Автомат ургамлын сав - Бяцхан цэцэрлэг: 13 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Би Howest Kortrijk -ийн мультимедиа ба харилцаа холбооны технологийн оюутан. Эцсийн даалгавраа хийхийн тулд бид өөрсдийн сонголтоор IoT төсөл боловсруулах ёстой байсан.

Санаа бодлыг хайж байгаад би ургамал ургах дуртай ээждээ хэрэгтэй зүйл хийхээр шийдэж, автомат ургамлын саванд хийж эхлэв.

Бяцхан цэцэрлэгийн автоматжуулсан ургамлын саванд хийх гол ажлууд нь:

• Хэмжих

  • Температур
  • Гэрлийн эрч хүч
  • Чийгшил
  • Хөрсний чийгшил

Хэмжилтийг мэдээллийн санд хадгалах

Тодорхой үнэ цэнэ хэтэрхий бага байвал ургамлын ургах нөхцлийг сайжруулах

Төхөөрөмжийг вэбсайтаар хянах, удирдахыг зөвшөөрнө үү

Алхам бүрийг тэмдэг хүртэл дагаж мөрдөх шаардлагагүй. Олон зүйл тохиолдох нь таны хувийн сонголт эсвэл сайжруулах боломжтой байж болно. Энэхүү бүтцийг хэсэг хэсгээр нь сэргээж болохуйц байдлаар хийсэн тул та үүнийг илүү байнгын болгохын тулд давталтад өөрөөр хандах хэрэгтэй байж магадгүй юм.

Алхам 1: хангамж

Энэ төслийн ихэнх хангамжийг олж авах нь тийм ч хэцүү биш боловч миний хувьд би дахин боловсруулсан олон материалаар ажилладаг байсан. Би дараа нь зарим материалыг сэргээж чадна гэдгээ баталгаажуулах ёстой байсан.

Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

• Raspberry Pi 4 загвар Б.
• Raspberry Pi цахилгаан хангамж
• Raspberry Pi T гуталчин
• 16 ГБ хэмжээтэй micro SD карт
• 3.3V ба 5V -ийн талхны хавтангийн цахилгаан хангамж
• Талхны самбар
• 12V цахилгаан хангамж

Мэдрэгч:

• DHT11: Чийгшил ба температур мэдрэгч
• BH1750: Гэрлийн эрчим мэдрэгч
• Хөрсний чийг мэдрэгч
• MCP3008

Хөдөлгүүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

• 220 Вт усны насос
• 12V LED тууз
• Реле модуль Velleman
• ЗӨВЛӨГӨӨ 50: NPN транзистор
• 16X2 хэмжээтэй LCD дэлгэцтэй дэлгэц
• PCF8574a

Эсэргүүцэл:

• 3 x 330 Ом эсэргүүцэл
• 1 x 5k Ом эсэргүүцэл
• 2 x 10k Ом эсэргүүцэл
• 1 x 1k Ом эсэргүүцэл
• 1 x 10 к потенцио эсэргүүцэл

Материал:

• Угсармал хүлэмж/ургамлын сав
• Холболтын хайрцаг
• Усны хуванцар сав
• Эргэдэг
• Холбогч утас + ердийн утас
• Шургуу
• Гагнуурын цагаан тугалга + дулаан багасгадаг хоолой
• Хоёр талт ducktape
• Будаг

Багаж хэрэгсэл:

• Цавуу буу
• Өрөмдлөг
• Хөрөөний ир
• Гагнуурын төмөр
• Хайрцаг зүсэгч
• Бийр

Энэхүү төслийн гол онцлог нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэмэх/хасах, кодыг бага зэрэг өөрчлөх замаар өргөжүүлэх эсвэл хялбарчлах боломжтой юм. Жишээлбэл, 220 Вт насосыг 12 В насосоор сольсноор та цахилгаан адаптерийг төхөөрөмжөөс салгаж болно.

Алхам 2: Fritzing схем

Төхөөрөмжийн талх, цахилгаан схемийг дээр харуулав. Энд бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрхэн хоорондоо холбогдсон байгааг харж болно.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрхэн ажилладаг талаар ерөнхий тайлбар:

• DHT11 нь агаарын чийгийг %, температурыг ° C хэмждэг. Үүнтэй харилцах ажлыг I2C bu зохицуулдаг.
• BH1750 нь гэрлийн эрчмийг люксээр хэмждэг. Харилцааг I2C автобусаар зохицуулдаг
• Хөрсний чийг мэдрэгч нь MCP3008 -аас Raspberry Pi -ийн унших боломжтой дижитал дохио болгон хөрвүүлдэг дижитал дохиог бий болгодог.
• 16x2 LCD модуль нь IP хаягийг Pi-ээс дараалан харуулдаг. Энэ нь Raspberry Pi -ээс дохио хүлээн авдаг PCF8574a -тай холбогдсон бөгөөд энэ нь дэлгэцийн битийн зүүг хэд хэдэн дохио болгон хувиргах болно. LCD дэлгэц дээрх E ба RS тээглүүрүүд нь Pi -тай шууд холбогддог бөгөөд потенцио эсэргүүцэл нь дэлгэцийн тод байдлыг тодорхойлдог.
• Усны насос нь 220В цахилгаан тэжээл/залгууртай байдаг релетэй холбогддог. Raspberry Pi нь цахилгаан хэлхээг хааж, насосыг асаах дохиог реле рүү илгээж болно.
• LED зурвас нь 12V тэжээлийн хангамж болон TIP 50 (NPN транзистор) -д холбогдсон бөгөөд энэ нь цахилгаан гүйдлийг сольж өгдөг. 1k Ом эсэргүүцэл нь Raspberry Pi -ээс авсан хүчийг хязгаарлахад ашиглагддаг, эс тэгвээс илүү шаржигнуур шарсан болно.

Алхам 3: Raspberry Pi бэлтгэ

Хэрэв танд хараахан байхгүй байгаа бол та Raspberry Pi OS зургуудын аль нэгийг SD карт дээр байрлуулах хэрэгтэй болно. Би Lite ашиглахыг зөвлөдөггүй, учир нь энэ нь эхэндээ надад асуудал үүсгэсэн. Үүний дараа та Pi -г интернетэд холбогдохдоо дараах тушаалуудыг ашиглан өөрийн Pi шинэчлэгдсэн эсэхийг шалгах хэрэгтэй болно.

1. sudo apt-get update
2. sudo apt-get шинэчлэлт

Үүний дараа та raspi-config эсвэл команд ашиглан төслийн багцыг идэвхжүүлэх эсвэл суулгах боломжтой болно.

• ТХН
• I2C
• MySQL: дараагийн алхам
• SocketIO: колбо-сокетийг суурилуулах

Тохиргоог хийсний дараа та html, CSS, Javascript, Python дээр бичигдсэн шаардлагатай файлуудыг нэмж болно. Миний бүх кодыг github репозитороос олж болно.

Алхам 4: Өгөгдлийн сангийн загвар - MySQL

Дээр та MariaDB -ээр дамжуулан байршуулсан ERD диаграмыг харж болно. Би MariaDB -ийг суулгахын тулд төдийгүй таны Pi хамгаалагдсан эсэхийг шалгахын тулд энэхүү MariaDB суулгах гарын авлагыг дагаж мөрдөхийг зөвлөж байна.

Ойлгохыг хүсч буй хүмүүсийн хувьд мэдээллийн сан дараах байдлаар ажилладаг.

Хэмжилт ба идэвхжүүлэгчийн шилжүүлэгчийг Metingen хүснэгтэд мөр хэлбэрээр хадгална.

• metingId = хэмжих/сэлгэх мөрийн ID
• deviceId = Хүснэгт дэх энэ мөрийг хариуцах төхөөрөмжийн ID

• waarde = мэдрэгчийн хэмжилт эсвэл идэвхжүүлэгчийн шилжих утга

  • мэдрэгч: харгалзах нэгж дэх хэмжилтийн утга
  • идэвхжүүлэгчид: 0 = OFF ба 1 = ON
• commentaar = алдаа гэх мэт нэмэлт мэдээлэл нэмэхэд ашигладаг сэтгэгдлүүд
• datum = хэмжилт/шилжүүлэлт хийгдсэн огноо, цаг

Төхөөрөмжийн тохиргоог Тохиргоо хэсэгт хадгална.

• settingId = энэ мөрийн ID ба тохируулгын утга
• deviceID = харгалзах төхөөрөмж/мэдрэгчийн ID
• waarde = тохиргооны утга
• төрөл = суурингийн төрөл, энэ нь хамгийн их эсвэл хамгийн бага уу?

Төгсгөлд нь хэлэхэд төхөөрөмжийн хүснэгтэд мэдрэгч ба идэвхжүүлэгчийн талаархи мэдээлэл багтсан болно.

• deviceId = Энэ хүснэгтэд байгаа төхөөрөмжийн ID
• naam = төхөөрөмж/бүрэлдэхүүн хэсгийн нэр
• merk = брэнд
• prijs = бүрэлдэхүүн хэсгийн үнэ
• beschrijving = бүрэлдэхүүн хэсгийн хураангуй
• eenheid = хэмжсэн утгуудын нэгж
• typeDevice = бүрэлдэхүүн хэсэг нь мэдрэгч эсвэл идэвхжүүлэгч эсэхийг тодорхойлдог

Алхам 5: Frontend: Вэб серверийг тохируулах

Pi нь энэ төхөөрөмжийн вэб серверийг ажиллуулахын тулд танаас Apache вэб серверийг суулгахыг шаардах болно. Үүнийг дараах тушаалыг ашиглан хийж болно.

sudo apt-get apache2 суулгана уу.

Үүнийг хийсний дараа та хавтас руу орж болно:/var/www/html. Энд та урд талын бүх кодыг оруулах хэрэгтэй болно. Үүний дараа та IP хаягийг үзэх замаар вэбсайт руу нэвтрэх боломжтой болно.

Алхам 6: Арын хэсэг

Арын хэсгийг ажиллуулахын тулд та app.py файлыг гараар эсвэл Pi дээр үйлчилгээ үүсгэж ажиллуулах хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр автоматаар эхлэнэ.

Таны анзаарснаар цөөн тооны файлууд байна. Би кодын тодорхой ойлголт, зохион байгуулалттай байхын тулд кодыг аль болох тусгаарласан.

Товч тайлбар:

app.py: Өгөгдлийн сан, техник хангамжийн код, арын кодыг нэгтгэсэн үндсэн файл

config.py: мэдээллийн сангийн мэдээллийн сангийн тохиргооны файл

Мэдээллийн сан: Мэдээллийн санд хандах

• Туслагч

  • devices_id: мэдээллийн бааз дахь төхөөрөмжийн мэдээллийг тодорхойлоход туслах ангиуд
  • lcd: PCF болон LCD -ийг ажиллуулах
  • Хөдөлгүүр: идэвхжүүлэгчийг ажиллуулах ангиуд
  • Мэдрэгч: мэдрэгчийг ажиллуулах ангиуд

Алхам 7: LED туузыг байрлуулах

Би LED туузны нэг хэсгийг хайчилж аваад хүлэмжийн хайрцагны дээд хэсэгт наасан. Миний ашигласан туузыг олон байрлалаар хайчилж, дахин холбож болох тул та олон тууз байрлуулж, дараа нь утсаар дахин холбож, илүү их зай гэрэлтүүлэх боломжтой болно.

Алхам 8: Хоолойг байрлуулах

Хоолойнуудыг хэд хэдэн аргаар байрлуулж болно, гэхдээ миний хувьд би тэдгээрийг ёроолын хажуу талд холбож, бусад электроникаас аль болох хол байлгаж, усыг зүгээр л шороонд урсгахыг зөвшөөрдөг.

Алхам 9: LCD байрлуулах

Би уулзвар хайрцгийн тагийг хөрөө модоор хайчилж, дэлгэцийг нэвтрүүлэхэд хангалттай том нүх гаргав, гэхдээ ПХБ -ийн ард үлдэх болно. Дараа нь хазайлтыг ашиглан таганд бэхлэв.

LCD нь Raspberry Pi -ийн IP хаягийг харуулдаг бөгөөд ингэснээр та вэбсайтаар аялахдаа ямар хаягийг ашиглаж болохыг мэдэх боломжтой болно.

Алхам 10: Мэдрэгчийг байрлуулж, LED туузыг холбоно уу

Хутгах схемийг ашиглан би утаснуудын хоорондох холболтыг гагнаж, эсэргүүцлийг утсан дотор байрлуулж, дулааныг багасгах хоолой ашиглан тусгаарлав.

Хүлэмжийн таг, ёроолын хажуу талыг эргүүлэхийн тулд нүх хайчилж, би мэдрэгч болон LED туузны утсыг татав.

Би утсыг функцээр нь бүлэглэсэн. Утас болон агшилтын хоолойн хурцадмал байдал нь мэдрэгчийг чанга барьж байв. DHT11 -ийн утаснуудад зөвхөн цавуу хэрэглэх шаардлагатай болсон.

Алхам 11: Pi -г холбох

Утасыг дараа нь нэвтрүүлэхийн тулд би уулзвар хайрцагны хажуугийн нүхийг хайчилж авав.

Үүний дараа би талхны хавтан (T-cobbler, PCF8574a, MCP3008, тохируулгатай эсэргүүцэл ба TIP50), реле, Raspberry Pi-ийг хоёр талт халхавчаар хучсан хайрцгийн ёроолд байрлуулав. Цахилгаан тэжээл нь талхны тавцан дээр таарахгүй байсан тул би түүнийг хажуу тийш нь тавьж, холбогч утсыг ашиглан самбар дээр холбосон.

Эцэст нь би адаптер, мэдрэгч, идэвхжүүлэгчийн утсыг талх, Raspberry Pi болон бусад эд ангиудтай холбосон нүхээр татав. Шахуургын утсыг тасалсан тул би түүний төгсгөлийг реле дотор байрлуулж, унтраалга болгон ашиглаж болно.

Алхам 12: Усны сав хийх

Би 1л хуванцар усны савнаас дээд савыг хайрцаг таслагчаар хайчилж, будаж илүү сайн харагдуулахын тулд усны сав хийсэн. Дараа нь усны насосыг дотор нь байрлуулав. Усан онгоцнуудтай харилцах дүрмийн шалтгаан нь ус нь хоолойгоор дамжин өнгөрөх боломжтой боловч хоолойг дээш нь барих нь асуудлыг шийддэг.

Алхам 13: Эцсийн үр дүн

Таны хүлээж байсан тэр мөч. Одоо та шороо, үрийг хүлэмжийн хайрцгийн дотор байрлуулж, төхөөрөмжийг хүлээж авах боломжтой. Та төхөөрөмжийн статусыг вэбсайтаас хянаж, гэрэлтүүлэг, хөрсний нөхцлийн оновчтой утгыг тохируулж болно.

Зарим шороо нь маш хуурай байх тул хөрсийг гараар услахыг зөвлөж байна. Зарим шахуурга нь нэлээд удаан усалдаг юм шиг санагддаг, гэхдээ энэ нь таны бодож байснаас хурдан дүүрэх тул маш болгоомжтой байх хэрэгтэй. 80% -иас дээш ханасан нь хөрсийг маш чийглэг болгож чаддаг. Мөн хөрсний чийг мэдрэгч хангалттай гүн байгаа эсэхийг шалгаарай.