Smart IoT Garden: 10 passaggi (con immagini)

2025 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2025-01-23 14:49

Se sei come me, ti piacciono la frutta e la verdura fresca nel piatto, ma non hai abbastanza tempo per mantenere un giardino decente. Questo tutorial ti mostrerà come costruire un giardino IoT intelligente (lo chiamo: Green Guard) che innaffia le tue piante per te e ti avverte di situazioni pericolose come: troppa luce solare, non abbastanza luce solare e senz'acqua.

Tutto ciò si ottiene utilizzando un paio di semplici sensori e un attuatore controllato da un Raspberry Pi. Sul sito web è possibile visualizzare le misurazioni di questi sensori e prendere il controllo del flusso d'acqua.

Passaggio 1: materiali e strumenti

Materiali:

• 1x Raspberry Pi 4
• Cerniera per pianoforte da 1 m
• 1x portabatteria 8x AA
• 8 batterie AA
• *1x elettrovalvola 12V 1/2"
• Tubo dell'acqua da 3 m (plastica, nylon…) 12 mm
• 1x cordiera a forma di T
• 2x cordiera 1/2" 12mm
• 5x fascetta stringitubo
• 1x tanica da 5 litri
• assi di legno da 4 m
• 1x pannello in legno 100 cm / 50 cm
• 1x pellicola per laghetti 2m / 1m
• min. 50 viti
• 1x tagliere
• 2x chiusure magnetiche
• 1x transistor npn
• 1x sensore di temperatura e umidità
• 1x sensore di luce LDR
• 1x sensore di umidità del suolo
• 1x display LCD
• 2 tubi da 1/2" a forma di L

Questo documento mostra dove ho preso questi materiali.

*E' importante che l'elettrovalvola non abbia una pressione minima di esercizio. Se lo fa, l'acqua faticherà a passare.

Utensili:

• troncatrice (opzionale: qualsiasi altro tipo di sega)
• trapano a mano (opzionale: cacciavite)
• graffatrice (opzionale: viti)
• colla per legno

Passaggio 2: costruzione del circuito

I seguenti componenti saranno collegati al Raspberry Pi:

• MCP3008

  • Sensore di luce LDR
  • Sensore di umidità del suolo
• DHT11 Sensore di umidità e temperatura

• PCF8574

  display LCD

• Transistor TIP120

  valvola solenoide

Due dei sensori (LDR e Umidità del suolo) sono collegati a un MCP3008 che consente la lettura dei segnali analogici dal Raspberry Pi. Sto usando il PCF8574 per scrivere i dati sull'LCD perché salva molti pin GPIO.

Puoi semplicemente seguire l'immagine sopra quando costruisci il circuito.

Passaggio 3: configurazione del database

Per avere davvero il pieno controllo del tuo giardino, ti consigliamo di vedere una timeline che mostra tutte le misurazioni dei tuoi sensori. Sto usando un database SQL per salvare tutte queste misurazioni.

Ho preparato un file autonomo che include l'intero database necessario per questo progetto. Puoi trovarlo nella cartella di esportazione del database nel mio repository Git e importare questo database in MySQL Workbench aprendo server> importazione dati e quindi selezionando il file autonomo e creando un nuovo database.

Questo database contiene quattro tabelle: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning e tblaction. Tbldevice contiene tutti i sensori e l'attuatore. I messaggi in tblwarning sono in olandese, ma puoi cambiarli facilmente facendo clic sul simbolo di esecuzione sulla tabella, modificando i messaggi e applicando le modifiche. Tblaction contiene azioni che possono essere eseguite dal programma di cui parlerò nel passaggio successivo. Queste azioni sono ad esempio: misurazione della temperatura, attivazione automatica dell'elettrovalvola…

Passaggio 4: programmazione

Puoi trovare tutto il codice necessario nel mio repository Git. Front-end e back-end.

Questo programma fa tutte le cose tecniche come: leggere i dati del sensore, attivare l'attuatore…

Sopra, puoi vedere alcune immagini del sito web. È in olandese ma tu

Passaggio 5: costruire la forma di base del giardino

Il primo passo per realizzare il progetto fisico è costruire l'involucro di base del giardino. Inizia con il taglio di alcune assi delle seguenti dimensioni:

• a - 2x 100 cm / 20 cm
• b - 2x 46,4 cm / 20 cm
• c - 1x 46,4 cm / 18,2 cm
• d - 1x 46 cm / 18 cm
• e - 1x 15 cm / 20 cm
• f - 1x 31 cm / 20 cm

Per prima cosa, attacca le assi a su entrambi i lati del pannello di legno. Il modo migliore per allegarlo si svolge in quattro passaggi:

1. praticare dei fori sul pannello dove passeranno le viti
2. utilizzare una punta da trapano svasata per fare spazio alla testa della vite per entrare
3. metti una linea di colla per legno dove verrà attaccata la tavola
4. posizionare la tavola sulla colla e praticare le viti attraverso i fori praticati in precedenza

5 viti saranno sufficienti per tenere le tavole a. Quindi puoi fare lo stesso con le tavole b, per le quali ho utilizzato 3 viti sul fondo e 2 sul lato.

Passaggio 6: costruire il supporto del serbatoio dell'acqua

Attacca la tavola e nell'angolo che puoi vedere nella foto usando il metodo che ho spiegato nel passaggio precedente. Puoi farlo facilmente da solo usando un pezzo di legno e una vongola (vedi seconda immagine).

Per sostenere questa tavola, crea una piccola trave di legno con i lati angolati di 45 gradi in alto e in basso. Per assicurarti che tocchi il pavimento quando lo attacchi alla tavola verticale, traccia una linea dove segare il lato superiore come faccio nella terza immagine.

Quindi, usa del legno di scarto per costruire un telaio adatto alla tanica che usi. Attacca il telaio alla piattaforma usando la colla per legno. Il telaio che ho realizzato non era completamente livellato, quindi l'ho avvitato stretto con due vongole mentre incollato e l'ho lasciato riposare per una notte.

Infine, dovrai attaccare le tubazioni a forma di L al fondo della tanica e fare un foro nell'asse che sostiene la tanica in modo che le tubazioni possano passare. Per attaccare le tubazioni, ho saldato un pezzo di tubo adatto a una piastra metallica che ho attaccato alla tanica usando la colla universale Sikaflex. In alternativa, puoi semplicemente spingere un pezzo di tubo nel foro che fai nella tanica e metterci sopra abbastanza colla universale in modo che rimanga in posizione. Puoi fare il foro sotto la tanica con una punta per sega a tazza per il tuo trapano a mano.

Passaggio 7: collegamento delle tubazioni e dei tubi

Prima di collegare uno qualsiasi dei tubi, attaccare la pellicola del laghetto all'interno della parte del progetto del giardino. L'ho riparato all'esterno del progetto con una pinzatrice. Puoi piegare gli angoli in modo che si adattino bene e tagliare le parti dove c'è troppa pellicola.

Fatto ciò, puoi iniziare a praticare 2 fori dalla parte del giardino alla parte di gestione a circa 15 cm di altezza affinché il tubo arrivi al giardino stesso. Puoi ridurre la quantità di schegge e forare la pellicola fissando 2 pezzi di legno sulla tavola e perforandoli come nell'immagine sopra. Puoi spingere due tubi attraverso i fori e collegarli al centro dietro la tavola. Quindi puoi praticare dei fori da 2,5 mm nei tubi per far uscire l'acqua (e non dimenticare di praticare un foro sul lato superiore del tubo in modo che l'acqua possa continuare a fluire mentre l'elettrovalvola è chiusa).

Praticare due fori (non completamente) all'estremità del giardino per fissare l'estremità dei tubi. Incolla 2 pezzi cilindrici di metallo all'interno dei fori e spingi l'estremità dei tubi su di essi.

Quindi, attacca un pezzo di legno al pannello del pavimento vicino al serbatoio dell'acqua (come nella foto). È qui che si fermerà l'elettrovalvola, quindi prova la sua posizione per assicurarti che il tuo solenoide si adatti ad essa. Sopra questo pezzo, attacca un pezzo di metallo a forma di L su cui verrà fissata l'elettrovalvola.

Passaggio 8: integrazione dell'elettronica

Inizia modellando due pezzi di legno. Uno per DHT11 e LDR e uno per il sensore di umidità del suolo. Potete vedere quei pezzi nelle immagini sopra. Attaccali come mostrato nelle immagini.

Puoi nascondere i fili del DHT11 e dell'LDR pinzando un pezzo di stagnola sopra di essi e facendoli passare attraverso. Praticare un foro in cui possono passare i fili.

Quindi, per praticare il foro per il display LCD, praticare due fori alle estremità diagonali dello spazio per il display LCD e utilizzare un seghetto per segare un rettangolo.

Puoi posizionare la breadboard, il Raspberry Pi e la batteria da 12 V all'interno dietro l'LCD nell'angolo (e utilizzare il velcro per tenerli premuti). Quindi usi una scatola di plastica, ritaglia 2 lati e posizionala sopra l'elettronica per proteggerli da eventuali gocciolamenti d'acqua. L'incollaggio di un piccolo pezzo di legno sul pannello del pavimento accanto alla scatola di plastica lo mantiene in posizione.

Infine, pratica una linea di fori appena sotto l'altezza della scatola di plastica in modo che l'aria calda del Raspberry Pi possa fuoriuscire.

Passaggio 9: fissaggio delle cerniere

L'unica cosa che resta da fare ora è attaccare le ultime due assi che hai segato all'inizio.

Per prima cosa, sega l'angolo in basso a destra della tavola sul lato. Qui è dove passerà il cavo di alimentazione.

Quindi puoi avvitare le cerniere sulle assi come nelle immagini sopra.

Passaggio 10: chiusura

Se decidi di realizzare questo progetto da solo, fammelo sapere nei commenti (:

Grazie per aver letto.