Mini-Serre: 11 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Jako student mám ve zvyku zapomínat na věci. Z toho důvodu, pokud chci pěstovat určitý druh rostliny, obvykle na to zapomenu a zemře, protože se o to nemá kdo starat.

Pokusím se tento problém vyřešit pomocí Mini-Serre. Mini-Serre je automatizovaný zahradnický monitorovací systém, který odesílá data z různých typů senzorů, které jsou nainstalovány na webový server běžící na Raspberry Pi. Uživatel tak může sledovat své závody na webových stránkách, ať jsou kdekoli. Tento koncept je vyvíjen jako závěrečný projekt v rámci prvního roku multimediálních a komunikačních technologií v Howest Kortrijk, Belgie.

Krok 1: Materiály

K vybudování tohoto projektu budete potřebovat následující položky:

Elektronika

1. Raspberry pi 3 - sada
2. Prkénko
3. Konektory male-to-male
4. Konektory male-to-female
5. Dallas 18B20 (teplotní senzor)
6. Detekce fotorezistoru Fotosenzitivní světelný senzor
7. MCP3008
8. Potenciometr
9. LCD displej
10. Rezistory
11. Modrá LED
12. RGB LED

Kryt:

13. Kweekkas Central Park (https://www.brico.be/nl/tuin-buitenleven/moestuin/…) 14. Dřevěná deska (spodní část kufru) 15. Hřebíky 16. Šrouby

Nástroje:

17. Kladivo 18. Pila 19. Šroubovák 20. Vrták

Krok 2: Vytvoření obvodu

V kroku 2 uděláme obvod pro tento projekt. Toto je úplné minimum, které potřebujete, pokud chcete, aby fungovalo. Vytvořte kopii obvodu pomocí tabulky a tabulky. Zde potřebujete veškerý elektrický materiál z kroku 1.

Informace o okruhu:

K MCP3008 jsou připojeny 2 senzory, kterými jsou světelný senzor a snímač půdní vlhkosti. Teplotní senzor má digitální výstup a používá GPIO pin na Raspberry Pi.

Další:

Také jsem implementoval LCD displej, který později usnadní připojení k Raspberry Pi bez nutnosti připojení k notebooku. To není nutné, ale je to velmi doporučeno.

Krok 3: Vytvořte databázi

Je velmi důležité ukládat data ze senzorů organizovaným, ale také bezpečným způsobem. Proto jsem se rozhodl uložit svá data do databáze. Jen tak mohu k této databázi (s osobním účtem) přistupovat a udržovat ji organizovanou. Na obrázku výše najdete moje schéma z mé databáze a pod souborem pro export databáze do databázového programu, například MySQL.

Databázový program Je důležité, aby naše databáze fungovala samostatně z našeho Raspberry Pi. To lze provést stažením MySQL nebo MariaDB pro Raspberry Pi. Nejprve si chcete vytvořit databázi na svém počítači v MySQL Workbench. Dále exportujete tuto databázi jako samostatný soubor. Nyní se připojte k databázi svého Raspberry Pi přes MySQL Workbench a obnovte databázi zde. Nyní máte databázi spuštěnou na vašem Raspberry Pi!

Krok 4: Zápis dat senzoru do databáze

Poté, co je na vašem Raspberry Pi spuštěna databáze, chceme, aby do ní naše senzory mohly ukládat svá data. Můžeme to udělat vytvořením 3 samostatných skriptů (což se provádí v PyCharm). Pěknou funkcí PyCharmu je, že se můžete připojit ke svému Pi a tímto způsobem můžete přistupovat ke své databázi a přímo do ní zapisovat. Data jsou také přímo čtena Raspberry Pi a LED diody se rozsvítí podle toho, co potřebujete.

Rozsvítí se modrá LED: Půda není dostatečně vlhká. LED RGB se rozsvítí zeleně: vše je v pořádku. LED RGB se rozsvítí červeně: je příliš horko, otevřete střechu, aby se trochu ochladila. LED RGB se rozsvítí modře: je příliš chladno, zavřete střechu, pokud je otevřená.

Všechny skripty si můžete stáhnout z mého úložiště github:

Poznámka: Použil jsem své osobní přihlašovací údaje pro databáze, takže je možná budete muset změnit, aby odpovídaly vašim.

Poznámka: Složka DB1 obsahuje třídu „databáze“, která je importována v kódu, který se připojí k vaší databázi.

Krok 5: Zobrazení vaší IP na displeji

Na displeji se zobrazuje IP adresa, na které váš Raspberry Pi běží, takže se k Raspberry Pi můžete snadno připojit bez jakýchkoli kabelů. Také jsem pro to napsal skript, který čte IP vašeho pi a zobrazuje ho na displeji (všimněte si, že vaše GPIO piny se shodují, jinak to nemusí fungovat). Raspberry Pi spustí tento skript automaticky při spuštění. To lze provést přidáním nějakého kódu do souboru rc.local na vašem Raspberry Pi. Můžete se tam dostat zadáním 'sudo nano /etc/rc.local', před poslední řádek kódu chcete přidat 'Python3.5/home/user/filelocation &'.

Skript najdete zde:

Poznámka: '&' na konci způsobí, že se skript spustí jednou a okamžitě jej zastaví, aby mohly běžet i jiné skripty.

Krok 6: Měření senzorů každých 10 minut

Nechceme, aby naše databáze byla zaplněna senzordátem vždy 0,001 sekundy, jinak by bylo pro databázi těžké udržet krok se všemi přicházejícími daty a mohlo by dojít ke zhroucení. To je důvod, proč jsem přidal scrapta do 'crontab' na Raspberry Pi. Crontab je program, který sleduje naplánované úkoly, takže tímto způsobem můžete jednoduše spustit skript každých 10 minut pouze jednou.

Jak to nastavit:

Můžete to nastavit tak, že nejprve napíšete do příkazového řádku Raspberry Pi 'crontab -e', otevře se editor pro crontab. Přejděte dolů do spodní části souboru a přidejte 3 řádky, jeden pro každý senzor.

' */10 * * * * python3.5/home/user/filepath/sensor1'

Poznámka: '*/10' je 10 minut, které chceme mít mezi každým měřením. Kód, který jsem zadal poté, co používáte, je verze pythonu a soubor, který chcete spustit, takže pro každý senzor musíte napsat jeden řádek, protože existují ze 3 různých souborů.

Krok 7: Vytvoření webové stránky

Vytvořil jsem své webové stránky v programu s názvem Atom. Je to velmi snadno použitelný program a je vhodné, pokud jste docela nový v psaní HTML a CSS jako já.

Veškerý použitý kód a obrázky najdete pod tímto odkazem:

Vytvořil jsem front-end webu v kódu Visual Studio, takže pokud neplánujete vytváření HTML a CSS sami, můžete místo Atom jednoduše přidat soubory do nové složky v kódu Visual Studio.

Krok 8: Vytvoření back-endu

Back-end a front-end budou věci, které ve skutečnosti způsobí, že se něco stane na webu, který jsme právě vytvořili. V back-endu se k naší databázi připojíme ještě jednou a místo toho, abychom do databáze vkládali data. Nyní přečteme všechna data z různých senzorů a pomocí Socket. IO je pošleme do našeho front-endu, abychom je mohli zobrazit na webových stránkách.

Kód pro back-end najdete zde:

Poznámka: Používáme databázovou třídu, kterou jsme používali dříve, takže jsem to do tohoto úložiště nezahrnul.

Krok 9: Vytvoření front-endu

Frontend je místo, kde kombinujeme náš kód HTML a CSS společně s JavaScriptem a naším back-endem. JavaScript, který jsem napsal, se pokouší vytvořit spojení se back-endem, který musí být spuštěn. Nyní nám Back-end pošle všechna data ze senzorů a v JavaScriptu můžeme provést několik funkcí, které upraví soubor HTML tak, aby odpovídal našim aktuálním hodnotám.

JavaScript najdete zde:

Poznámka: ujistěte se, že ve svém HTML odkazujete na správnou složku v místě vašeho JavaScriptu, jinak to nemusí fungovat.

Krok 10: Výroba skleníku

Koupil jsem předem připravený balíček od společnosti Brico:

Postupujte podle pokynů dodaných s balíčkem. Poté, co je toto hotové, nejsme úplně připraveni tam dát náš Raspberry Pi. Nejprve musíme pro skleník vytvořit „podlahu“nebo dno, můžete to udělat tak, že vezmete dřevěnou desku a změříte, jak velká musí být, aby se vešla. Nejprve jsem vyrobil dřevěný rám, aby měl dřevěný talíř na čem odpočívat.

Krok 11: Dát vše dohromady

Jsme téměř připraveni! Už jen poslední krok a můžete vyrazit. Vezměte Raspberry Pi a skleník, udělejte několik děr, abyste do nich mohli vložit LED diody, vytvořte otvor pro displej a otvor pro napájecí zdroj Raspberry Pi. Dejte vše do skleníku, zapojte Pi a vše je připraveno! Máte vlastní skleník!