Mini-Serre: 11 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Com a estudiant, tinc un mal costum d’oblidar coses. Per això, si vull fer créixer un determinat tipus de planta, normalment me n’oblido i mor perquè no hi ha ningú que se n’encarregui.

Intentaré solucionar aquest problema amb Mini-Serre. Mini-Serre és un sistema automatitzat de monitorització de jardineria que envia dades dels diferents tipus de sensors que s’instal·len a un servidor web que s’executa al Raspberry Pi. D’aquesta manera l’usuari pot controlar les seves plantes en un lloc web allà on es trobi. Aquest concepte s'està desenvolupant com a projecte final durant el primer any de tecnologia multimèdia i de comunicació a Howest Kortrijk, Bèlgica.

Pas 1: els materials

Per construir aquest projecte, necessitareu els elements següents:

Electrònica

1. Raspberry pi 3 - kit
2. Taula de pa
3. Connectors home a home
4. Connectors home a dona
5. Dallas 18B20 (sensor de temperatura)
6. Sensor de llum fotosensible per detecció de fotoresistències
7. MCP3008
8. Potenciòmetre
9. Pantalla LCD
10. Resistències
11. LED blau
12. LED RGB

Carcassa:

13. Central Park kweekkas (https://www.brico.be/nl/tuin-buitenleven/moestuin/…) 14. Placa de fusta (part inferior de la caixa) 15. Ungles 16. Cargols

Eines:

17. Martell 18. Serrat 19. Tornavís 20. Trepant

Pas 2: Creació del circuit

Al pas 2 farem el circuit d’aquest projecte. Aquest és el mínim absolut que necessiteu si voleu que funcioni. Utilitzeu la taula fritzing i el diagrama per fer una còpia del circuit. Aquí és on necessiteu tots els materials elèctrics del pas 1.

Informació sobre el circuit:

Tenim 2 sensors connectats al MCP3008 que són el sensor de llum i el sensor d’humitat del sòl. El sensor de temperatura té una sortida digital i utilitza un pin GPIO al Raspberry Pi.

Extra:

També he implementat una pantalla LCD que facilitarà la connexió més endavant al Raspberry Pi sense la necessitat de connectar-se al portàtil. No és necessari, però és molt suggerit.

Pas 3: creeu una base de dades

És molt important emmagatzemar les dades dels sensors d’una manera organitzada però també segura. És per això que vaig decidir emmagatzemar les meves dades en una base de dades. D’aquesta manera només puc accedir a aquesta base de dades (amb un compte personal) i mantenir-la organitzada. A la imatge superior podeu trobar el meu esquema des de la meva base de dades i sota un fitxer per exportar la base de dades a un programa de base de dades, per exemple MySQL.

És important que la nostra base de dades funcioni per si sola des del nostre Raspberry Pi. Podeu fer-ho descarregant MySQL o MariaDB per al Raspberry Pi. Primer voleu crear la base de dades al vostre ordinador a MySQL Workbench. A continuació, exporteu aquesta base de dades com a fitxer autònom. Ara connecteu-vos a la base de dades de Raspberry Pi mitjançant MySQL Workbench i restaureu la base de dades aquí. Ara teniu la base de dades funcionant al vostre Raspberry Pi.

Pas 4: escriure les dades del sensor a la base de dades

Després que la base de dades s’executi al vostre Raspberry Pi, volem que els nostres sensors puguin emmagatzemar-hi les dades. Ho podem fer creant 3 scripts separats (que es fa a PyCharm). Una bona característica inclosa a PyCharm és que podeu connectar-vos al vostre Pi i d'aquesta manera podeu accedir a la vostra base de dades i escriure-hi directament. Les dades també són llegides directament pel Raspberry Pi i els LED s’il·luminaran en funció del que necessiteu.

El LED blau s’encén: el sòl no està prou humit. El LED RGB s’encén de verd: tot està bé. El LED RGB s’encén de vermell: fa massa calor, obriu el sostre per refredar-lo una mica. El LED RGB s’encén de color blau: fa massa fred, tanqueu el sostre si està obert.

Podeu descarregar tots els scripts del meu repositori de github:

Nota: He utilitzat la meva informació d'inici de sessió personal per a les bases de dades, de manera que és possible que hagueu de canviar-la perquè s'adapti a la vostra.

Nota: la carpeta DB1 conté una classe 'base de dades' que s'importa al codi que es connectarà a la vostra base de dades.

Pas 5: mostrar la vostra IP a la pantalla

A la pantalla es mostra l'adreça IP que utilitza el vostre Raspberry Pi, d'aquesta manera podeu connectar-vos fàcilment sense cables al vostre Raspberry Pi. També he escrit un script per a això que llegeix la IP del vostre pi i el mostra a la pantalla (tingueu en compte que els pins GPIO coincideixen en cas contrari, potser no funcionaria). El Raspberry Pi executa aquest script automàticament en iniciar-se. Podeu fer-ho afegint algun codi al fitxer rc.local del vostre Raspberry Pi. Podeu arribar-hi escrivint "sudo nano /etc/rc.local", abans de l'última línia de codi que vulgueu afegir "Python3.5 / home / user / filelocation &".

Podeu trobar l'script aquí:

Nota: el signe "&" al final farà que l'script s'executi una vegada i s'aturarà immediatament perquè altres scripts puguin executar-se també.

Pas 6: mesurar els sensors cada 10 minuts

No volem que la nostra base de dades sigui omplerta per sensordata mai en 0,001 segons, en cas contrari, això farà que sigui difícil per a la base de dades mantenir-se al dia amb totes les dades que entrin i es podria bloquejar. És per això que he afegit un fragment a "crontab" al Raspberry Pi. Crontab és un programa que fa un seguiment de les tasques programades, de manera que podeu executar l'script cada 10 minuts una sola vegada.

Com configurar-lo:

Podeu configurar-ho escrivint primer a la línia d'ordres Raspberry Pi 'crontab -e', això obre l'editor per a crontab. Desplaceu-vos cap avall fins a la part inferior del fitxer i afegiu 3 línies, una per cada sensor.

'* / 10 * * * * python3.5 / home / user / filepath / sensor1'

Nota: "* / 10" són els 10 minuts que volem que passin entre cada mesura. El codi que he escrit després és la versió de python que esteu executant i el fitxer que voleu executar, de manera que heu d’escriure una línia per a cada sensor perquè existeixen de 3 fitxers diferents.

Pas 7: Creació del lloc web

Vaig crear el meu lloc web en un programa anomenat Atom. És un programa molt senzill d'utilitzar i aconsellable si sou bastant nou en escriure HTML i CSS com jo.

Podeu trobar tot el codi i les imatges utilitzades seguint aquest enllaç:

He creat la portada del lloc web a Visual Studio Code, de manera que, si no teniu previst crear l'HTML i CSS, podeu afegir els fitxers a una carpeta nova de Visual Studio Code en lloc d'Atom.

Pas 8: creació del back-end

El back-end i el front-end seran les coses que realment fan que passi alguna cosa al lloc web que acabem de crear. Al back-end ens connectem a la nostra base de dades una vegada més i en lloc de posar dades a la base de dades. Ara llegirem totes les dades dels diferents sensors i, mitjançant Socket. IO, les enviarem al nostre frontal per poder-les visualitzar al lloc web.

Podeu trobar el codi al back-end aquí:

Nota: fem servir la classe de base de dades que havíem utilitzat anteriorment, de manera que no la vaig incloure en aquest dipòsit.

Pas 9: creació de la portada

El front-end és on combinem el nostre codi HTML i CSS juntament amb JavaScript i el nostre back-end. El JavaScript que he escrit intenta establir una connexió amb el back-end que ha de ser en execució. Ara el back-end ens enviarà totes les dades dels sensors i podem fer algunes funcions en JavaScript que editen el fitxer HTML perquè s’adapti als nostres valors actuals.

El JavaScript es pot trobar aquí:

Nota: assegureu-vos d'enllaçar el vostre codi HTML a la carpeta correcta del lloc del vostre JavaScript, en cas contrari, pot no funcionar.

Pas 10: fer l’hivernacle

He comprat un paquet premade a Brico:

Simplement seguiu els passos que s'inclouen amb el paquet. Un cop fet això, no estem del tot preparats per posar-hi el nostre Raspberry Pi. En primer lloc, hem de fer un "terra" o un fons per a l'Hivernacle; podeu fer-ho agafant un plat de fusta i mesurant el gran que ha de ser perquè encaixi. Primer vaig fer un marc de fusta perquè la placa de fusta hi pogués reposar.

Pas 11: Posar-ho tot junt

Estem quasi a punt! Només aquest últim pas i ja està a punt. Agafeu el Raspberry Pi i l’hivernacle, feu uns forats perquè hi pugueu passar els LED, feu un forat per a la pantalla i un forat per a la font d’alimentació del Raspberry Pi. Posa-ho tot a l’hivernacle, connecta el Pi i ja està tot preparat! Tens el teu propi hivernacle!