Pixie - Нека вашето растение бъде умно: 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Pixie е проект, разработен с намерението да направи по -интерактивни растенията, които имаме у дома, тъй като за повечето хора едно от предизвикателствата да имат растение у дома е да знаят как да се грижат за него, колко често поливаме, кога и колко слънце е достатъчно и т.н. Докато сензорите работят за получаване на данни за растенията, LED дисплей, нарочно пикселизиран (оттук и името Pixie), показва основни изрази, които показват състоянието на растението, като радост, докато се полива или тъга ако температурата е твърде висока, което показва, че трябва да се занесе на по -хладно място. За да направят преживяването още по -интересно, бяха добавени други сензори като присъствие, докосване и яркост, превеждащи в други изрази, които правят така, че сега имате виртуален домашен любимец, за който да се грижите.

Проектът има няколко параметъра, при които е възможно да се персонализират границите и нуждите на всеки случай, като се има предвид разнообразието от растения, както и сензори от различни марки. Както знаем, има растения, които се нуждаят от повече слънце или вода, докато други могат да живеят с по -малко ресурси, като кактуси например, в такива случаи наличието на параметри е задължително. В цялата статия ще представя операцията и преглед за това как да се изгради Pixie, използвайки малко познания по електроника, компоненти, лесно намиращи се на пазара, и 3D печатна кутия.

Въпреки че е напълно функционален проект, има възможности за персонализиране и подобрения, които ще бъдат представени в края на статията. Ще се радвам да отговоря на всеки въпрос относно проекта тук в коментарите или директно на моя имейл или Twitter акаунт.

Консумативи

Всички компоненти лесно се намират в специализирани магазини или уебсайтове.

• 1 MCU ESP32 (ESP8266 може да се използва или дори Arduino Nano, ако не искате да изпращате данни през интернет)

  Използвах този модел за проекта

• 1 LDR 5 мм GL5528
• 1 PIR елемент D203S или подобен (това е същият сензор, използван в модули SR501 или SR505)
• 1 DHT11 Температурен сензор

• 1 Сензор за почвена влажност

  Предпочитайте да използвате капацитивен почвен сензор вместо резистивен, това видео обяснява добре защо

• 1 Led Matrix 8x8 с вграден MAX7219

  Използвах този модел, но може да е подобен

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

Други

• 3d принтер
• Поялник
• Клещи за рязане
• Проводници за свързване на верига
• USB кабел за захранване

Стъпка 1: Схема

Схемата може да се види на изображението по -горе с помощта на макет, но за да бъдат поставени в кутията, връзките трябва да бъдат запоени директно, за да заемат по -малко място. Въпросът за използваното пространство беше важен момент от проекта, аз се опитах да намаля възможно най -много площта, която Pixie ще заема. Въпреки че случаят е станал малък, все още е възможно да се намали допълнително, особено чрез разработване на изключителна печатна платка за тази цел.

Откриването на присъствие е направено с помощта само на един PIR елемент вместо на пълен модул като SR501 или SR505, тъй като не са необходими вграденият таймер и широкият диапазон на задействане над пет метра. Използването само на PIR елемент чувствителността намалява и откриването на присъствието се извършва чрез софтуер. Повече подробности за връзката можете да видите тук.

Друг повтарящ се проблем в електронните проекти е батерията, имаше някои възможности за този проект като 9v батерия или акумулаторна. Въпреки че беше по -практично, в случая щеше да е необходимо допълнително място и в крайна сметка оставих USB изхода на MCU изложен, така че потребителят да реши как ще бъде захранването и да улесни качването на скицата.

Стъпка 2: 3D дизайн и печат

Заедно с веригата беше разработен и отпечатан калъф за настаняване на компонентите на Pixie на Ender 3 Pro с помощта на PLA. STL файловете бяха включени тук.

Някои концепции присъстваха при проектирането на този случай:

• Тъй като саксията обикновено е на маса, дисплеят е поставен леко наклонен, за да не се загуби зоната за гледане
• Проектиран да избягва използването на опори за печат
• Насърчава размяната на части с други цветове, за да направи продукта по -персонализиран, взаимозаменяем и подходящ дизайн
• Температурният сензор с отвор за външна среда за по -правилно отчитане

• Като се имат предвид различните размери на саксиите, инсталирането на Pixie в завода може да се извърши по два начина

  • Чрез въдица, фиксирана към земята; или
  • С помощта на каишка, която се увива около саксията с растения

Точки на подобрение

Въпреки че са функционални, има някои точки в дизайна, които трябва да бъдат променени, като например размера на стените, които са определени, за да се избегне загуба на материал и да се ускори печатането по време на прототипирането с 1 мм.

Фитингите трябва да бъдат подобрени чрез прилагане на дизайнерските модели в 3D печат, вероятно ще е необходимо да се регулира размерът на пръчката и стойката, за да се щракнат правилно парчетата.

Стъпка 3: Код

Като програмист мога да кажа, че това беше най -забавната част от работата, мисленето за това как да се структурира и организира кода, отне няколко часа планиране и резултатът беше доста задоволителен. Фактът, че повечето сензори използват аналогов вход, генерира отделна обработка на кода, за да се опита да получи по -точно отчитане, опитвайки се да игнорира фалшивите положителни резултати, доколкото е възможно. Диаграмата по -горе е създадена с основните блокове код и илюстрира основната функционалност, за повече подробности препоръчвам да разгледате кода на адрес

Има няколко точки, отворени за промяна, които ви позволяват да персонализирате Pixie, както желаете. Сред тях мога да подчертая:

• Честота на четене на сензора
• Време за изчакване на изразите
• Максимална и минимална температура, осветление и земни граници, както и прагът на сензорите
• Показва интензитета на светлината на всеки израз
• Време между кадрите на всеки израз
• Анимациите са отделени от кода, което ви позволява да ги променяте, ако желаете

Тригери

Беше необходимо да се приложи начин за откриване, когато дадено действие се случва в реално време въз основа на последните показания. Това беше необходимо в три известни случая, поливане, присъствие и докосване, тези събития трябва да се задействат веднага щом се открие значително изменение на сензора и за това беше използвано различно изпълнение. Пример за това е сензорът за присъствие, тъй като само PIR елементът е използван в аналоговия вход, стойностите, които се четат, често се променят и е необходима логика, за да се декларира, че има или не, докато температурният сензор от своя страна има много ниски вариации и само стандартното отчитане на неговите стойности е достатъчно, за да се коригира поведението на Pixie.

Стъпка 4: Проектирайте следващите стъпки

• Станете IoT устройство и започнете да изпращате данни към платформа чрез MQTT
• Приложение за персонализиране на параметри и може би изразите
• Направете докосването да работи, като докоснете растението. Открих чудесен пример за подобен на Touche проект на Instructables
• Включете батерия
• Проектирайте печатна платка
• Отпечатайте пълната ваза не само кутията на Pixie
• Включете пиезо в проекта, за да възпроизвеждате звуци съответно на изразите
• Разширете „паметта“на Pixie с исторически данни (твърде дълго без откриване на присъствие може да породи тъжен израз)
• UV сензор за по -точно откриване на излагане на слънце