MAG (Miniature Automatic Greenhouse): 9 trinn

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

Min mor har det meste av tiden ganske travelt. Så jeg ønsket å hjelpe henne ved å automatisere drivhusene hennes. På denne måten kan hun spare litt tid da hun ikke trenger å vanne plantene.

Jeg vil klare dette med MAG (Miniature Automatic Garden). Som i navnet, er MAG et miniatyrprosjekt som kan utvides for større drivhus. MAG er et automatisert hagearbeidssystem som leser og sender data fra forskjellige sensorer til en webserver som kjører på Raspberry Pi. Brukeren vil kunne overvåke plantene sine på et nettsted. Dette konseptet utvikles som et avsluttende prosjekt innen det første året med multimedia og kommunikasjonsteknologi, på Howest Kortrijk, Belgia.

Trinn 1: Materialene

For å bygge dette prosjektet trenger du følgende elementer:

Elektronikk:

1. Bringebær pi 4 - sett2. Bringebær pi T-skomaker 3. Brødbrett 4. Mann-til-mann-kontakter 5. Mann-til-hunn-kontakter 6. LM35 (temperatursensor) 7. 4x fuktighetssensorer 8. DHT119. MCP300810. Potensiometer (for kontroll, ikke nødvendig) 11. SunFounder LCD-skjerm 12. 4x børsteløs vannpomp 12V13. Vannrør 14. Adapter 12V15. 4x relé 5V

Hylster:

1. Akvarium2. Treplanker 3. Massiv rund jernstang4. Negler 5. Skruer 6. Aquaplan Takprimer

Verktøy:

1. Hammer2. Sag 3. Skrutrekker 4. Drill5. Trefil 6. Limpistol 7. Pensel 8. Sveisemaskin 9. Selger enhet

I pdf -filen nedenfor kan du se den komplette prislisten med lenker til delene.

Trinn 2: Lag drivhuset

På de medfølgende bildene finner du den nødvendige målingen for brettene. Først finner du bildene med målingen, på den finner du et tall (under dette vil det være ekstra informasjon med det tilsvarende tallet). Det er også noen bilder av hvordan det vil se ut.

Tall 1 til 4 er for saken, og når du har klippet dem ut kan du feste dem sammen ved å hamre spiker i hullene.

Det ekstra brettet, nummer 5 + 6, er et lokk som du kan plassere over rommet til pi.

Merknader:

Sentrum av hullene på alle brettene er 0,8 cm fra kantene (grå linjer, se bilde med nummer en er referanse). Hullene ble boret med en 2 mm bolt for tre.

1.: Dette er bunnplaten. På venstre side har du 64 cm mellom 2 hull. Dette teller for avstandene mellom hullene og kantene på både venstre og høyre side. Det øverste brettet har en firkant på 2 cm x 2 cm med det formål å slippe strømkablene gjennom. Den nederste planken har et 8 cm x 2,5 cm kutt for å plassere LCD -skjermen.

2.: Dette er de lengste sidene, og du trenger to av disse planker. På toppen har du 2 stykker på 3 mm x 10 mm. Dette vil bli brukt senere for å føre fuktighetssensorkabler.

3.: Dette er de korteste sidene, og du trenger 4 av disse planker.

4.: Dette er krysset for plantebeholderen, du trenger 2 av disse planker. Du må fjerne det hvite stykket som vist, slik at du kan skyve disse 2 i hverandre

Trinn 3: Ferdigstilling av drivhushuset

Nå som alt er montert sammen, vil vi sørge for at rommene til plantene er vanntette. Vi gjør dette for å være sikker på at det ikke kan lekke vann. Med en pensel kan du male rommene. Hvis du vil, kan du legge til et andre lag når det er tørt.

Neste opp er sveising av metallstengene sammen i midten, så vi ender med et kryss. Vi legger denne metallrammen på saken etter å ha boret 4 hull, 1 i hver ende som på bildet. Sørg for at alle 4 sidene er jevne når du setter den inn.

Som sist vil vi lage et hakk i hver side av rommet. Lag det slik at vannrørene kan hvile i. Legg et lite treverk på toppen for å holde det på plass. Sørg for at du fortsatt kan fjerne vannrøret ved å påføre dette treverket og sette det inn igjen om nødvendig.

Trinn 4: Programvare på Raspberry Pi

For at koden min skal fungere (som jeg vil koble til nedenfor) må du installere noen pakker og biblioteker. Det første du trenger er å oppdatere din Pi.

Oppdater først systemets pakkeliste ved å skrive inn følgende kommando: sudo apt-get update.

Oppgrader alle dine installerte pakker til de nyeste versjonene med følgende kommando: sudo apt-get dist-upgrade.

Hvis systemet ikke ber om en omstart, gjør du en 'sudo reboot'. Dette er for å sikre at alt er konfigurert riktig.

Etter at du har installert pakkene, må du installere noen biblioteker:

• sudo pip3 install -oppgrader setuptools
• sudo apt-get install python3-flask
• sudo pip install -U flask -cors
• sudo pip installere flask-socketio
• sudo apt-get install rpi.gpio
• sudo pip3 installer Adafruit_DHT

Når du er ferdig, gjør du en 'sudo reboot'.

Trinn 5: Lag kretsen

I trinn 2 skal vi lage kretsen for dette prosjektet. Dette er det absolutte minimumet du trenger hvis du vil at det skal fungere. Bruk frittetabellen og diagrammet for å lage en kopi av kretsen. Det er her du trenger alle de elektriske materialene fra trinn 1.

Informasjon om kretsen:

Vi har 5 sensorer koblet til MCP3008 som er lm35 for innetemperatur og 4 jordfuktighetssensorer. En DHT11 for utetemperatur og fuktighet og til slutt en vannflåtebryter for å sjekke om det er nok vann i reservoaret.

Jordfuktighetssensoren har en analog utgang og bruker en GPIO-pin på Raspberry Pi.

Ekstra:

Jeg implementerte også en LCD-skjerm som vil gjøre det lettere senere å koble til Raspberry Pi uten å måtte koble til den bærbare datamaskinen. Dette er ikke nødvendig, men det er sterkt foreslått.

Før jeg loddet alt sammen brukte jeg brødbrettet mitt til å koble alt sammen og teste sensorene mine for å sikre at alt fungerer.

Trinn 6: Lag en database

Det er veldig viktig å lagre dataene dine fra sensorene på en organisert, men også sikker måte. Derfor bestemte jeg meg for å lagre dataene mine i en database. På denne måten kan bare jeg få tilgang til denne databasen (med en personlig konto) og holde den organisert. På bildet over finner du ERD -diagrammet mitt.

Du kan se ERD -diagrammet mitt ovenfor, jeg vil også koble til en dumpfil slik at du kan importere databasen for deg selv. Med denne databasen vil du kunne vise flere ting som:

• Temperaturen nær og over plantene
• Fuktigheten i nærheten av plantene
• Jordfuktigheten til hver plante
• Se om pumpen er aktivert for anlegget
• Etc..

Vedlagt dette trinnet finner du min Mysql -dump. Så du kan enkelt importere den. Få Mysql -dumpen.

Trinn 7: Nettsted

Jeg ønsket å kunne overvåke plantene, så jeg laget et nettsted for å vise meg disse dataene. Via nettstedet vil du kunne sjekke plantene, samt aktivere/deaktivere pumpene separat.

Mens Pi starter opp, begynner den å kjøre python -skriptet mitt. Dette vil ta vare på å få dataene til å vises på nettstedet. Etter skriptet vil pi lese data fra sensorene hver nøyaktige time og legge dem i databasen. Nettstedet er også responsivt, så det kan åpnes på mobil.

Koden min finner du på github her.

Trinn 8: Skrive backend

Nå er det på tide å sørge for at alle komponentene gjør jobben der. Så jeg skrev litt kode i python og distribuerte den på bringebær pi. Du finner koden min på Github.

For programmering av koden brukte jeg Visual Studio Code. Koden er skrevet i html, CSS, javascript og python (Flask)

Trinn 9: Plasser alt i esken

Når du har fullført alle trinnene, du kan begynne å sette alt i saken. For å gjøre det, anbefaler jeg deg å lodde komponentene dine sammen slik at de ikke kan kobles fra ved et uhell.

Jeg limte reléene på et treverk så de ikke henger tapt når de er i etuiet. Jeg limte også pumpene på reservoaret slik at de ikke tapte. Jeg anbefaler også å lime DHT11 -sensoren på toppen av rammen.