MAG (serra automatica in miniatura): 9 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Mia madre è per la maggior parte del tempo piuttosto impegnata. Quindi volevo aiutarla automatizzando le sue serre. In questo modo può risparmiare un po' di tempo poiché non avrà bisogno di annaffiare le piante.

Potrò raggiungere questo obiettivo con MAG (Miniature Automatic Garden). Come nel nome, MAG è un progetto in miniatura che può essere ampliato per serre più grandi. MAG è un sistema di monitoraggio del giardinaggio automatizzato che legge e invia i dati di diversi sensori a un server web in esecuzione su Raspberry Pi. L'utente potrà monitorare le proprie piante su un sito web. Questo concetto è stato sviluppato come progetto finale entro il primo anno di tecnologia multimediale e di comunicazione, a Howest Kortrijk, Belgio.

Passaggio 1: i materiali

Per costruire questo progetto, avrai bisogno dei seguenti elementi:

Elettronica:

1. Raspberry pi 4 - kit2. Raspberry pi T-cobbler3. Tagliere4. Connettori maschio-maschio5. Connettori maschio-femmina6. LM35 (sensore di temperatura)7. 4x sensori di umidità8. DHT119. MCP300810. Potenziometro (per il controllo, non necessario)11. Display LCD SunFounder12. 4x Pompa acqua senza spazzole 12V13. Tubi d'acqua14. Adattatore 12V15. 4x Relè 5V

Involucro:

1. Acquario2. Tavole di legno3. Barra tonda piena di ferro4. chiodi5. Viti6. Aquaplan Roofprimer

Utensili:

1. Martello2. Visto3. Cacciavite4. trapano5. Woodfile6. Pistola per colla7. Pennello 8. Saldatrice 9. Dispositivo di saldatura

Nel file Pdf sottostante è possibile visualizzare il listino completo con i link ai ricambi.

Passaggio 2: fare la serra

Nelle immagini fornite troverete la misura necessaria per le tavole. Per prima cosa troverai le immagini con la misura, su di essa troverai un numero (sotto questo ci saranno informazioni extra con il numero corrispondente). Ci sono anche alcune immagini fornite di come apparirà.

I numeri da 1 a 4 sono per la custodia e quando li hai ritagliati puoi unirli insieme piantando chiodi nei fori.

La tavola extra, numeri 5 + 6, è un coperchio che puoi posizionare sopra lo scomparto per il pi.

Appunti:

Il centro dei fori su tutte le tavole è a 0,8 cm di distanza dai bordi (linee grigie, vedere l'immagine con il numero uno come riferimento). I fori sono stati praticati con un bullone da 2 mm per legno.

1.: Questa è la piastra inferiore. Sul lato sinistro hai 64 cm tra 2 fori. Questo vale per le distanze tra i fori e i bordi sia sul lato sinistro che su quello destro. Il pannello superiore ha un quadrato di 2 cm x 2 cm con lo scopo di far passare i cavi di alimentazione. L'asse inferiore ha un taglio di 8 cm x 2,5 cm per posizionare il display lcd.

2.: Questi sono i lati più lunghi e avrai bisogno di 2 di queste assi. Sulla parte superiore hai 2 pezzi ritagliati di 3 mm x 10 mm. Questo verrà utilizzato in seguito per instradare i cavi del sensore di umidità.

3.: Questi sono i lati più corti e avrai bisogno di 4 di queste tavole.

4.: Queste sono le intersezioni per il contenitore delle piante, avrai bisogno di 2 di queste assi. Dovrai rimuovere il pezzo bianco come mostrato in modo da poter far scorrere questi 2 l'uno nell'altro

Passaggio 3: finire il caso della serra

Ora che tutto è montato insieme, faremo in modo che i vani per le piante siano impermeabili. Lo facciamo per assicurarci che l'acqua non possa fuoriuscire, per ogni evenienza. Con un pennello dipingi gli scomparti, se vuoi puoi aggiungere un secondo strato quando è asciutto.

Il prossimo passo è saldare le barre di metallo insieme nel mezzo in modo da ottenere una croce. Metteremo questo telaio metallico sulla custodia dopo aver praticato 4 fori, 1 su ciascuna estremità come nell'immagine. Assicurati quando lo metti dentro che tutti e 4 i lati siano pari.

Per ultimo faremo una tacca in ogni lato dello scomparto. Fai in modo che i tubi dell'acqua possano riposare. Aggiungi un piccolo pezzo di legno sopra per tenerlo in posizione. Assicurati quando applichi questo pezzo di legno che puoi ancora rimuovere facilmente il tubo dell'acqua e rimetterlo se necessario.

Passaggio 4: software sul Raspberry Pi

Affinché il mio codice funzioni (che collegherò di seguito) dovrai installare alcuni pacchetti e librerie. La prima cosa che è necessaria è che tu aggiorni il tuo Pi.

Innanzitutto, aggiorna l'elenco dei pacchetti del tuo sistema immettendo il seguente comando: sudo apt-get update.

Aggiorna tutti i tuoi pacchetti installati alle loro ultime versioni con il seguente comando: sudo apt-get dist-upgrade.

Se il sistema non richiede un riavvio, eseguire un "sudo reboot". Questo per assicurarsi che tutto sia stato impostato correttamente.

Dopo aver installato i pacchetti dovrai installare alcune librerie:

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

Quando hai finito, fai un 'sudo reboot'.

Passaggio 5: creare il circuito

Nel passaggio 2 realizzeremo il circuito per questo progetto. Questo è il minimo assoluto di cui hai bisogno se vuoi che funzioni. Usa la tabella fritzing e lo schema per fare una copia del circuito. Qui è dove hai bisogno di tutti i materiali elettrici dal passaggio 1.

Informazioni sul circuito:

Abbiamo 5 sensori collegati all'MCP3008 che sono l'LM35 per la temperatura interna e 4 sensori di umidità del suolo. Un DHT11 per la temperatura e l'umidità esterna e infine un galleggiante dell'acqua per verificare se c'è abbastanza acqua nel serbatoio.

Il sensore di umidità del suolo ha un'uscita analogica e utilizza un pin GPIO sul Raspberry Pi.

Extra:

Ho anche implementato un display LCD che semplificherà in seguito la connessione al Raspberry Pi senza la necessità di collegarsi al laptop. Questo non è necessario ma è altamente consigliato.

Prima di saldare tutto insieme ho usato la mia breadboard per collegare tutto insieme e testare i miei sensori per assicurarmi che tutto funzionasse.

Passaggio 6: creare un database

È molto importante archiviare i dati dai sensori in modo organizzato ma anche sicuro. Questo è il motivo per cui ho deciso di archiviare i miei dati in un database. In questo modo solo io posso accedere a questo database (con un account personale) e mantenerlo organizzato. Nella foto sopra puoi trovare il mio diagramma ERD.

Puoi vedere il mio diagramma ERD sopra, collegherò anche un file di dump in modo da poter importare il database da solo. Con questo database sarai in grado di mostrare più cose come:

• La temperatura vicino e sopra le piante
• L'umidità vicino alle piante
• L'umidità del terreno di ogni pianta
• Verificare se la pompa è abilitata per l'impianto
• Eccetera..

In allegato a questo passaggio puoi trovare il mio dump Mysql. Quindi puoi facilmente importarlo. Ottieni il dump di Mysql.

Passaggio 7: sito web

Volevo essere in grado di monitorare le piante, quindi ho creato un sito Web per mostrarmi questi dati. Tramite il sito sarà possibile controllare gli impianti, nonché abilitare/disabilitare le pompe separatamente.

Mentre il Pi si avvia, inizierà a eseguire il mio script Python. Questo si occuperà di ottenere i dati da mostrare sul sito web. Seguendo lo script, il pi leggerà i dati dai sensori ogni ora esatta e li inserirà nel database. Il sito è anche responsive quindi può essere aperto su mobile.

Il mio codice può essere trovato su github proprio qui.

Passaggio 8: scrittura del backend

Ora è il momento di assicurarsi che tutti i componenti funzionino. Quindi ho scritto del codice in Python e l'ho distribuito su raspberry pi. Puoi trovare il mio codice su Github.

Per programmare il codice ho utilizzato Visual Studio Code. Il codice è scritto in html, CSS, javascript e python (Flask)

Passaggio 9: posizionare tutto nella custodia

Una volta completati con successo tutti i passaggi, puoi iniziare a mettere tutto nella custodia. Per fare ciò, ti consiglio vivamente di saldare i componenti insieme in modo che non possano essere scollegati per errore.

Ho incollato i relè su un pezzo di legno in modo che non si perdano quando si trovano nella custodia. Ho anche incollato le pompe al serbatoio in modo che non si perdano. Consiglio anche di incollare il sensore DHT11 sopra il telaio.