Carassus_IoT_electronic_project: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Questo documento ha lo scopo di consentirti di costruire uno stagno semiautomatico con un'interazione umana minima.

Grazie ad un Arduino, questo progetto darà da mangiare ai pesci di uno stagno. Il cibo per pesci è conservato in una vasca. Una pompa filtro si avvia se le condizioni climatiche, misurate dai sensori di temperatura e dalla cella fotoresistiva, sono soddisfatte.

Passaggio 1: materiali

Per realizzare questo progetto sono necessari diversi materiali. Per la costruzione del telaio sono state utilizzate principalmente materie prime e riciclate. Ecco un elenco dei componenti che abbiamo utilizzato:

• Plancia di legno per costruire il telaio (materiali riciclati)
• Quadro elettrico (materiali di recupero)
• Morsettiera elettrica (materiali riciclati)
• Arduino Uno (acquistato su Amazon)
• Interruttori automatici 10A curva C (materiali riciclati)
• Servomotore Arduino (acquistato su Amazon)
• Fotocellula (acquistata su Amazon)
• Contattore 5V (acquistato su Amazon)
• Orologio in tempo reale (RTC DS3231) (acquistato su Amazon)
• Compensatore giunto freddo MAX6675 (acquistato da Amazon)
• Sonda termocoppia K (acquistata su Amazon)
• Pompa filtro laghetto 230V (materiali riciclati)
• Resistenza da 220 Ohm (acquistata su Amazon)
• Breadbord (acquistato su Amazon)
• Una bottiglia di plastica vuota da 5 litri (materiali riciclati)
• Tubi (materiali riciclati)
• Valvola stampata in 3D

Passaggio 2: struttura

Per supportare tutti i componenti è stata realizzata una struttura in legno. Questa struttura la bottiglia da 5 litri per riempirla con cibo per pesci. Un sistema di tubazioni porta il cibo ad una valvola (stampata in 3D) e gestisce la quantità di cibo che viene consegnato.

I tubi sono realizzati in tubo di PVC assemblato insieme con colla. La valvola è fissata nei tubi ed è divisa in 2 parti: l'asse e la valvola. Innanzitutto, l'asse deve essere fissato trasversalmente attraverso i tubi in PVC e quindi l'asse può essere assemblato con la piastra della valvola tramite un collegamento a vite.

La valvola può essere stampata con il file stp.

Passaggio 3: scatola elettronica

Una scatola elettrica installata accanto alla struttura in legno protegge l'intero impianto elettrico. Nel nostro caso, la scatola elettrica è installata sotto la scheda che supporta l'alimentazione degli alimenti.

L'interruttore automatico viene utilizzato per proteggere la pompa 230V da un cortocircuito, diversi terminali elettrici consentono il cablaggio delle pompe.

L'Arduino Uno e la breadboard sono attaccati nella scatola elettrica: L'Arduino è incollato con silicone la breadbord è autoadesiva.

Nella scatola elettrica sono praticati due fori per il passaggio del cavo di alimentazione della pompa e del cavo di alimentazione generale.

Il lampone viene alimentato tramite il suo trasformatore che deve essere inserito in una presa da 230V non visibile nello schema sopra. Il modulo spina inserito accanto agli interruttori è acquistabile separatamente. Usiamo una batteria USB esterna.

Passaggio 4: cablaggio della scatola elettrica

Il cablaggio di progetto è realizzato in due parti: una in bassissima tensione (5V) e l'altra in bassa tensione (230V).

La parte a bassa tensione alimenta la pompa tramite i contatti di comando dei contattori 5V, e alimenta anche il Raspberry tramite il suo trasformatore.

La bassissima tensione alimenta il Raspberry, l'Arduino e il funzionamento di tutti i componenti elettronici (RTC, compensatore giunto freddo, fotocellula, contattore 5V, …).

Questa alimentazione viene fornita dal trasformatore al Raspberry e quindi alimenta l'Arduino tramite una connessione USB. Il cavo USB recupera anche i dati in Arduino per generare i grafici.

Ecco come cablare la parte a bassissima tensione di Arduino:

Viene introdotto un cavo dal TGBT per fornire la bassa tensione alla scatola elettrica. Quindi passa attraverso l'interruttore 10A per proteggere la pompa.

Ecco come cablare la parte a bassa tensione di Arduino:

Passaggio 5: Programmazione Arduino, Python e PHP

Installazione del server web

Abbiamo bisogno di installare un webserver per visualizzare il grafico. Useremo apache per la sua compatibilità con PHP e la facilità di installazione. Per farlo ci colleghiamo al raspberry pi tramite SSH ed eseguiamo i seguenti comandi:

sudo apt install apache2 php php-mbstring

sudo chown -R pi:www-data /var/www/html

sudo chmod -R 770 /var/www/html

Ora tutto ciò che mettiamo nella directory /var/www/html sarà nel nostro webserve. Per provare se tutto funziona useremo chiedi a PHP di darci alcune informazioni quando accediamo al server.

sudo rm /var/www/html/index.html

echo "" > /var/www/html/index.php

Se accediamo all'indirizzo IP del pi in un browser web vedremo alcune informazioni su PHP. Per impostazione predefinita, non è necessario inserire nulla dopo l'IP del pi perché utilizzerà qualsiasi file denominato index. Ora dobbiamo solo mettere i nostri file nella directory/var/www/html e possiamo accedere al grafico e ricaricarlo a piacimento.

Per avviare de reader.py, dobbiamo aggiungere una nuova riga in rc.local, dobbiamo accedere al protocollo raspberry tramite ssh e scrivere questa riga per modificare rc.local:

nano /etc/rc.local

ora possiamo aggiungere questa riga: /usr/bin/python3 /var/www/html/Projet/reader.py & per avviare direttamente il file reader.py.

Dobbiamo mettere la directory HTML nel percorso /var/www/. Quando il lampone è alimentato, recupera i dati di temperatura e luce ogni secondo nell'Arduino per creare un grafico.