Pixie - תנו לצמח שלכם להיות חכם: 4 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

פיקסי היה פרויקט שפותח מתוך כוונה להפוך את הצמחים שיש לנו בבית לאינטראקטיביים יותר, שכן עבור רוב האנשים אחד האתגרים שיש צמח בבית הוא לדעת לטפל בו, באיזו תדירות אנו משקים, מתי וכאשר כמה שמש מספיקה וכו '. בעוד חיישנים פועלים להשגת נתוני צמחים, תצוגת LED, שמפוקסלת בכוונה (מכאן השם פיקסי), מציגה ביטויים בסיסיים המצביעים על מצב הצמח, כגון שמחה בזמן השקיה או עצב. אם הטמפרטורה גבוהה מדי, מה שמעיד שיש לקחת אותה למקום קריר יותר. כדי להפוך את החוויה למעניינת עוד יותר, נוספו חיישנים אחרים כגון נוכחות, מגע ובהירות, המתורגמים לביטויים אחרים שגורמים לך להיראות שעכשיו יש לך חיית מחמד וירטואלית לטפל בה.

לפרויקט מספר פרמטרים בהם ניתן להתאים אישית את הגבולות והצרכים של כל מקרה ומקרה, בהתחשב במגוון הצמחים וכן בחיישנים של מותגים שונים. כפי שאנו יודעים, ישנם צמחים הזקוקים ליותר שמש או מים בעוד שאחרים יכולים לחיות עם פחות משאבים, כגון קקטוסים למשל, במקרים כאלו, חובה להחזיק פרמטרים. לאורך מאמר זה אציג את הפעולה ואת סקירה כללית כיצד לבנות פיקסי בעזרת מעט ידע באלקטרוניקה, רכיבים הנמצאים בקלות בשוק ומארז מודפס בתלת מימד.

למרות שמדובר בפרויקט פונקציונלי לחלוטין, ישנן אפשרויות התאמה אישית ושיפורים שיוצגו בסוף המאמר. אשמח לענות על כל שאלה בנוגע לפרויקט כאן בתגובות או ישירות לדוא ל או לחשבון הטוויטר שלי.

אספקה

כל הרכיבים נמצאים בקלות בחנויות או באתרים מיוחדים.

• 1 MCU ESP32 (ניתן להשתמש ב- ESP8266 או אפילו Arduino Nano אם אינך רוצה לשלוח נתונים דרך האינטרנט)

  השתמשתי במודל זה לפרויקט

• 1 LDR 5 מ"מ GL5528
• רכיב PIR אחד D203S או דומה (זהו אותו חיישן המשמש במודולים SR501 או SR505)
• חיישן טמפרטורה 1 DHT11

• 1 חיישן לחות קרקע

  העדיף להשתמש בחיישן אדמה קיבולי במקום בהתנגדות, סרטון זה מסביר היטב מדוע

• 1 Led Matrix 8x8 עם MAX7219 משולב

  השתמשתי בדגם זה, אך יכול להיות שהוא דומה

• 1 נגד 4.7 kΩ 1/4w
• נגד אחד 47 kΩ 1/4w
• 1 נגד 10 kΩ 1/4w

אחרים

• מדפסת תלת מימד
• מלחם
• חיתוך צבת
• חוטים לחיבור מעגלים
• כבל USB לאספקת חשמל

שלב 1: מעגל

ניתן לראות את המעגל בתמונה למעלה באמצעות לוח לחם, אך על מנת למקם אותו, יש להלחם חיבורים ישירות כדי לתפוס פחות מקום. שאלת המרחב המשמש הייתה נקודה חשובה בפרויקט, ניסיתי לצמצם כמה שיותר את השטח שפיקסי תכבוש. למרות שהמקרה הפך קטן, עדיין ניתן לצמצם עוד יותר, במיוחד על ידי פיתוח PCB בלעדי למטרה זו.

זיהוי הנוכחות בוצע באמצעות רכיב PIR אחד בלבד במקום מודול שלם כגון SR501 או SR505, מכיוון שלא נדרשו הטיימר המשולב וטווח ההפעלה הרחב העולה על חמישה מטרים. באמצעות רכיב ה- PIR בלבד הרגישות ירדה וגילוי הנוכחות מתבצע באמצעות תוכנה. פרטים נוספים על הקשר ניתן לראות כאן.

סוגיה נוספת שחוזרת על עצמה בפרויקטים אלקטרוניים היא הסוללה, היו כמה אפשרויות לפרויקט הזה כמו סוללה 9V או נטענת. למרות שזה היה מעשי יותר, יהיה צורך במרחב נוסף במקרה ובסופו של דבר השארתי את פלט ה- USB של ה- MCU חשוף כך שהמשתמש יחליט כיצד יהיה אספקת החשמל ויהיה קל להעלות את הסקיצה.

שלב 2: עיצוב והדפסה בתלת מימד

יחד עם המעגל, מארז להכיל את רכיבי Pixie פותח והודפס על Ender 3 Pro באמצעות PLA. קבצי STL נכללו כאן.

כמה מושגים היו קיימים במהלך עיצוב מקרה זה:

• מכיוון שבדרך כלל עציץ מונח על שולחן, התצוגה הונחה מעט כדי לא לאבד את שטח הצפייה
• נועד להימנע משימוש בתמיכות הדפסה
• מעודד החלפת חלקים בצבעים אחרים על מנת להפוך את המוצר לעיצוב אישי יותר, להחלפה ומתאים יותר
• חיישן הטמפרטורה עם פתח לסביבה חיצונית כדי לאפשר קריאה נכונה יותר

• בהתחשב בגדלי הסירים השונים, ניתן להתקין את Pixie במפעל בשתי דרכים

  • דרך מוט קבוע לכדור הארץ; אוֹ
  • שימוש ברצועה העוטפת את עציץ הצמחים

נקודות שיפור

למרות שהם פונקציונאליים, יש לשנות כמה נקודות בעיצוב, כגון גודל הקירות שהוגדרו על מנת למנוע אובדן חומר ולהאיץ את ההדפסה במהלך אב טיפוס באורך 1 מ מ.

צריך לשפר את האבזור על ידי יישום דפוסי העיצוב בהדפסה תלת מימדית, כנראה שיהיה צורך להתאים את גודל המקל והעמוד כך שיתאים את החלקים בצורה נכונה.

שלב 3: קוד

כמתכנת, אני יכול לומר שזה היה החלק הכי כיף בעבודה, לחשוב איך לבנות ולארגן את הקוד, לקח כמה שעות של תכנון והתוצאה הייתה מספקת למדי. העובדה שרוב החיישנים משתמשים בקלט אנלוגי יצרה טיפול נפרד בקוד על מנת לנסות להשיג קריאה מדויקת יותר בניסיון להתעלם ככל האפשר מתגובות שווא. התרשים לעיל נוצר עם בלוקי הקוד העיקריים והוא ממחיש את פונקציונליות הליבה, לפרטים נוספים אני ממליץ להציץ בקוד בכתובת

ישנן מספר נקודות פתוחות לשינוי המאפשרות לך להתאים אישית את Pixie כרצונך. ביניהם אני יכול להדגיש:

• תדירות קריאת חיישן
• פסק זמן לביטויים
• טמפרטורה מקסימלית ודקה, תאורה ומגבלות קרקע וכן סף החיישנים
• הצג את עוצמת האור של כל ביטוי
• זמן בין מסגרות של כל ביטוי
• האנימציות מופרדות מהקוד ומאפשרות לך לשנות אותן אם תרצה

מפעילים

היה צורך ליישם דרך לזהות מתי מתרחשת פעולה בזמן אמת על סמך הקריאות האחרונות. זה היה הכרחי בשלושה מקרים ידועים, השקיה, נוכחות ומגע, יש להפעיל אירועים אלה ברגע שמתגלה וריאציה ניכרת של החיישן ולשם כך נעשה שימוש ביישום אחר. דוגמה לכך היא חיישן הנוכחות, מכיוון שרק אלמנט PIR שימש בכניסה האנלוגית, הערכים קוראים משתנים לעתים קרובות והיגיון היה הכרחי כדי להכריז שיש נוכחות או לא, בעוד שחיישן הטמפרטורה, בתורו, יש לו מאוד וריאציה נמוכה ורק הקריאה הסטנדרטית של ערכיה מספיקה כדי להתאים את התנהגות הפיקסי.

שלב 4: פרויקט השלבים הבאים

• הפוך למכשיר IoT והתחל לשלוח נתונים לפלטפורמה באמצעות MQTT
• אפליקציה להתאמה אישית של פרמטרים ואולי הביטויים
• לגרום למגע לעבוד על ידי נגיעה בצמח. מצאתי דוגמה מצוינת לפרויקט דמוי טוש על Instructables
• כלול סוללה
• תכנן PCB
• הדפס את האגרטל המלא לא רק את מארז הפיקסי
• כלול פייזו בפרוייקט כדי להשמיע צלילים בהתאם לביטויים
• הרחב את ה"זיכרון "של הפיקסי עם נתונים היסטוריים (זמן רב מדי מבלי לזהות נוכחות עלול ליצור ביטוי עצוב)
• חיישן UV לאיתור חשיפה לשמש מדויקת יותר