Pixie - Lasă-ți planta inteligentă: 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Pixie a fost un proiect dezvoltat cu intenția de a face plantele pe care le avem acasă mai interactive, deoarece pentru majoritatea oamenilor una dintre provocările de a avea o plantă acasă este să știm cum să avem grijă de ea, cât de des udăm, când și când cât de mult soare este suficient, etc. În timp ce senzorii funcționează pentru a obține date despre plantă, un afișaj LED, pixelat în mod intenționat (de aici și numele Pixie), afișează expresii de bază care indică starea plantei, cum ar fi bucuria în timp ce este udată sau tristețea dacă temperatura este prea ridicată, indicând că ar trebui dusă într-un loc mai răcoros. Pentru a face experiența și mai interesantă, au fost adăugați alți senzori precum prezența, atingerea și luminozitatea, care se traduc în alte expresii care fac să pară că aveți acum un animal de companie virtual de care să aveți grijă.

Proiectul are mai mulți parametri în care este posibilă personalizarea limitelor și nevoilor fiecărui caz, având în vedere diversitatea plantelor, precum și senzorii diferitelor mărci. După cum știm, există plante care au nevoie de mai mult soare sau apă, în timp ce altele pot trăi cu mai puține resurse, cum ar fi cactuții, de exemplu, în astfel de cazuri, este necesar să ai parametri. De-a lungul acestui articol, voi prezenta operațiunea și o prezentare generală despre cum să construiți un Pixie folosind puține cunoștințe de electronică, componente ușor de găsit pe piață și o carcasă imprimată 3D.

Deși este un proiect complet funcțional, există posibilități de personalizare și îmbunătățiri care vor fi prezentate la sfârșitul articolului. Voi fi bucuros să răspund la orice întrebare despre proiect aici în comentarii sau direct la adresa de e-mail sau la contul Twitter.

Provizii

Toate componentele sunt ușor de găsit în magazine specializate sau site-uri web.

• 1 MCU ESP32 (ESP8266 poate fi folosit sau chiar un Arduino Nano dacă nu doriți să trimiteți date pe internet)

  Am folosit acest model pentru proiect

• 1 LDR 5mm GL5528
• 1 element PIR D203S sau similar (este același senzor utilizat în modulele SR501 sau SR505)
• 1 senzor de temperatură DHT11

• 1 Senzor de umiditate a solului

  Preferați să utilizați senzori de sol capacitivi în loc de rezistenți, acest videoclip explică bine de ce

• 1 Led Matrix 8x8 cu MAX7219 integrat

  Am folosit acest model, dar ar putea fi similar

• 1 Rezistor 4.7 kΩ 1 / 4w
• 1 Rezistor 47 kΩ 1 / 4w
• 1 Rezistor 10 kΩ 1 / 4w

Alții

• imprimantă 3d
• Ciocan de lipit
• Cleşte de tăiat
• Firuri pentru conectarea circuitului
• Cablu USB pentru alimentare

Pasul 1: Circuit

Circuitul poate fi văzut în imaginea de mai sus folosind o placă, dar pentru a fi plasat în cutie, conexiunile trebuie lipite direct pentru a ocupa mai puțin spațiu. Problema spațiului folosit a fost un punct important al proiectului, am încercat să reduc cât mai mult zona pe care Pixie ar ocupa-o. Deși carcasa a devenit mică, este încă posibil să se reducă în continuare, mai ales prin dezvoltarea unui PCB exclusiv în acest scop.

Detectarea prezenței a fost făcută folosind un singur element PIR în loc de un modul complet, cum ar fi SR501 sau SR505, deoarece temporizatorul integrat și gama largă de acționare care depășea cinci metri nu erau necesare. Folosind doar elementul PIR, sensibilitatea a scăzut și detectarea prezenței se face prin software. Mai multe detalii despre conexiune pot fi văzute aici.

O altă problemă recurentă în proiectele electronice este bateria, au existat câteva posibilități pentru acest proiect, cum ar fi o baterie de 9V sau una reîncărcabilă. Deși era mai practic, va fi nevoie de un spațiu suplimentar în carcasă și am ajuns să las ieșirea USB a MCU expusă, astfel încât utilizatorul să decidă cum va fi sursa de alimentare și să ușureze încărcarea schiței.

Pasul 2: Proiectare și imprimare 3D

Împreună cu circuitul, a fost dezvoltat și imprimat o carcasă pentru a găzdui componentele Pixie pe un Ender 3 Pro folosind PLA. Fișierele STL au fost incluse aici.

Unele concepte au fost prezente în timpul proiectării acestui caz:

• Deoarece ghiveciul este în mod normal pe o masă, afișajul a fost plasat ușor înclinat pentru a nu pierde zona de vizionare
• Conceput pentru a evita utilizarea suporturilor de imprimare
• Încurajează schimbul de piese cu alte culori pentru a face produsul mai personalizat, mai interschimbabil și mai potrivit
• Senzorul de temperatură cu deschidere pentru mediu extern pentru a permite o citire mai corectă

• Având în vedere diferitele dimensiuni ale vaselor, instalarea Pixie în plantă se poate face în două moduri

  • Printr-o tijă fixată de pământ; sau
  • Folosind o curea care se înfășoară în jurul vasului de plante

Puncte de îmbunătățire

Deși funcționale, există câteva puncte în proiect care trebuie modificate, cum ar fi dimensiunea pereților care au fost definite pentru a evita pierderea de material și a accelera imprimarea în timpul prototipurilor cu 1 mm.

Fitingurile trebuie îmbunătățite prin aplicarea modelelor de proiectare în imprimarea 3D, probabil că va fi necesară ajustarea dimensiunii bățului și a suportului pentru a fixa corect piesele.

Pasul 3: Cod

În calitate de programator, pot spune că a fost cea mai distractivă parte a muncii, gândindu-mă la modul de structurare și organizare a codului, a durat câteva ore de planificare și rezultatul a fost destul de satisfăcător. Faptul că majoritatea senzorilor utilizează o intrare analogică a generat un tratament separat al codului pentru a încerca să obțină o citire mai precisă încercând să ignore cât mai mult posibilele pozitive false. Diagrama de mai sus a fost creată cu principalele blocuri de cod și ilustrează funcționalitatea de bază, pentru mai multe detalii vă recomand să aruncați o privire la cod la

Există mai multe puncte deschise spre modificare care vă permit să personalizați Pixie după cum doriți. Printre acestea pot evidenția:

• Frecvența de citire a senzorului
• Expirarea expresiilor
• Temperatura maximă și minimă, limitele de iluminare și sol, precum și pragul senzorilor
• Afișați intensitatea luminii fiecărei expresii
• Timpul dintre cadrele fiecărei expresii
• Animațiile sunt separate de cod permițându-vă să le modificați dacă doriți

Declanșatoare

A fost necesar să se implementeze o modalitate de a detecta când se întâmplă o acțiune în timp real pe baza ultimelor citiri. Acest lucru a fost necesar în trei cazuri cunoscute, udare, prezență și atingere, aceste evenimente ar trebui declanșate de îndată ce este detectată o variație considerabilă a senzorului și pentru aceasta a fost utilizată o implementare diferită. Un exemplu în acest sens este senzorul de prezență, deoarece doar elementul PIR a fost utilizat la intrarea analogică, valorile citite variază adesea și a fost necesară o logică pentru a declara că există sau nu prezență în timp ce senzorul de temperatură, la rândul său, are o o variație redusă și doar citirea standard a valorilor sale este suficientă pentru a regla comportamentul Pixie.

Pasul 4: Proiectați pașii următori

• Deveniți un dispozitiv IoT și începeți să trimiteți date către o platformă prin MQTT
• O aplicație pentru personalizarea parametrilor și poate a expresiilor
• Faceți atingerea să funcționeze atingând planta. Am găsit un exemplu excelent de proiect asemănător Touche pe Instructables
• Includeți o baterie
• Proiectează un PCB
• Imprimați vaza completă nu numai carcasa Pixie
• Includeți un piezo în proiect pentru a reda sunete corespunzătoare expresiilor
• Extindeți „memoria” Pixie cu date istorice (prea mult timp fără a detecta prezența ar putea genera o expresie tristă)
• Senzor UV pentru a detecta o expunere la soare mai precisă