Smart IoT Garden: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Pokud jste něco jako já, máte rádi čerstvé ovoce a zeleninu na talíři, ale nemáte dostatek času na udržování slušné zahrady. Tento návod vám ukáže, jak vybudovat chytrou zahradu IoT (říkám tomu: Green Guard), která za vás zalévá vaše rostliny a varuje vás před nebezpečnými situacemi, jako je: příliš mnoho slunečního světla, nedostatek slunečního světla a nedostatek vody.

Toho je dosaženo pomocí několika jednoduchých senzorů a ovladače ovládaného Raspberry Pi. Na webových stránkách si můžete prohlédnout měření z těchto senzorů a převzít kontrolu nad průtokem vody.

Krok 1: Materiály a nástroje

Materiály:

• 1x Raspberry Pi 4
• 1m pantový závěs
• 1x držák baterie 8x AA
• 8x AA baterie
• *1x elektromagnetický ventil 12V 1/2"
• 3m vodní trubka (plastová, nylonová …) 12mm
• 1x koncovka tvaru T
• 2x koncovka 1/2 "12 mm
• 5x hadicová spona
• 1x 5 litrový kanystr
• 4m dřevěná prkna
• 1x dřevěný panel 100cm / 50cm
• 1x jezírková fólie 2m / 1m
• min. 50 šroubů
• 1x prkénko
• 2x magnetické zapínání
• 1x npn tranzistor
• 1x snímač teploty a vlhkosti
• 1x světelný senzor LDR
• 1x snímač vlhkosti půdy
• 1x LCD displej
• 2x 1/2 "potrubí ve tvaru L.

Tento dokument vám ukazuje, kde jsem tyto materiály získal.

*Je důležité, aby solenoidový ventil neměl minimální provozní tlak. Pokud ano, voda se bude snažit dostat skrz.

Nástroje:

• pokosová pila (volitelně: jakýkoli jiný druh pily)
• ruční vrtačka (volitelně: šroubovák)
• sešívačka (volitelně: šrouby)
• lepidlo na drevo

Krok 2: Budování obvodu

K Raspberry Pi budou připojeny následující komponenty:

• MCP3008

  • Světelný senzor LDR
  • Senzor vlhkosti půdy
• Snímač vlhkosti a teploty DHT11

• PCF8574

  LCD displej

• Tranzistor TIP120

  elektromagnetický ventil

Dva ze senzorů (LDR a vlhkost půdy) jsou připojeny k MCP3008, který umožňuje čtení analogových signálů z Raspberry Pi. Používám PCF8574 k zápisu dat na LCD, protože to šetří spoustu GPIO pinů.

Při stavbě okruhu můžete postupovat podle výše uvedeného obrázku.

Krok 3: Nastavení databáze

Chcete -li mít nad zahradou opravdu plnou kontrolu, budete chtít vidět časovou osu ukazující všechna měření z vašich senzorů. K uložení všech těchto měření používám databázi SQL.

Připravil jsem samostatný soubor, který obsahuje celou databázi potřebnou pro tento projekt. Můžete to najít ve složce pro export databáze v mém úložišti Git a importovat tuto databázi do MySQL Workbench otevřením serveru> import dat a poté výběrem samostatného souboru a vytvořením nové databáze.

Tato databáze obsahuje čtyři tabulky: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning a tblaction. Tbldevice obsahuje všechna čidla a akční člen. Zprávy v tblwarning jsou v holandštině, ale můžete je snadno změnit kliknutím na symbol spuštění v tabulce, změnou zpráv a použitím změn. Tblaction obsahuje akce, které může provést program, o kterém budu mluvit v dalším kroku. Tyto akce jsou například: měření teploty, elektromagnetický ventil automatické aktivace…

Krok 4: Programování

Veškerý potřebný kód najdete v mém úložišti Git. Přední konec a zadní konec.

Tento program dělá všechny technické věci, jako je: čtení dat ze senzorů, aktivace pohonu …

Nahoře si můžete prohlédnout několik fotografií z webu. Je to v holandštině, ale ty

Krok 5: Budování základního tvaru zahrady

Prvním krokem při realizaci fyzického projektu je vybudování základního pláště zahrady. Začněte řezáním některých prken v následujících rozměrech:

• a - 2x 100 cm / 20 cm
• b - 2x 46,4 cm / 20 cm
• c - 1x 46,4 cm / 18,2 cm
• d - 1x 46 cm / 18 cm
• e - 1x 15 cm / 20 cm
• f - 1x 31 cm / 20 cm

Nejprve nalepte prkna a na obě strany dřevěného panelu. Nejlepší způsob připojení je ve čtyřech krocích:

1. vyvrtejte do panelu otvory, kterými budou procházet šrouby
2. vrtákem se zahloubením uvolněte místo pro vstup hlavy šroubu
3. tam, kde bude prkno připevněno, položte řadu lepidla na dřevo
4. položte prkno na lepidlo a vyvrtejte šrouby skrz otvory, které jste vyvrtali dříve

5 šroubů bude stačit k uchycení prken a. Potom můžete udělat to samé s prkny b, na které jsem použil 3 šrouby na spodní a 2 na boční.

Krok 6: Postavte držák vodní nádrže

Připojte prkno e do rohu, který vidíte na obrázku, pomocí metody, kterou jsem vysvětlil v předchozím kroku. Můžete to snadno udělat sami pomocí kusu dřeva a škeble (viz druhý obrázek).

Na podporu tohoto prkna vytvořte malý dřevěný trám se 45 stupňovými šikmými stranami nahoře a dole. Abyste se ujistili, že se dotýká podlahy při připevňování na svislé prkno, nakreslete čáru, kde uvidíte horní stranu jako já na třetím obrázku.

Dále z trosky dřeva postavte rám vhodný pro kanystr, který používáte. Pomocí lepidla na dřevo připevněte rám k plošině. Rám, který jsem vyrobil, nebyl úplně rovný, takže jsem ho přišrouboval dvěma škeblemi a nechal na noc zatuhnout.

Nakonec budete muset připevnit potrubí ve tvaru písmene L na dno kanystru a v prkně vytvořit otvor podporující kanystr, aby potrubí mohlo projít. K uchycení potrubí jsem přivařil tvarovku na kovovou desku, kterou jsem pomocí univerzálního lepidla Sikaflex připevnil k kanystru. Alternativně můžete do otvoru, který vytvoříte v kanystru, jednoduše zasunout kousek hadičky a nanést na něj tolik univerzálního lepidla, aby zůstalo na svém místě. Díru pod kanystrem můžete vytvořit vrtákem pro ruční vrtání.

Krok 7: Připojení potrubí a potrubí

Před připojením kterékoli z hadic připevněte jezírkovou fólii na vnitřní stranu zahradní části projektu. Opravil jsem to na vnější straně projektu sešívací pistolí. Rohové kousky můžete složit, aby se krásně vešly, a odříznout části, kde je příliš mnoho fólie.

Když to uděláte, můžete začít vrtat 2 otvory ze zahradní části do manažerské části ve výšce přibližně 15 cm, aby se potrubí dostalo do samotné zahrady. Množství třísek a provrtání fólie můžete snížit tak, že na prkno připevníte 2 kusy dřeva a provrtáte je jako na obrázku výše. Můžete protlačit dvě trubky skrz otvory a spojit je uprostřed za prkno. Poté můžete do trubek vyvrtat asi 2,5 mm otvory, aby voda vytékala (a nezapomeňte vyvrtat jeden otvor na horní straně trubice, aby voda mohla proudit, i když je solenoidový ventil zavřený).

Na konci zahrady vyvrtejte dva otvory (ne úplně), abyste k nim připevnili konec trubek. Na vnitřní stranu otvorů přilepte 2 válcové kovové kusy a konec trubek přes ně zatlačte.

Dále připevněte kus dřeva k podlahovému panelu vedle vodní nádrže (jako na obrázku). Na tomto místě bude elektromagnetický ventil spočívat, proto vyzkoušejte jeho polohu, abyste se ujistili, že na něj solenoid pasuje. Na tento kus připevněte kovový kus ve tvaru písmene L, na který bude připevněn elektromagnetický ventil.

Krok 8: Integrace elektroniky

Začněte tvarováním dvou kusů dřeva. Jeden pro DHT11 a LDR a jeden pro snímač půdní vlhkosti. Tyto kousky můžete vidět na obrázcích výše. Připojte je, jak je znázorněno na obrázcích.

Dráty DHT11 a LDR můžete skrýt tak, že na ně sešijete kousek jezírkové fólie a prostrčíte je. Vyvrtejte otvor, kterým mohou procházet dráty.

Dále pro vytvoření otvoru pro LCD displej vyvrtejte dva otvory na diagonálních koncích prostoru pro LCD a pomocí pilky na pilu vyřízněte obdélník.

Můžete umístit prkénko, Raspberry Pi a 12V baterii dovnitř za LCD v rohu (a pomocí suchého zipu je podržet). Poté použijete plastovou krabičku, vystřihnete 2 strany a umístíte ji na elektroniku, aby byla chráněna před kapající vodou. Nalepením malého kusu dřeva na podlahový panel vedle plastového boxu zůstane na svém místě.

Nakonec vyvrtejte řadu otvorů těsně pod výškou plastového boxu, aby mohl horký vzduch Raspberry Pi uniknout.

Krok 9: Připevnění závěsů

Jediné, co nyní zbývá udělat, je připojit poslední dvě prkna, která jste na začátku pilovali.

Nejprve odřízněte pravý dolní roh prkna na boku. Zde projde napájecí kabel.

Poté můžete na prkna přišroubovat závěsy jako na obrázcích výše.

Krok 10: Zavírání

Pokud se rozhodnete udělat tento projekt sami, dejte mi vědět v komentářích (:

Děkuji za přečtení.