MAG (Миниатюрная автоматическая теплица): 9 ступеней

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Моя мама большую часть времени очень занята. Поэтому я хотел помочь ей автоматизировать ее теплицы. Таким образом она сэкономит немного времени, так как ей не нужно будет поливать растения.

Я смогу добиться этого с помощью MAG (Miniature Automatic Garden). Как видно из названия, MAG - это миниатюрный проект, который можно расширить для более крупных теплиц. MAG - это автоматизированная система мониторинга садоводства, которая считывает и отправляет данные с различных датчиков на веб-сервер, работающий на Raspberry Pi. Пользователь сможет следить за своими растениями на веб-сайте. Эта концепция разрабатывается как заключительный проект в течение первого года развития мультимедийных и коммуникационных технологий в Ховест Кортрейк, Бельгия.

Шаг 1: материалы

Для создания этого проекта вам потребуются следующие предметы:

Электроника:

1. Raspberry pi 4 - kit2. Raspberry Pi T-cobbler3. Макетная плата 4. Разъемы типа "папа-папа" 5. Разъемы типа папа-мама 6. LM35 (датчик температуры) 7. 4 датчика влажности 8. DHT119. MCP300810. Потенциометр (для управления, не требуется) 11. ЖК-дисплей SunFounder 12. 4x Бесщеточная водяная помпа 12V13. Водопроводные трубы 14. Адаптер 12В15. 4x реле 5V

Корпус:

1. Аквариум2. Деревянные доски 3. Сплошной круглый пруток из железа 4. Гвозди 5. Винты 6. Акваплан Грунтовка для Кровли

Инструменты:

1. Hammer2. Пила3. Отвертка 4. Drill5. Woodfile6. Клеевой пистолет 7. Малярная кисть 8. Сварочный аппарат 9. Паяльное устройство

В файле Pdf ниже вы можете увидеть полный прайс-лист со ссылками на детали.

Шаг 2: Изготовление теплицы

На предоставленных изображениях вы найдете необходимые размеры для досок. Сначала вы найдете изображения с измерением, на нем вы найдете номер (под ним будет дополнительная информация с соответствующим номером). Также есть несколько изображений того, как это будет выглядеть.

Цифры от 1 до 4 относятся к случаю, и когда вы их вырежете, вы можете скрепить их вместе, забив гвозди в отверстия.

Дополнительная плата, номера 5 + 6, представляет собой крышку, которую можно разместить над отсеком для пи.

Примечания:

Центр отверстий на всех досках находится на расстоянии 0,8 см от краев (серые линии, см. Рисунок под номером один). Отверстия просверливались болтом на 2мм по дереву.

1.: Это нижняя пластина. На левой стороне у вас 64 см между двумя отверстиями. При этом учитываются расстояния между отверстиями и краями как с левой, так и с правой стороны. На верхней плате имеется квадрат 2 x 2 см, предназначенный для пропуска силовых кабелей. В нижней планке есть вырез размером 8 x 2,5 см для размещения ЖК-дисплея.

2.: Это самые длинные стороны, и вам понадобятся две такие доски. Сверху у вас есть 2 вырезанных куска размером 3 мм x 10 мм. Это будет использоваться позже для прокладки кабелей датчика влажности.

3.: Это самые короткие стороны, вам понадобится 4 таких доски.

4.: Это перекресток для контейнера с растением, вам понадобятся 2 таких доски. Вам нужно будет удалить белый кусок, как показано, чтобы вы могли сдвинуть их друг с другом.

Шаг 3: Завершение корпуса теплицы

Теперь, когда все собрано вместе, мы позаботимся о том, чтобы отсеки для растений были водонепроницаемыми. Мы делаем это, чтобы вода не протекала, на всякий случай. С помощью кисти нарисуйте отсеки, если хотите, можете добавить второй слой, когда он высохнет.

Следующим шагом будет сварка металлических стержней посередине, чтобы получился крест. Мы будем надевать этот металлический каркас на корпус, просверлив 4 отверстия, по одному на каждом конце, как на изображении. При установке убедитесь, что все 4 стороны ровные.

В последнюю очередь сделаем выемки с каждой стороны отсека. Сделайте так, чтобы водопроводные трубы могли упираться внутрь. Добавьте сверху небольшой кусок дерева, чтобы он оставался на месте. При установке этого куска дерева убедитесь, что вы все еще можете легко снять водопроводную трубу и при необходимости вставить ее обратно.

Шаг 4: Программное обеспечение на Raspberry Pi

Чтобы мой код работал (ссылка на который я приведу ниже), вам необходимо установить несколько пакетов и библиотек. Первое, что вам нужно, это обновить свой Pi.

Сначала обновите список пакетов вашей системы, введя следующую команду: sudo apt-get update.

Обновите все установленные пакеты до последних версий с помощью следующей команды: sudo apt-get dist-upgrade.

Если система не запрашивает перезагрузку, выполните sudo reboot. Это необходимо для того, чтобы убедиться, что все настроено правильно.

После того, как вы установили пакеты, вам необходимо установить некоторые библиотеки:

• sudo pip3 install --upgrade setuptools
• sudo apt-get установить python3-flask
• sudo pip install -U flask-cors
• sudo pip install flask-socketio
• sudo apt-get install rpi.gpio
• sudo pip3 установить Adafruit_DHT

Когда вы закончите, выполните «перезагрузку sudo».

Шаг 5: Изготовление схемы

На шаге 2 мы собираемся сделать схему для этого проекта. Это абсолютный минимум, который вам нужен, если вы хотите, чтобы он работал. Воспользуйтесь таблицей фритзинга и схемой, чтобы сделать копию схемы. Здесь вам понадобятся все электрические материалы из шага 1.

Информация о схеме:

У нас есть 5 датчиков, подключенных к MCP3008: lm35 для внутренней температуры и 4 датчика влажности почвы. DHT11 для наружной температуры и влажности и, наконец, поплавковый выключатель воды, чтобы проверить, достаточно ли воды в резервуаре.

Датчик влажности почвы имеет аналоговый выход и использует вывод GPIO на Raspberry Pi.

Дополнительный:

Я также реализовал ЖК-дисплей, который в дальнейшем упростит подключение к Raspberry Pi без необходимости подключения к ноутбуку. Это не обязательно, но настоятельно рекомендуется.

Перед тем, как спаять все это вместе, я использовал свою макетную плату, чтобы связать все вместе и протестировать свои датчики, чтобы убедиться, что все работает.

Шаг 6: Создайте базу данных

Очень важно хранить данные с датчиков организованным, но в то же время безопасным способом. Вот почему я решил хранить свои данные в базе данных. Таким образом, только я могу получить доступ к этой базе данных (с личной учетной записью) и поддерживать ее порядок. На картинке выше вы можете найти мою диаграмму ERD.

Вы можете увидеть мою диаграмму ERD выше, я также свяжу файл дампа, чтобы вы могли импортировать базу данных для себя. С помощью этой базы данных вы сможете показать несколько вещей, например:

• Температура около и над растениями
• Влажность возле растений
• Влажность почвы каждого растения
• Посмотрите, включен ли насос для установки
• Так далее..

В приложении к этому шагу вы можете найти мой дамп Mysql. Так что вы можете легко импортировать его. Получите дамп Mysql.

Шаг 7: Веб-сайт

Я хотел иметь возможность следить за растениями, поэтому создал веб-сайт, чтобы показать мне эти данные. Через веб-сайт вы сможете проверить установки, а также включить / выключить насосы по отдельности.

Пока Pi загружается, он запускает мой скрипт python. Это позаботится о том, чтобы данные отображались на веб-сайте. Следуя сценарию, пи будет считывать данные с датчиков каждый час и помещать их в базу данных. Сайт также адаптивен, поэтому его можно открыть на мобильном телефоне.

Мой код можно найти на github прямо здесь.

Шаг 8: написание бэкэнда

Теперь пора убедиться, что все компоненты работают. Итак, я написал код на Python и развернул его на Raspberry Pi. Вы можете найти мой код на Github.

Для программирования кода я использовал Visual Studio Code. Код написан на html, CSS, javascript и python (Flask).

Шаг 9: поместите все в футляр

После того, как вы успешно выполнили все шаги, можно начинать складывать все в дела. Для этого я настоятельно рекомендую вам спаять компоненты вместе, чтобы их нельзя было случайно отсоединить.

Я приклеил реле к дереву, чтобы они не висели в корпусе. Я также приклеил насосы к резервуару, чтобы они не сидели без дела. Еще советую приклеить датчик DHT11 поверх рамы.