Плантагочи! Умная сеялка: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Плантагочи погибает, так что ваше растение не погибнет.

Недавно я стал счастливым обладателем нового комнатного растения (по имени Честер) и очень хочу, чтобы он прожил долгую и здоровую жизнь. К сожалению, у меня нет зеленого пальца. Я сразу же убедился, что отправлю Честера в могилу, если не получу помощи. Когда я его схватил, он уже выглядел немного грустным.

Так я придумал плантагочи - умную сеялку, которая позволяет вам узнать, когда вы пренебрегаете родителем растения. Плантагочи превращает ваше растение в киборга, который дает обратную связь, когда его потребности не удовлетворяются. Если ему не хватает солнечного света или воды, он умирает (его глаза обращаются на крестики). Это позволит вам подправить растение, пока не стало слишком поздно!

Примечание: это запись в Planter Challenge, и я использовал Tinkercad в своем дизайне.

Шаг 1. Дизайн и функциональность

Придумывая Плантагочи, я вообразил нечто среднее между Тамагочи (цифровое животное из 90-х, которого невозможно было сохранить в живых) и Анана (антропоморфный ананас из низкобюджетного канадского французского образовательного шоу 80-х - Téléfrancais!)

На самом базовом уровне я понял, что моему растению необходимы две вещи, чтобы выжить: вода и свет. Соответственно, у Плантагочи есть датчик воды и датчик освещенности. Если растение не получает света в течение длительного периода времени или если в нем высыхает вода, глаза Плантаго обращаются на крестики.

Днем Плантагочи оглядывает комнату глазами. Когда стемнеет, он их закрывает (см. Видео во вступлении). Это придает ему немного индивидуальности!

Шаг 2: Сбор припасов

Это не сложный проект; однако я не рекомендую его абсолютному новичку по следующим причинам:

• Вам нужно припаять TFT экраны
• Вам нужно чувствовать себя комфортно при установке и устранении неполадок библиотек Arduino
• Если вы хотите настроить дизайн глаз, вам необходимо запустить программу Python в командной строке.

… Если все в порядке - приступим !!

Глаза основаны на замечательном учебнике Adafruit: Electronic Animated Eyes с использованием Teensy. Я внес изменения, чтобы настроить этот проект, но в исходном руководстве есть много отличных ресурсов и советов по устранению неполадок на случай, если экраны не работают должным образом.

Принадлежности для глаз и датчиков:

1. 2 маленьких экрана TFT
2. Микроконтроллер Teensy 3.1 или 3.2
3. Проволока
4. Фоторезистор
5. Резистор 10 кОм
6. 2 маленьких оцинкованных гвоздя
7. 2 зажима типа «крокодил» (опционально)
8. Немного губки
9. Макетная плата
10. Кусачки
11. Лента электрика
12. Чехол для глаз, напечатанный на 3D-принтере

Расходные материалы для пайки

1. Паяльник
2. Припой
3. Припой фитиль (на случай ошибки)

Принадлежности для сеялки:

1. Большая банка для кофе
2. Коробка для конфет для микроконтроллера (я использовал пачку монетных дворов Excel)
3. Акриловая краска
4. Кисть
5. Ножницы
6. Гвоздь и молоток для пробивки отверстий
7. Малярная лента (необязательно - без изображения)
8. Коробка для сока (необязательно - без изображения)
9. Клеевой пистолет (по желанию)
10. Фольга для украшения (по желанию - без изображения)

Шаг 3: заставляем глаза работать

Как упоминалось ранее, я следовал этому руководству по Adafruit, чтобы изначально настроить глаза.

В руководстве по Adafruit есть более подробные инструкции, чем у меня есть здесь место. Я кратко изложу общие инструкции и выделю проблемы, с которыми я столкнулся.

1. Припаиваем провода к экрану. Вам нужно будет подключить провода к следующим контактам:

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

Проблема - я сразу припаял заголовки к своему экрану для макетирования, но тогда они не поместились в корпусе, напечатанном на 3D-принтере. Это означало, что мне пришлось удалить их и заново припаять провода. Избегайте этого разочарования, используя в первую очередь провода вместо заголовков.

2) Установите Teensyduino libraryChallenge - не позволяйте программе установки включать какие-либо библиотеки Adafruit во время процесса установки. Эти библиотеки устарели и могут вызывать ошибки в вашем коде.

3) Протестируйте TeensyUpload простой мигающий набросок, чтобы убедиться, что установка Teensyduino прошла успешно.

4) Установите графические библиотеки в Arduino IDE. Вам понадобятся библиотеки Adafruit_GFX и Adafruit_ST7735.

5) Подключите экран к Teensy с помощью макета. Подключите провода к Teensy следующим образом (щелкните здесь, чтобы увидеть карту контактов Teensy)

• VIN - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS - контакт 9 (левый глаз) или 10 (правый глаз)
• RST - контакт 8
• D / C - контакт 7

6) Загрузите файл «сверхъестественных глаз» в Teensy. Лучше начать с исходного кода из учебного пособия Adafruit, а не с моей модифицированной версии, так как моя может просто отображать крестики вместо глаз, когда нет датчиков.

Проблема - Макетирование с помощью TFT-экранов может быть проблемой, поскольку они очень чувствительны. Если бы непаянные провода вообще пошевелились, у меня был бы белый экран, пока я не перезагрузил скетч. Пайка соединений решила эту проблему для меня.

Шаг 4: настройка дизайна глаз

Глаза по умолчанию, которые поставляются с этой библиотекой, очень реалистичны. Однако они чувствовали себя слишком жуткими для этого проекта - я хотел чего-то большего, чем гугл-глаз.

Чтобы сделать свой собственный глаз, измените файлы png, сохраненные в папке «convert» в репозитории кода. Затем вы можете преобразовать это в новое растровое изображение, запустив сценарий tablegen.py в репозитории.

Это команда, которую вам нужно будет запустить, чтобы сгенерировать новое растровое изображение (обратите внимание, что для правильной работы вам потребуется Python * и несколько пакетов, включая PImage).

python tablegen.py defaultEye / sclera-p.webp

После запуска сценария должен появиться новый файл.h. Просто перетащите этот файл в ту же папку, что и файл uncannyEyes.ino, а затем измените раздел #include в коде Arduino, чтобы он знал, что нужно искать ваш вновь сгенерированный файл.h. Когда вы загружаете код в Teensy, на ваших экранах должен отображаться новый дизайн глаз.

* Обратите внимание, что файл tablegen.py из учебника Adafruit работает только на Python 2. Версия, которую я загрузил выше, работает с Python 3.

Шаг 5: 3D-печать

Я никогда раньше не печатал на 3D-принтере, так что это было очень увлекательно!

Изначально я хотел напечатать целый горшок с вырезами для глаз и микроконтроллером, но я не был уверен в логистике печати чего-то такого размера. Вместо этого я решил начать с малого, используя модифицированную версию корпуса, напечатанного на 3D-принтере, предлагаемую в руководстве Adafruit. Его было дешевле печатать, и его можно было повторно использовать в других проектах в будущем.

Я предполагал, что настройка корпуса, напечатанного на 3D-принтере, будет самой сложной частью этого проекта, но это оказалось до смешного легко. Я использовал Tinkercad, и процесс адаптации занял всего пару минут.

Поиграв несколько минут, создайте сумасшедший дизайн (для будущих проектов). Я загрузил файл.stl с Adafruit, а затем добавил кол, чтобы помочь ему устоять в грязи. Мне просто нужно было перетащить прямоугольник на дизайн и изменить размер. Легкий! Он был готов к печати в кратчайшие сроки.

Однако в этом процессе не обошлось и без человеческой ошибки - я случайно отправил в типографию не тот файл, и в итоге остались только «передние» части (две с прямоугольной опорой и две без) и без закрытой задней части. Тем не менее, это сработало хорошо: дополнительные передние детали можно было использовать в качестве спинки, а через очень большое отверстие было легче пропустить провода (случайная победа!)

В 3D-принте от Adafruit также было место для размещения сверху круглой пластиковой бусины, чтобы глаза выглядели более реалистично. После печати я решил, что не хочу включать это, потому что он граничит со сверхъестественной долиной, поэтому я закрыл пробелы, оставшиеся на боковой стороне экрана, с помощью электротехнической ленты. Лента также помогает защитить мои компоненты от влаги. По общему признанию, электротехническая лента - это не долгосрочное решение. Если бы я переделал этот проект, я бы изменил свои 3D-компоненты, чтобы они лучше соответствовали моему дизайну.

Я прикрепил свою модифицированную версию 3D-кожуха ниже. Оригиналы можно найти по этой ссылке.

Шаг 6: Добавление датчиков и размещение микроконтроллера

Световой датчик

Я следовал схеме с веб-сайта Adafruit, чтобы подключить фоторезистор к контакту A3 на микроконтроллере.

В коде, когда значение датчика фоторезистора ниже порогового значения, Плантагочи переходит в спящий режим. Глаза закрываются, и запускается таймер. Если таймер продолжает работать в течение 24 часов, не прерываясь, глаза Плантагочи обращаются к крестикам, чтобы указать, что ему нужен свет.

Примечание: растениям для роста необходим естественный свет, но фоторезистор чувствителен как к естественному, так и к искусственному свету. Поэтому важно расположить плантагочи так, чтобы этот датчик не был направлен на источник света в помещении.

Датчик воды

Я читал, что датчики воды легко ржавеют, поэтому я решил заняться этим самостоятельно, чтобы его можно было легко заменить. Я прикрепил зажимы крокодила к двум проводам и подключил один к земле, а другой к контакту A0. Если A0 не подключен к земле, он обычно принимает значения около 50-150, когда я подключаю его к земле, значения опускаются до 1. Я использовал аллигаторов, чтобы удерживать два оцинкованных гвоздя, которые я склеил вместе, используя кусок губка. Порядок следующий:

(Отшлифованный ----- Гвоздь1 [застрял в губке] Гвоздь2 <------ A0)

Бромелии хранят воду в чашках, которые образуются у основания их листьев (см. Фото). Когда губка намокает от воды в этих чашках, два провода поддерживают соединение, и значение датчика A0 остается низким. Однако, как только губка высыхает, соединение разрывается, и входное значение резко возрастает. Это заставляет глаза Плантагочи повернуться к кресту.

Компоненты корпуса

Чтобы защитить свои компоненты, я использовал упаковку мятных конфет, которая идеально подходила моему подростку, у нее даже была крышка с отверстием подходящего размера для проводов. Я обмотал пакет изолентой, чтобы он был похож на глаза.

В конце концов, я обмотал провода датчика черной лентой, потому что она скрепляла провода и упрощала их перемещение. Если бы я переделал этот проект, я бы определенно вложился в термоусадочную пленку и меньше полагался на ленту.

Шаг 7: Украсьте горшок и добавьте место для микроконтроллера

Потратив больше денег на компоненты и 3D-печать, что я признаю, я хотел сделать горшок как можно дешевле.

Я переработал банку из-под кофе, которая идеально подходила по размеру к горшку с моим растением (хотя мне пришлось немного придавить губу, чтобы она могла поместиться внутри). Перед тем, как украсить горшок, я проделал в его днище несколько отверстий на случай, если он когда-нибудь будет переполнен.

Поскольку я хотел, чтобы моя электроника была несколько удалена от сеялки (вода + электроника = не всегда отличная идея), я разрезал контейнер для сока и приклеил его к задней части банки, чтобы удерживать компоненты. Это сохраняет их сухими и позволяет легко снимать их при необходимости.

Мне не понравилось, как коробка для сока выступала сзади, поэтому я использовал малярный скотч, чтобы придать ей немного формы. Затем я раскрасила все это акриловой краской. Для украшения я оставил полоску серебра на банке и скопировал ее на коробке для сока с помощью небольшой полоски фольги. Напоследок добавил полосу с черной электротехнической лентой… а почему бы и нет!

Шаг 8: Собираем вместе и следующие шаги

Первый приз в конкурсе Planter Challenge