Plantagotchi! Smart Planter: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Plantagotchi hyne, takže vaše rostlina nemusí.

Nedávno jsem se stal hrdým majitelem nové pokojové rostliny (jménem Chester) a opravdu chci, aby měl dlouhý a zdravý život. Zelený palec bohužel nemám. Okamžitě jsem byl přesvědčen, že pokud nedostanu pomoc, pošlu Chestera do časného hrobu. Když jsem ho dostal, vypadal už trochu smutně.

Tak jsem přišel na Plantagotchi - chytrý secí stroj, který vám dá vědět, když jste nedbalým rodičem rostlin. Plantagotchi promění vaši rostlinu v kyborga, který poskytuje zpětnou vazbu, když nejsou splněny její potřeby. Pokud nedostane dostatek slunečního světla nebo vody, zemře (jeho oči se obrátí na Xs). To vám umožní dohnat vaši rostlinu, než bude příliš pozdě!

Poznámka: toto je vstup do Planter Challenge a ve svém návrhu jsem použil Tinkercad.

Krok 1: Inspirace a funkčnost designu

Při snění Plantagotchi jsem si představil křížence mezi Tamagotchi (digitální mazlíček z 90. let, který nebylo možné udržet naživu) a Anana (antropomorfní ananas z nízkorozpočtové kanadské francouzské vzdělávací show - Téléfrancais!)

Na nejzákladnější úrovni jsem pochopil, že moje rostlina potřebuje k přežití dvě věci: Voda a Světlo. Plantagotchi má tedy snímač vody a světelný senzor. Pokud rostlina delší dobu nedostává světlo nebo pokud její voda vyschne, obrátí se Plantagotchiho oči k Xs.

Během dne se Plantagotchiho oči rozhlížejí po místnosti. Když se setmí, vypne je (viz video v úvodu). To mu dává trochu osobnosti!

Krok 2: Shromažďování spotřebního materiálu

Nejedná se o obtížný projekt; nedoporučuji to však absolutnímu začátečníkovi z následujících důvodů:

• Je třeba pájet obrazovky TFT
• Musíte se cítit pohodlně při instalaci a řešení potíží s knihovnami Arduino
• Pokud si přejete přizpůsobit vzhled očí, musíte na příkazovém řádku spustit program Python.

… Pokud to všechno zní dobře - začněme !!

Oči jsou založeny na úžasném tutoriálu Adafruit: Electronic Animated Eyes using Teensy. Provedl jsem úpravy, abych přizpůsobil tento projekt, ale původní návod obsahuje spoustu vynikajících zdrojů a tipů pro řešení potíží v případě, že obrazovky nefungují správně.

Dodávky pro oči a senzory:

1. 2 malé TFT obrazovky
2. Mikrokontrolér Teensy 3.1 nebo 3.2
3. Drát
4. Fotorezistor
5. Rezistor 10K Ohm
6. 2 malé pozinkované hřebíky
7. 2 krokosvorky (volitelně)
8. Trochu houby
9. Prkénko
10. Drátovačky
11. Elektrikářská páska
12. 3D tištěné pouzdro pro oči

Potřeby pro pájení

1. Páječka
2. Pájka
3. Pájecí knot (v případě, že uděláte chybu)

Dodávky pro secí stroj:

1. Velký plech na kávu
2. Tvrdý bonbón pro uložení mikrokontroléru (použil jsem balíček mincoven Excel)
3. Akrylová barva
4. Štětec
5. Nůžky
6. Hřebík a kladivo pro děrování otvorů
7. Maskovací páska (volitelně - není na obrázku)
8. Džusový box (volitelně - není na obrázku)
9. Lepicí pistole (volitelně)
10. Staniol na ozdobu (volitelně - není na obrázku)

Krok 3: Zprovoznění očí

Jak již bylo zmíněno, sledoval jsem tento tutoriál Adafruit, abych nejprve nastavil oči.

Výukový program Adafruit obsahuje více podrobných pokynů, než kolik zde mám k dispozici. Shrnu obecné pokyny a zdůrazním výzvy, se kterými jsem se setkal.

1. Pájecí vodiče k obrazovce. Budete muset připojit vodiče k následujícím pinům:

• VIN
• GND
• SCK
• SI
• TCS
• RST
• D/D

Výzva - Ihned jsem připájel záhlaví na svou obrazovku na prkénko, ale pak se nevešly do 3D tištěného pouzdra. To znamenalo, že jsem je musel odstranit a znovu pájet na drátech. Přeskočte tuto frustraci tím, že místo záhlaví použijete nejprve dráty.

2) Nainstalujte si knihovnu TeensyduinoChallenge - nenechte instalační program zahrnout žádné knihovny Adafruit, když procházíte procesem instalace. Tyto knihovny jsou zastaralé a způsobí, že váš kód vyvolá chyby.

3) Vyzkoušejte aplikaci TeensyUpload jednoduchým mrknutím, abyste zjistili, zda byla instalace Teensyduino úspěšná.

4) Nainstalujte grafické knihovny do Arduino IDE Budete potřebovat knihovnu Adafruit_GFX a Adafruit_ST7735

5) Připojte obrazovku k Teensy pomocí prkénka Připojte kabely k Teensy následujícím způsobem (kliknutím sem zobrazíte mapu pinů Teensy)

• VIN - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS - kolík 9 (levé oko) nebo 10 (pravé oko)
• RST - kolík 8
• D/C - kolík 7

6) Nahrajte soubor „záhadných očí“do TeensyI. Nejlepší je začít s původním kódem z Adafruit Tutorial, nikoli z mé upravené verze, protože moje může zobrazovat Xs místo očí, pokud nejsou k dispozici žádné senzory.

Výzva -Breadboarding s TFT obrazovkami může být bolest, protože jsou velmi citlivé. Pokud by se nepájené dráty vůbec pohnuly, skončil bych s bílou obrazovkou, dokud bych znovu nenačetl skicu. Pájení spojů tuto výzvu vyřešilo.

Krok 4: Přizpůsobení designu očí

Výchozí oči dodávané s touto knihovnou jsou velmi realistické. Pro tento projekt se však cítili příliš strašidelní - chtěl jsem něco víc jako googly oko.

Chcete -li vytvořit vlastní oko, upravte soubory-p.webp

Toto je příkaz, který budete muset spustit, abyste vygenerovali novou bitmapu (všimněte si, že ke správnému spuštění potřebujete Python* a několik balíčků včetně PImage).

python tablegen.py defaultEye/sclera-p.webp

Po spuštění skriptu by se měl objevit nový soubor.h. Jednoduše přetáhněte tento soubor do stejné složky jako soubor uncannyEyes.ino a poté upravte sekci #include v kódu Arduino, aby věděl, že vyhledá váš nově generovaný soubor.h. Když nahrajete kód do Teensy, na vašich obrazovkách by se měl objevit váš zcela nový design očí.

*Všimněte si, že soubor tablegen.py z tutoriálu Adafruit funguje pouze na Pythonu 2. Verze, kterou jsem nahrál výše, funguje s Pythonem 3.

Krok 5: 3D tisk

Nikdy předtím jsem 3D tisk nevytvořil, takže to bylo velmi vzrušující!

Původně jsem chtěl vytisknout celý hrnec s výřezy pro oči a mikrokontrolér, ale nebyl jsem si jist logistikou tisku něčeho takového. Místo toho jsem se rozhodl začít v malém s využitím upravené verze 3D tištěného pouzdra nabízeného v tutoriálu Adafruit. Tisk byl levnější a v budoucnu by mohl být znovu použit v jiných projektech.

Předpokládal jsem, že přizpůsobení 3D tištěného pouzdra bude nejtěžší částí tohoto projektu, ale ukázalo se, že je to až směšně snadné. Použil jsem Tinkercad a proces registrace trval jen pár minut.

Poté, co jste si několik minut hráli a vytvářeli bláznivé návrhy (pro budoucí projekty). Nahrál jsem soubor.stl od společnosti Adafruit a poté přidal sázku, která mu pomohla postavit se na špínu. Jen jsem musel přetáhnout tvar obdélníku na design a změnit velikost. Snadný! Během okamžiku bylo připraveno k tisku.

Tento proces však nebyl zcela bez lidské chyby - omylem jsem poslal špatný soubor do tiskárny a skončil jsem pouze s „předními“kusy (dva s obdélníkovým kolíkem v ceně, dva bez) a bez uzavřeného zadního kusu. To se však osvědčilo, další přední díly se mohly zdvojnásobit jako zadní a extra velká díra usnadnila průchod drátů (náhodná výhra!)

3D tištěný design od společnosti Adafruit měl také prostor na to, aby nahoře byl kulatý plastový korálek, aby oči vypadaly realističtěji. Po tisku jsem se rozhodl, že to nechci zahrnout, protože to hraničilo s tajemným údolím, a tak jsem překryl mezery, které zbyly na straně obrazovky, elektrikářskou páskou. Páska také pomáhá chránit mé součásti před vlhkostí. Je pravda, že elektrikářská páska není dlouhodobým řešením. Pokud bych tento projekt předělal, upravil bych své 3D komponenty, aby lépe vyhovovaly mému návrhu.

Níže jsem připojil svou upravenou verzi 3D skříně. Originály najdete na tomto odkazu.

Krok 6: Přidání senzorů a uložení mikrokontroléru

Světelný senzor

Podle schématu z webu Adafruit jsem připojil fotorezistor na pin A3 na mikrokontroléru.

V kódu, když je hodnota senzoru fotorezistoru pod prahem, Plantagotchi přejde do režimu spánku. Zavře oči a spustí se časovač. Pokud časovač pokračuje 24 hodin bez přerušení, Plantagotchiho oči se obrátí k Xs, aby naznačily, že potřebuje nějaké světlo.

Poznámka: rostliny ke svému růstu potřebují přirozené světlo, ale fotorezistor je citlivý na přirozené i umělé světlo. Proto je důležité umístit Plantagotchi tak, aby tento senzor nebyl otočen směrem k vnitřnímu zdroji světla.

Vodní senzor

Dočetl jsem se, že vodní senzory snadno reziví, a proto jsem se rozhodl pro to udělat super DIY, aby to bylo možné snadno vyměnit. Na dva vodiče jsem připevnil svorky aligátora a jeden jsem připojil k zemi a druhý ke kolíku A0. Pokud A0 není připojen k zemi, obvykle nabere hodnoty kolem 50-150, jakmile jej připojím k zemi, hodnoty klesnou na 1. Použil jsem aligátory k držení dvou pozinkovaných hřebíků, které jsem těsně přilepil pomocí kusu houba na mytí. Pořadí je následující:

(Zem ----- Nail1 [uvízl v houbě] Nail2 <------ A0)

Bromeliady uchovávají vodu v šálcích, které se tvoří v základně jejich listů (viz foto). Když je houba vlhká od vody v těchto šálcích, oba vodiče udržují spojení a hodnota snímače A0 zůstává nízká. Jakmile však houba zaschne, spojení se přeruší a vstupní hodnota se zvýší. To spustí Plantagotchiho oči, aby se obrátily na Xs.

Součásti pouzdra

Abych ochránil své komponenty, použil jsem balíček mincoven, který se perfektně hodil k mému dospívání, dokonce měl víko s otvorem správné velikosti pro dráty. Balíček jsem zabalil do elektrické pásky, aby vypadal podobně jako oči.

Nakonec jsem dráty senzoru omotal také černou páskou, protože držel dráty pohromadě a usnadňoval jejich pohyb. Pokud bych měl tento projekt předělat, určitě bych investoval do nějakého Heat Shrink a méně spoléhal na pásku..

Krok 7: Ozdobte hrnec a přidejte místo pro mikrokontrolér

Poté, co jsem utratil více peněz za komponenty a 3D tisk, o čemž se přiznávám, chtěl jsem udělat hrnec co nejlevněji.

Recykloval jsem plechovku od kávy, která dokonale odpovídala velikosti květináče mé rostliny (i když jsem musel trochu zatlouct rty, aby se vešel dovnitř). Před zdobením hrnce jsem na dno přibil díry pro případ, že by byl někdy přelitý.

Protože jsem chtěl, aby moje elektronika poněkud odstranila secí stroj (voda + elektronika = ne vždy to byl skvělý nápad), rozřezal jsem džusový box a nalepil ho na zadní stranu plechovky, aby držel součásti. Díky tomu jsou suché a v případě potřeby je mohu snadno odstranit.

Nelíbilo se mi, jak vzadu vyčníval džusový box, a tak jsem použil maskovací pásku, aby měl trochu tvar. Dále jsem to celé namaloval akrylovou barvou. Pro ozdobu jsem nechal na plechu proužek stříbra a napodobil to na džusovém boxu malým proužkem staniolu. Nakonec jsem přidal pruh s černou elektrikářskou páskou … protože proč ne!

Krok 8: Sestavení a další kroky

První cena v Planter Challenge