroroon sa panahon ng disenyo ng kasong ito:

• Dahil ang palayok ng halaman ay karaniwang nasa isang mesa, ang display ay inilagay nang bahagyang ikiling upang hindi mawala ang lugar ng panonood
• Dinisenyo upang maiwasan ang paggamit ng mga suporta sa pag-print
• Pinasisigla ang palitan ng mga bahagi para sa iba pang mga kulay upang mas gawing isinapersonal, mapagpapalit at naaangkop na disenyo ang produkto
• Ang sensor ng temperatura na may pagbubukas para sa panlabas na kapaligiran upang paganahin ang isang mas tamang pagbabasa

• Isinasaalang-alang ang iba't ibang mga laki ng palayok, ang pag-install ng Pixie sa halaman ay maaaring gawin sa dalawang paraan

  • Sa pamamagitan ng tungkod na nakatakda sa lupa; o
  • Gamit ang isang strap na nakabalot sa palayok ng halaman

Mga punto ng pagpapabuti

Bagaman gumagana, mayroong ilang mga punto sa disenyo na dapat baguhin, tulad ng laki ng mga dingding na tinukoy upang maiwasan ang pagkawala ng materyal at mapabilis ang pag-print sa panahon ng prototyping ng 1mm.

Ang mga kabit ay kailangang mapabuti sa pamamagitan ng paglalapat ng mga pattern ng disenyo sa 3d na pag-print, marahil ay kinakailangan upang ayusin ang laki ng stick at tumayo nang naaangkop upang mai-snap nang tama ang mga piraso.

Hakbang 3: Code

Bilang isang programmer, masasabi kong ito ang pinaka kasiya-siyang bahagi ng pagtatrabaho, pag-iisip tungkol sa kung paano maisaayos at maisaayos ang code, tumagal ng ilang oras sa pagpaplano at ang resulta ay lubos na kasiya-siya. Ang katotohanan na ang karamihan sa mga sensor ay gumagamit ng isang analog input na nakabuo ng isang hiwalay na paggamot ng code upang subukang makakuha ng isang mas tumpak na pagbabasa na sinusubukang balewalain ang mga maling positibo hangga't maaari. Ang diagram sa itaas ay nilikha gamit ang pangunahing mga bloke ng code at inilalarawan nito ang pangunahing pag-andar, para sa karagdagang detalye Inirerekumenda kong tingnan ang code sa

Mayroong maraming mga puntos na bukas sa pagbabago na nagbibigay-daan sa iyo upang ipasadya ang Pixie ayon sa gusto mo. Kabilang sa mga ito ay maaari kong i-highlight:

• Dalas ng pagbabasa ng sensor
• Oras ng oras ng mga expression
• Max at min na temperatura, ilaw at mga limitasyon sa lupa pati na rin ang threshold ng mga sensor
• Ipakita ang lakas ng ilaw ng bawat ekspresyon
• Oras sa pagitan ng mga frame ng bawat expression
• Ang mga animasyon ay pinaghiwalay mula sa code na nagpapahintulot sa iyo na baguhin ang mga ito kung nais mo

Nag-trigger

Kinakailangan na magpatupad ng isang paraan upang matukoy kung kailan ang isang aksyon ay nangyayari sa real time batay sa huling mga pagbasa. Kinakailangan ito sa tatlong mga kilalang kaso, pagtutubig, pagkakaroon at pagpindot, ang mga kaganapang ito ay dapat na ma-trigger sa lalong madaling matukoy ang isang malaking pagkakaiba-iba ng sensor at para dito gumamit ng ibang pagpapatupad. Ang isang halimbawa nito ay ang pagkakaroon ng sensor, dahil ang elemento lamang ng PIR ang ginamit sa input ng analog, ang mga halagang binabasa ay madalas na nag-iiba at ang isang lohika ay kinakailangan upang ideklara na mayroong pagkakaroon o hindi habang ang temperatura sensor, sa turn, ay may isang napaka mababang pagkakaiba-iba at ang pamantayan lamang sa pagbabasa ng mga halagang ito ay sapat upang ayusin ang pag-uugali ng Pixie.

Hakbang 4: Mga Susunod na Hakbang sa Proyekto

• Naging isang aparato ng IoT at simulang magpadala ng data sa isang platform sa pamamagitan ng MQTT
• Isang App para sa pagpapasadya ng mga parameter at marahil ang mga expression
• Gumawa ng touch touch sa pamamagitan ng pagpindot sa halaman. Natagpuan ko ang isang mahusay na halimbawa ng mala-Touche na proyekto sa Instructables
• Isama ang isang baterya
• Magdisenyo ng isang PCB
• I-print ang kumpletong vase hindi lamang ang kaso ng Pixie
• Isama ang isang piezo sa proyekto upang i-play ang mga tunog nang naaayon sa mga expression
• Palawakin ang "memorya" ng Pixie na may makasaysayang data (masyadong mahaba nang hindi nakita ang presensya ay maaaring makabuo ng isang malungkot na ekspresyon)
• UV sensor upang makita ang isang pagkakalantad sa araw na mas tumpak