Pixie - Let Your Plant Smart: 4 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Pixie var et prosjekt utviklet med den hensikt å gjøre plantene vi har hjemme mer interaktive, siden for de fleste er en av utfordringene ved å ha en plante hjemme å vite hvordan man skal ta vare på den, hvor ofte vi vanner, når og hvor mye sol er nok, etc. Mens sensorer jobber med å skaffe plantedata, viser en LED -skjerm, med vilje pixelert (derav navnet Pixie), grunnleggende uttrykk som indikerer plantens tilstand, for eksempel glede mens den blir vannet eller tristhet hvis temperaturen er for høy, noe som indikerer at den skal tas til et kjøligere sted. For å gjøre opplevelsen enda mer interessant, har andre sensorer som tilstedeværelse, berøring og lysstyrke blitt lagt til, noe som oversetter til andre uttrykk som får deg til å virke som om du nå har et virtuelt kjæledyr å ta vare på.

Prosjektet har flere parametere der det er mulig å tilpasse grensene og behovene til hvert tilfelle, med tanke på mangfoldet av planter samt sensorer av forskjellige merker. Som vi vet, er det planter som trenger mer sol eller vann mens andre kan leve med færre ressurser, for eksempel kaktus, i slike tilfeller er det nødvendig å ha parametere. Gjennom denne artikkelen vil jeg presentere operasjonen og en oversikt over hvordan du bygger en Pixie ved hjelp av litt kunnskap om elektronikk, komponenter som er lett å finne på markedet og et 3D -trykt etui.

Selv om det er et fullt funksjonelt prosjekt, er det muligheter for tilpasning og forbedringer som vil bli presentert på slutten av artikkelen. Jeg vil gjerne svare på alle spørsmål om prosjektet her i kommentarene eller direkte til min e -post eller Twitter -konto.

Rekvisita

Alle komponenter er lett å finne i spesialforretninger eller nettsteder.

• 1 MCU ESP32 (ESP8266 kan brukes eller til og med en Arduino Nano hvis du ikke vil sende data over internett)

  Jeg har brukt denne modellen til prosjektet

• 1 LDR 5mm GL5528
• 1 PIR -element D203S eller lignende (det er den samme sensoren som brukes i SR501- eller SR505 -moduler)
• 1 DHT11 Temperatursensor

• 1 Jordfuktighetssensor

  Foretrekker å bruke kapasitiv jordføler i stedet for resistiv, denne videoen forklarer godt hvorfor

• 1 Led Matrix 8x8 med integrert MAX7219

  Jeg brukte denne modellen, men den kan være lik

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

Andre

• 3d -skriver
• Loddejern
• Skjære tang
• Ledninger for kretstilkobling
• USB -kabel for strømforsyning

Trinn 1: Krets

Kretsen kan sees på bildet ovenfor ved hjelp av et brødbrett, men for å plasseres i etuiet må tilkoblinger loddes direkte for å ta mindre plass. Spørsmålet om plass som ble brukt var et viktig poeng i prosjektet. Jeg prøvde å redusere området mest mulig som Pixie ville okkupere. Selv om saken er blitt liten, er det fortsatt mulig å redusere ytterligere, spesielt ved å utvikle et eksklusivt PCB for dette formålet.

Tilstedeværelsesdeteksjon ble utført ved å bruke bare ett PIR -element i stedet for en komplett modul som SR501 eller SR505, siden den integrerte timeren og det brede aktiveringsområdet som overstiger fem meter ikke var nødvendig. Bare ved bruk av PIR -elementet ble følsomheten redusert, og tilstedeværelsesdeteksjonen utføres via programvare. Flere detaljer om tilkoblingen kan du se her.

Et annet gjentakende problem i elektroniske prosjekter er batteriet, det var noen muligheter for dette prosjektet, for eksempel et 9v batteri eller et oppladbart. Selv om det var mer praktisk, skulle det være behov for en ekstra plass i saken, og jeg endte med å forlate USB -utgangen til MCU -en eksponert slik at brukeren bestemmer hvordan strømforsyningen blir og gjør det lettere å laste opp skissen.

Trinn 2: 3D -design og utskrift

Sammen med kretsen ble et etui for plass til Pixie -komponentene utviklet og skrevet ut på en Ender 3 Pro ved bruk av PLA. STL -filene ble inkludert her.

Noen konsepter var tilstede under utformingen av denne saken:

• Siden plantepotten normalt er på et bord, har skjermen blitt plassert litt vippet for ikke å miste visningsområdet
• Designet for å unngå bruk av utskriftsstøtter
• Oppfordrer til utveksling av deler for andre farger for å gjøre produktet mer personlig, utskiftbart og passende design
• Temperatursensoren med åpning for eksternt miljø for å muliggjøre en mer korrekt avlesning

• Med tanke på de forskjellige pottestørrelsene, kan installasjonen av Pixie i anlegget utføres på to måter

  • Gjennom en stang festet til jorden; eller
  • Ved hjelp av en stropp som vikles rundt plantepotten

Forbedringspunkter

Selv om det er funksjonelt, er det noen punkter i designet som må endres, for eksempel størrelsen på veggene som er definert for å unngå tap av materiale og fremskynde utskriften under prototyping med 1 mm.

Beslagene må forbedres ved å bruke designmønstrene i 3D -utskrift, sannsynligvis vil det være nødvendig å justere størrelsen på pinnen og stativbeslaget for å feste bitene riktig.

Trinn 3: Kode

Som programmerer kan jeg si at det var den morsomste delen av arbeidet, å tenke på hvordan man strukturerer og organiserer koden, tok noen timer med planlegging og resultatet var ganske tilfredsstillende. Det faktum at de fleste sensorer bruker en analog inngang genererte en egen behandling av koden for å prøve å oppnå en mer nøyaktig avlesning som prøver å ignorere falske positiver så mye som mulig. Diagrammet ovenfor ble laget med hovedblokkene for kode, og det illustrerer kjernefunksjonaliteten. For flere detaljer anbefaler jeg å ta en titt på koden på

Det er flere punkter som er åpne for endring som lar deg tilpasse Pixie som du ønsker. Blant dem kan jeg markere:

• Sensorlesningsfrekvens
• Tidsavbrudd for uttrykk
• Maks og min temperatur, belysning og bakkegrenser samt terskel for sensorer
• Vis lysintensitet for hvert uttrykk
• Tiden mellom rammene i hvert uttrykk
• Animasjonene er atskilt fra koden, slik at du kan endre dem hvis du ønsker det

Utløsere

Det var nødvendig å implementere en måte å oppdage når en handling skjedde i sanntid basert på de siste avlesningene. Dette var nødvendig i tre kjente tilfeller, vanning, tilstedeværelse og berøring, disse hendelsene bør utløses så snart en betydelig variasjon av sensoren er oppdaget, og for dette ble en annen implementering brukt. Et eksempel på dette er tilstedeværelsessensoren, ettersom bare PIR -elementet ble brukt i den analoge inngangen, verdiene leser ofte variasjoner og en logikk var nødvendig for å erklære at det er tilstedeværelse eller ikke mens temperatursensoren i sin tur har en veldig lav variasjon og bare standard lesing av verdiene er nok til å justere oppførselen til Pixie.

Trinn 4: Prosjekter neste trinn

• Bli en IoT -enhet og begynn å sende data til en plattform via MQTT
• En app for tilpasning av parametere og kanskje uttrykkene
• Få berøringen til å fungere ved å berøre planten. Jeg fant et godt eksempel på Touche-lignende prosjekt på Instructables
• Inkluder et batteri
• Design et kretskort
• Skriv ut hele vasen, ikke bare saken til Pixie
• Inkluder en piezo i prosjektet for å spille lyder tilsvarende uttrykkene
• Utvid Pixies "minne" med historiske data (for lenge uten å oppdage tilstedeværelse kan generere et trist uttrykk)
• UV -sensor for å oppdage en mer nøyaktig soleksponering