Plantagotchi! Smart Planter: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Plantagotchi mor perquè la vostra planta no hagi de fer-ho.

Fa poc em vaig convertir en l’orgullós propietari d’una nova planta d’interior (anomenada Chester) i vull que tingui una vida llarga i sana. Malauradament, no tinc un polze verd. De seguida em vaig convèncer que enviaria Chester a una tomba primerenca si no aconseguia ajuda. Ja estava una mica trist quan el vaig aconseguir.

Així és com vaig plantejar Plantagotchi, un plantador intel·ligent que us permet saber quan sou una planta negligent. Plantagotchi converteix la vostra planta en un cyborg que dóna retroalimentació quan no es compleixen les seves necessitats. Si no té prou llum solar ni aigua, mor (els seus ulls es posen en Xs). Això us permet arribar a la vostra planta abans que sigui massa tard.

Nota: aquesta és una entrada al Planter Challenge i he utilitzat Tinkercad en el meu disseny.

Pas 1: inspiració i funcionalitat del disseny

Mentre somiava Plantagotchi, vaig imaginar un encreuament entre un Tamagotchi (la mascota digital dels anys 90 que era impossible de mantenir amb vida) i Anana (una pinya antropomorfa de l’espectacle educatiu francès canadenc dels anys 80 amb un pressupost reduït - Téléfrancais!)

Al nivell més bàsic, vaig entendre que la meva planta necessitava dues coses per sobreviure: l’aigua i la llum. En conseqüència, Plantagotchi té un sensor d’aigua i un sensor de llum. Si la planta no rep llum durant un període prolongat de temps o si l’aigua s’asseca, els ulls del Plantagotchi es posen en Xs.

Durant el dia, els ulls de Plantagotchi miren a l’habitació. Quan es fa fosc els tanca (vegeu el vídeo a la introducció). Això li dóna una mica de personalitat.

Pas 2: recollida de subministraments

Aquest no és un projecte difícil; no obstant això, no el recomano per a principiants absoluts pels motius següents:

• Cal soldar les pantalles TFT
• Us heu de sentir còmode instal·lant i resolent problemes de biblioteques Arduino
• Si voleu personalitzar el disseny de l'ull, heu d'executar un programa Python a la línia d'ordres.

… Si tot això sona bé - comencem !!

Els ulls es basen en un increïble tutorial d'Adafruit: Electronic Animated Eyes amb Teensy. He fet modificacions per personalitzar aquest projecte, però el tutorial original té molts recursos excel·lents i consells per resoldre problemes en cas que les pantalles no funcionin correctament.

Subministraments per als ulls i els sensors:

1. 2 petites pantalles TFT
2. Microcontrolador Teensy 3.1 o 3.2
3. Filferro
4. Fotoresistor
5. Resistència de 10K Ohm
6. 2 claus galvanitzats petits
7. 2 clips de cocodril (opcional)
8. Una mica d’esponja
9. Taula de pa
10. Desconnectadors
11. Cinta d’electricistes
12. Estoig imprès en 3D per als ulls

Subministraments per soldar

1. Soldador
2. Soldar
3. Metxa de soldadura (per si cometeu un error)

Subministraments per al jardiner:

1. Llauna de cafè gran
2. Caixa de caramels durs per allotjar el microcontrolador (he utilitzat un paquet de mints Excel)
3. Pintura acrílica
4. Pinzell
5. Tisores
6. Clau i martell per perforar forats
7. Cinta adhesiva (opcional - no apareix a la imatge)
8. Caixa de sucs (opcional - no apareix a la imatge)
9. Pistola de cola (opcional)
10. Full de llauna per a la decoració (opcional - no apareix a la imatge)

Pas 3: Com funcionen els ulls

Com es va esmentar anteriorment, vaig seguir aquest tutorial d'Adafruit per configurar els ulls inicialment.

El tutorial d'Adafruit té instruccions més detallades del que tinc espai per cobrir aquí. Resumiré les instruccions generals i destacaré els reptes que he experimentat.

1. Els cables de soldadura a la pantalla. Haureu de connectar els cables als pins següents:

• VIN
• GND
• SCK
• SI
• TCS
• RST
• D / D

Desafiament: vaig soldar capçaleres a la pantalla de seguida per fer taulers, però després no cabrien al recinte imprès en 3D. Això significava que els havia de treure i tornar a soldar amb cables. Omet aquesta frustració fent servir cables en lloc de capçaleres.

2) Instal·leu la biblioteca Teensyduino Challenge: no deixeu que l'instal·lador inclogui cap biblioteca d'Adafruit quan passeu pel procés de configuració. Aquestes biblioteques no estan actualitzades i provocaran errors al vostre codi.

3) Proveu TeensyUpload un simple esbós de parpelleig per veure si la instal·lació de Teensyduino ha tingut èxit.

4) Instal·leu les biblioteques gràfiques a Arduino IDE Necessitareu la biblioteca Adafruit_GFX i la biblioteca Adafruit_ST7735

5) Connecteu la pantalla al Teensy mitjançant una taula de connexions Connecteu els cables de la manera següent al Teensy (feu clic aquí per obtenir un mapa dels pins de Teensy)

• VIN - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS: pin 9 (ull esquerre) o 10 (ull dret)
• RST: pin 8
• D / C: pin 7

6) Pengeu el fitxer "ulls estranys" a Teensy. El millor és començar amb el codi original del tutorial d'Adafruit, en lloc de la meva versió modificada, ja que el meu només pot mostrar Xs en lloc d'ulls quan no hi ha sensors.

Repte: el taulell de pa amb pantalles TFT pot ser un dolor, ja que és molt sensible. Si els cables sense soldar estiguessin trencats, acabaria amb una pantalla blanca fins que tornés a carregar l'esbós. Soldar les connexions em va solucionar aquest repte.

Pas 4: personalització del disseny dels ulls

Els ulls predeterminats que inclou aquesta biblioteca són molt realistes. Tot i això, se sentien massa esgarrifosos per a aquest projecte; volia alguna cosa més semblant a un ull falso.

Per crear el vostre propi ull personalitzat, modifiqueu els fitxers-p.webp

Aquesta és l'ordre que haureu d'executar per generar el nou mapa de bits (tingueu en compte que necessiteu Python * i diversos paquets inclosos PImage perquè funcioni correctament).

python tablegen.py defaultEye / sclera-p.webp

Un cop executat l'script, hauria d'aparèixer un fitxer.h nou. Simplement arrossegueu aquest fitxer a la mateixa carpeta que el fitxer uncannyEyes.ino i, a continuació, modifiqueu la secció #include al codi Arduino perquè sàpiga cercar el fitxer.h recentment generat. Quan pengeu el codi a Teensy, les pantalles haurien de mostrar el vostre disseny d’ulls completament nou.

* Tingueu en compte que el fitxer tablegen.py del tutorial d'Adafruit només funciona a Python 2. La versió que he penjat anteriorment funciona amb Python 3.

Pas 5: impressió 3D

Mai havia imprès en 3D abans, així que va ser molt emocionant.

Originalment volia imprimir una olla sencera amb retalls per als ulls i el microcontrolador, però no estava segur de la logística d’imprimir alguna cosa d’aquestes dimensions. En lloc d’això, vaig decidir començar a fer servir una versió modificada de la carcassa impresa en 3D que s’ofereix al tutorial d’Adafruit. Era més barat d’imprimir i es podria reutilitzar en altres projectes en el futur.

Vaig suposar que personalitzar la funda impresa en 3D seria el més difícil d’aquest projecte, però va resultar ser ridículament fàcil. Vaig utilitzar Tinkercad i el procés d’incorporació només va trigar un parell de minuts.

Després de jugar uns minuts fent dissenys esbojarrats (per a futurs projectes). Vaig penjar el fitxer.stl d’Adafruit i després vaig afegir una estaca per ajudar-lo a situar-se a la brutícia. Simplement havia d’arrossegar i deixar anar una forma de rectangle al disseny i redimensionar-la. Fàcil! Estava llest per imprimir en un tres i no res.

Tot i això, aquest procés no va estar completament sense un error humà: accidentalment vaig enviar el fitxer equivocat a la impremta i vaig acabar només amb peces "frontals" (dues amb l'estaca rectangular inclosa, dues sense) i cap peça posterior tancada. Tot i que això va funcionar bé, les peces davanteres addicionals podien doblar-se com a darrere i el forat molt gran feia més fàcil passar els cables (una victòria accidental!)

El disseny imprès en 3D d’Adafruit també tenia espai per incloure un cordó de plàstic rodó a la part superior per fer que els ulls semblin més realistes. Després d'imprimir, vaig decidir que no volia incloure-ho perquè sortia a la vall estranya, així que vaig tapar els buits que quedaven al costat de la pantalla amb cinta d'electricista. La cinta també ajuda a protegir els meus components de la humitat. És cert que la cinta d’electricista no és una solució a llarg termini. Si refés aquest projecte, modificaria els components 3D per adaptar-los millor al meu disseny.

A continuació he adjuntat la meva versió modificada de la carcassa 3D. Els originals es poden trobar en aquest enllaç.

Pas 6: Afegir sensors i allotjar el microcontrolador

Sensor de llum

Vaig seguir un diagrama del lloc web d’Adafruit per connectar la fotoresistència al pin A3 del microcontrolador.

Al codi, quan el valor del sensor de fotoresistència està per sota d’un llindar, el Plantagotchi entra en mode de repòs. Té els ulls tancats i comença un temporitzador. Si el temporitzador continua durant 24 hores sense interrompre’s, els ulls del Plantagotchi es dirigeixen cap a Xs per indicar que necessita una mica de llum.

Nota: les plantes necessiten llum natural per prosperar, però el fotoresistor és sensible a la llum natural i artificial. Per tant, és important situar el Plantagotchi de manera que aquest sensor no estigui orientat cap a una font de llum interior.

Sensor d'aigua

Vaig llegir que els sensors d’aigua s’oxidaven fàcilment, així que vaig decidir fer-ne un súper bricolatge perquè es pogués substituir fàcilment. He connectat clips de cocodril a dos cables i he connectat un a terra i l’altre al pin A0. Si A0 no està connectat a terra, sol agafar valors al voltant de 50-150, un cop el connecto a terra, els valors baixen a 1. Vaig utilitzar cocodrils per agafar dos claus galvanitzats, que vaig enganxar molt junts amb un tros de esponja. L'ordre és el següent:

(Terra ----- Nail1 [enganxat a una esponja] Nail2 <------ A0)

Les bromèlies emmagatzemen aigua en tasses que es formen a la base de les fulles (veure foto). Quan l’esponja està mullada per l’aigua d’aquestes tasses, els dos cables mantenen una connexió i el valor del sensor A0 continua sent baix. Una vegada que l’esponja s’asseca, la connexió es trenca i el valor d’entrada augmenta. Això provoca que els ulls del Plantagotchi es tornin cap a les X.

Components de l’habitatge

Per protegir els meus components, vaig utilitzar un paquet de mentes que s’adaptaven perfectament a la meva adolescència, fins i tot tenia una tapa amb un forat de la mida adequada per als cables. Vaig embolicar el paquet amb cinta elèctrica perquè s’assemblés als ulls.

Al final, també vaig embolicar els cables del sensor amb cinta negra perquè mantenia els cables units i els feia més fàcils de moure. Si tornés a refer aquest projecte, sense dubte invertiria en una mica de Heat Shrink i confiaria menys en la cinta..

Pas 7: decoreu una olla i afegiu un punt per al microcontrolador

Després d’haver gastat més diners en components i impressió 3D que m’agradaria reconèixer, volia fer l’olla el més barata possible.

Vaig reciclar una llauna de cafè que s’adaptava perfectament a la mida del test de la meva planta (tot i que vaig haver de martellar una mica el llavi perquè pogués cabre dins). Abans de decorar l’olla, vaig clavar alguns forats a la part inferior per si alguna vegada estava sobreeixit.

Com que volia mantenir la meva electrònica lleugerament eliminada de la jardinera (aigua + electrònica = no sempre és una gran idea), vaig tallar una caixa de sucs i la vaig enganxar a la part posterior de la llauna per subjectar els components. Això els manté secs i em permet eliminar-los fàcilment quan sigui necessari.

No m’agradava com sortia la sucera per la part posterior, així que vaig utilitzar cinta adhesiva per donar-li una mica de forma. A continuació, vaig pintar el conjunt amb pintura acrílica. Per decorar, vaig deixar una franja de plata a la llauna i la vaig imitar a la safata amb una petita tira de fulla de llauna. Finalment, he afegit una franja amb cinta d’electricista negre … perquè per què no?

Pas 8: ajuntar-los i passos següents

Primer premi del Planter Challenge