Pixie - Let Your Plant Smart: 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Pixie var et projekt udviklet med det formål at gøre de planter, vi har derhjemme, mere interaktive, da en af udfordringerne ved at have en plante derhjemme for de fleste er at vide, hvordan man skal passe på den, hvor ofte vi vander, hvornår og hvor meget sol er nok osv. Mens sensorer arbejder for at opnå plantedata, viser et LED -display, med vilje pixeleret (deraf navnet Pixie), grundlæggende udtryk, der angiver plantens tilstand, såsom glæde, mens den bliver vandet eller sorg hvis temperaturen er for høj, hvilket indikerer, at den skal tages til et køligere sted. For at gøre oplevelsen endnu mere interessant er der tilføjet andre sensorer som tilstedeværelse, berøring og lysstyrke, der oversætter til andre udtryk, der får det til at se ud til, at du nu har et virtuelt kæledyr at tage sig af.

Projektet har flere parametre, hvor det er muligt at tilpasse grænserne og behovene i hver enkelt sag i betragtning af plantens mangfoldighed samt sensorer af forskellige mærker. Som vi ved, er der planter, der har brug for mere sol eller vand, mens andre kan leve med færre ressourcer, f.eks. Kaktusser, i tilfælde som dette er det nødvendigt at have parametre. Gennem denne artikel vil jeg præsentere operationen og en oversigt over, hvordan man bygger en Pixie ved hjælp af lidt kendskab til elektronik, komponenter, der let findes på markedet og en 3d -trykt sag.

Selvom det er et fuldt funktionelt projekt, er der muligheder for tilpasning og forbedringer, der vil blive præsenteret i slutningen af artiklen. Jeg vil med glæde besvare ethvert spørgsmål om projektet her i kommentarerne eller direkte til min e -mail- eller Twitter -konto.

Forbrugsvarer

Alle komponenter findes let i specialbutikker eller websteder.

• 1 MCU ESP32 (ESP8266 kan bruges eller endda en Arduino Nano, hvis du ikke vil sende data over internettet)

  Jeg har brugt denne model til projektet

• 1 LDR 5mm GL5528
• 1 PIR -element D203S eller lignende (det er den samme sensor, der bruges i SR501- eller SR505 -moduler)
• 1 DHT11 Temperatursensor

• 1 Jordfugtighedsføler

  Foretrækker at bruge kapacitiv jordføler i stedet for resistiv, denne video forklarer godt hvorfor

• 1 Led Matrix 8x8 med integreret MAX7219

  Jeg brugte denne model, men den kunne være ens

• 1 Modstand 4,7 kΩ 1/4w
• 1 Modstand 47 kΩ 1/4w
• 1 Modstand 10 kΩ 1/4w

Andre

• 3d printer
• Loddekolbe
• Skære tang
• Ledninger til kredsløbstilslutning
• USB -kabel til strømforsyning

Trin 1: Kredsløb

Kredsløbet kan ses på billedet ovenfor ved hjælp af et brødbræt, men for at placeres i etuiet skal forbindelser loddes direkte for at optage mindre plads. Spørgsmålet om anvendt plads var et vigtigt punkt i projektet, jeg forsøgte at reducere det område, som Pixie ville besætte så meget som muligt. Selvom sagen er blevet lille, er det stadig muligt at reducere yderligere, især ved at udvikle et eksklusivt printkort til dette formål.

Tilstedeværelsesdetektering blev udført ved hjælp af kun et PIR -element i stedet for et komplet modul såsom SR501 eller SR505, da den integrerede timer og det brede aktiveringsområde på over fem meter ikke var påkrævet. Ved kun at bruge PIR -elementet faldt følsomheden, og tilstedeværelsesdetektering udføres via software. Flere detaljer om forbindelsen kan ses her.

Et andet tilbagevendende problem i elektroniske projekter er batteriet, der var nogle muligheder for dette projekt som et 9v batteri eller et genopladeligt. Selvom det var mere praktisk, skulle der være brug for en ekstra plads i sagen, og jeg endte med at lade USB -udgangen fra MCU'en blive udsat, så brugeren bestemmer, hvordan strømforsyningen bliver og gør det lettere at uploade skitsen.

Trin 2: 3D -design og udskrivning

Sammen med kredsløbet blev en kuffert til Pixie -komponenter udviklet og printet på en Ender 3 Pro ved hjælp af PLA. STL -filerne blev inkluderet her.

Nogle begreber var til stede under udformningen af denne sag:

• Da plantekrukken normalt ligger på et bord, er displayet placeret lidt skråt for ikke at miste visningsområdet
• Designet til at undgå brug af trykstøtter
• Opfordrer til udveksling af dele til andre farver for at gøre produktet mere personligt, udskifteligt og passende design
• Temperaturføleren med åbning til eksternt miljø for at muliggøre en mere korrekt aflæsning

• I betragtning af de forskellige potstørrelser kan installationen af Pixie i anlægget udføres på to måder

  • Gennem en stang fastgjort til jorden; eller
  • Ved hjælp af en rem, der vikles rundt om plantekrukken

Forbedringspunkter

Selvom det er funktionelt, er der nogle punkter i designet, der skal ændres, såsom størrelsen på de vægge, der er defineret for at undgå tab af materiale og fremskynde udskrivning under prototyping med 1 mm.

Beslagene skal forbedres ved at anvende designmønstrene i 3d -print, sandsynligvis vil det være nødvendigt at justere størrelsen på pinden og stativbeslaget for at snappe stykkerne korrekt.

Trin 3: Kode

Som programmerer kan jeg sige, at det var den sjoveste del af arbejdet, at tænke på hvordan man strukturerer og organiserer koden, tog et par timers planlægning, og resultatet var ganske tilfredsstillende. Den kendsgerning, at de fleste sensorer bruger en analog indgang, genererede en separat behandling af koden for at forsøge at opnå en mere præcis aflæsning, der forsøger at ignorere falske positiver så meget som muligt. Diagrammet ovenfor blev oprettet med de vigtigste kodeblokke, og det illustrerer kernefunktionaliteten, for flere detaljer anbefaler jeg at kigge på koden på

Der er flere punkter, der er åbne for ændringer, der giver dig mulighed for at tilpasse Pixie, som du ønsker. Blandt dem kan jeg fremhæve:

• Sensorlæsningsfrekvens
• Timeout af udtryk
• Max og min temperatur, belysning og jordgrænser samt tærsklen for sensorer
• Vis lysintensitet for hvert udtryk
• Tiden mellem rammerne for hvert udtryk
• Animationerne er adskilt fra koden, så du kan ændre dem, hvis du ønsker det

Udløser

Det var nødvendigt at implementere en måde at opdage, hvornår en handling skete i realtid baseret på de sidste aflæsninger. Dette var nødvendigt i tre kendte tilfælde, vanding, tilstedeværelse og berøring, disse hændelser skulle udløses, så snart en betydelig variation af sensoren detekteres, og til dette blev en anden implementering brugt. Et eksempel på dette er tilstedeværelsessensoren, da kun PIR -elementet blev brugt i den analoge indgang, værdierne læser ofte variationer og en logik var nødvendig for at erklære, at der er tilstedeværelse eller ej, mens temperatursensoren til gengæld har en meget lav variation og bare standardaflæsning af dens værdier er nok til at justere Pixies adfærd.

Trin 4: Projekt næste trin

• Bliv en IoT -enhed, og begynd at sende data til en platform via MQTT
• En app til tilpasning af parametre og måske udtrykkene
• Få berøringen til at fungere ved at røre planten. Jeg fandt et godt eksempel på Touche-lignende projekt om Instructables
• Inkluder et batteri
• Design et printkort
• Udskriv den komplette vase, ikke kun tilfældet med Pixie
• Inkluder en piezo i projektet for at afspille lyde i overensstemmelse hermed udtrykkene
• Udvid Pixies “hukommelse” med historiske data (for længe uden at detektere tilstedeværelse kan generere et trist udtryk)
• UV -sensor til at detektere en soleksponering mere præcis