Smart IoT Garden: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Si sou com jo, us agraden les fruites i verdures fresques al plat, però no teniu prou temps per mantenir un jardí decent. Aquest instructiu us mostrarà com construir un jardí intel·ligent d’IoT (el dic: Guàrdia Verda) que rega les vostres plantes i us adverteix de situacions perilloses com: massa llum solar, poca llum solar i fora de l’aigua.

Tot això s’aconsegueix utilitzant un parell de senzills sensors i un actuador controlat per un Raspberry Pi. Al lloc web, podeu veure les mesures des d’aquests sensors i controlar el cabal d’aigua.

Pas 1: materials i eines

Materials:

• 1x Raspberry Pi 4
• Frontissa de piano d'1 m
• 1x suport de bateria 8x AA
• 8x bateries AA
• * 1x electrovàlvula 12V 1/2"
• Tub d'aigua de 3 m (plàstic, niló …) de 12 mm
• 1x forma de T de cua
• 2x cuir 1/2 "12mm
• Pinça de mànega 5x
• 1x bidó de 5 litres
• Taulons de fusta de 4m
• 1x panell de fusta 100cm / 50cm
• 1x làmina d’estany 2m / 1m
• mín. 50 cargols
• 1x tauleta de pa
• 2x tancaments magnètics
• 1x transistor npn
• 1x sensor de temperatura i humitat
• 1x sensor de llum LDR
• 1x sensor d'humitat del sòl
• 1x pantalla LCD
• 2x 1/2 "forma de L de canonada

En aquest document es mostra on he obtingut aquests materials.

* És important que la electrovàlvula no tingui pressió mínima de funcionament. Si ho fa, l’aigua lluitarà per passar.

Eines:

• serra de mitra (opcional: qualsevol altre tipus de serra)
• trepant manual (opcional: tornavís)
• pistola de grapes (opcional: cargols)
• cola de fusta

Pas 2: Construir el circuit

Els components següents es connectaran al Raspberry Pi:

• MCP3008

  • Sensor de llum LDR
  • Sensor d'humitat del sòl
• Sensor de temperatura i humitat DHT11

• PCF8574

  Pantalla LCD

• Transistor TIP120

  electrovàlvula

Dos dels sensors (LDR i humitat del sòl) estan connectats a un MCP3008 que permet llegir senyals analògics pel Raspberry Pi. Estic fent servir el PCF8574 per escriure dades a la pantalla LCD perquè estalvia molts pins GPIO.

Només podeu seguir la imatge superior quan es construeix el circuit.

Pas 3: Configuració de la base de dades

Per tenir un control total sobre el vostre jardí, voldreu veure una línia de temps que mostri totes les mesures dels vostres sensors. Estic fent servir una base de dades SQL per desar totes aquestes mesures.

He preparat un fitxer autònom que inclou tota la base de dades necessària per a aquest projecte. Ho podeu trobar a la carpeta d’exportació de bases de dades del meu dipòsit Git i importar aquesta base de dades a MySQL Workbench obrint la importació de dades de servidor i, a continuació, seleccionant el fitxer autònom i creant una nova base de dades.

Aquesta base de dades conté quatre taules: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning i tblaction. Tbldevice conté tots els sensors i l’actuador. Els missatges de tblwarning estan en neerlandès, però podeu canviar-los fàcilment fent clic al símbol d'execució a la taula, canviant els missatges i aplicant els canvis. Tblaction conté accions que poden ser executades pel programa del qual parlaré al següent pas. Aquestes accions són, per exemple: mesurament de temperatura, electrovàlvula d’activació automàtica …

Pas 4: Programació

Podeu trobar tot el codi necessari al meu dipòsit de Git. Extrem frontal i posterior.

Aquest programa fa totes les coses tècniques com ara: llegir les dades del sensor, activar l’actuador …

A la part superior, podeu veure algunes imatges del lloc web. Està en holandès però tu

Pas 5: Construir la forma bàsica del jardí

El primer pas per fer el projecte físic és construir la carcassa bàsica del jardí. Comenceu per serrar algunes taules en les dimensions següents:

• a - 2x 100cm / 20cm
• b - 2x 46,4cm / 20cm
• c - 1x 46,4cm / 18,2cm
• d - 1x 46cm / 18cm
• e - 1x 15cm / 20cm
• f - 1x 31cm / 20cm

En primer lloc, fixeu les taules a ambdós costats del panell de fusta. La millor manera d’adjuntar-ho passa en quatre passos:

1. perforar forats al tauler per on passaran els cargols
2. utilitzeu una broca avellanadora per deixar lloc al cap del cargol
3. col·loqueu una línia de cola de fusta on s’adherirà el tauló
4. col·loqueu el tauló sobre la cola i foradeu els cargols pels forats que heu perforat abans

N’hi haurà prou amb cinc cargols per subjectar les taules a. Després podeu fer el mateix amb les taules b, per a les quals he utilitzat 3 cargols a la part inferior i 2 al lateral.

Pas 6: construïu el dipòsit d'aigua

Adjunteu el tauler e a la cantonada que podeu veure a la imatge mitjançant el mètode que he explicat al pas anterior. Podeu fer-ho fàcilment usant un tros de fusta i una cloïssa (vegeu la segona imatge).

Per recolzar aquesta planxa, feu una petita biga de fusta amb els costats inclinats de 45 graus a la part superior i inferior. Per assegurar-vos que toca el terra en fixar-lo al tauler vertical, dibuixeu una línia on vegeu la part superior com faig a la tercera imatge.

A continuació, utilitzeu una mica de ferralla per construir un marc adequat per al contenidor que utilitzeu. Fixeu el marc a la plataforma amb cola de fusta. El marc que vaig fer no estava totalment pla, així que el vaig cargolar amb dues cloïsses mentre estava enganxat i vaig deixar que es fixés durant una nit.

Finalment, haureu de fixar la canonada en forma de L a la part inferior del contenidor i fer un forat a la tauleta que suporta el contenidor perquè pugui passar la canonada. Per fixar la canonada, vaig soldar una peça de canonada adequada a una placa metàl·lica que vaig fixar al contenidor amb una cola universal Sikaflex. També podeu empènyer un tros de tub al forat que feu al contenidor i posar-hi prou cola universal perquè quedi al seu lloc. Podeu fer el forat que hi ha a sota del contenidor amb una broca per a la vostra màquina.

Pas 7: Connexió de la canonada i la canonada

Abans de connectar qualsevol dels tubs, poseu la làmina de la bassa a la part interior del jardí del projecte. Ho vaig arreglar a l'exterior del projecte amb una pistola de grapadora. Podeu plegar peces de cantonades perquè s’adaptin bé i tallar les parts on hi hagi massa paper d’alumini.

Fet això, podeu començar a foradar 2 forats des de la part del jardí fins a la part de gestió a uns 15 cm d’alçada perquè els tubs arribin al jardí mateix. Podeu reduir la quantitat d’estelles i perforar la làmina fixant 2 trossos de fusta a la planxa i perforant-los com a la imatge superior. Podeu empènyer dos tubs a través dels forats i connectar-los al centre darrere del tauler. A continuació, podeu practicar uns forats de 2,5 mm als tubs perquè surti l'aigua (i no oblideu practicar un forat a la part superior del tub perquè l'aigua pugui seguir fluint mentre la solenoide està tancada).

Practicar dos forats (no completament) al final del jardí per fixar l'extrem dels tubs. Enganxeu 2 peces cilíndriques de metall a l'interior dels forats i empenyeu l'extrem dels tubs per sobre d'ells.

A continuació, fixeu un tros de fusta al tauler del terra situat al costat del dipòsit d’aigua (com a la imatge). Aquí és on recolzarà la solenoide, així que proveu-ne la posició per assegurar-vos que el solenoide hi càpiga. A sobre d'aquesta peça, poseu una peça de metall en forma de L on es fixarà la solenoide.

Pas 8: integració de l'electrònica

Comenceu donant forma a dues peces de fusta. Un per al DHT11 i el LDR i un per al sensor d’humitat del sòl. Podeu veure aquestes peces a les imatges anteriors. Adjunteu-los com es mostra a les imatges.

Podeu amagar els cables del DHT11 i del LDR gravant un tros de paper d'alumini a sobre i ficant-los a través. Practicar un forat per on poden passar els cables.

A continuació, per fer el forat de la pantalla LCD, practiqueu dos forats als extrems diagonals de l’espai per a la pantalla LCD i utilitzeu una serra de tall per serrar un rectangle.

Podeu col·locar la tauleta de suport, la bateria Raspberry Pi i la bateria de 12V a l'interior darrere de la pantalla LCD a la cantonada (i fer servir Velcro per mantenir-les premudes). A continuació, utilitzeu una caixa de plàstic, retalleu els dos costats i col·loqueu-la sobre l’electrònica per protegir-la de qualsevol gota d’aigua. Enganxar un petit tros de fusta al tauler del terra al costat de la caixa de plàstic el manté al seu lloc.

Finalment, foradeu una línia de forats just per sota de l’alçada de la caixa de plàstic perquè l’aire calent del Raspberry Pi pugui escapar.

Pas 9: fixació de frontisses

L’únic que queda per fer ara és adjuntar les dues darreres taules que heu serrat al principi.

En primer lloc, vam veure l’angle inferior dret de la tauleta del costat. Aquí és on passarà el cable d’alimentació.

A continuació, podeu cargolar les frontisses a les taules com a les imatges anteriors.

Pas 10: tancament

Si decidiu fer aquest projecte vosaltres mateixos, feu-m'ho saber als comentaris (:

Gràcies per llegir.