FEDORA 1.0, un vaso di fiori intelligente: 8 passaggi (con immagini)

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

FEDORA o Flower Environment Decorating Organic Result Analyzer è un vaso di fiori intelligente per il giardinaggio indoor. FEDORA non è solo un vaso di fiori, può fungere da sveglia, lettore musicale wireless e un piccolo amico robot. La caratteristica principale inclusa in questo dispositivo è il sistema di notifica vocale incorporato in esso. (Cari designer e inventori, mi scuso per non essere stato perfetto in inglese)

Caratteristiche

1. Innaffiare automaticamente la pianta, quando l'umidità del suolo diventa secca
2. Un serbatoio integrato della capacità di 1L e la micro pompa sommersa installata nel vaso aiutano ad innaffiare la pianta al momento giusto
3. L'indicatore del livello dell'acqua viene aggiunto con FEDORA per rilevare il livello del serbatoio, se il livello del serbatoio si svuota, l'utente può identificarlo tramite gli indicatori LED
4. Il LED di stato del suolo è anche aggiunto nel vaso per rilevare l'umidità del suolo (se c'è qualche errore nel meccanismo di pompaggio, il livello di umidità del suolo diventa secco)
5. Un sensore di temperatura e umidità viene aggiunto con questo vaso per rilevare la temperatura e l'umidità attuali dell'ambiente circostante
6. Con questo vaso viene aggiunta una luce di crescita per fornire luci artificiali sufficienti per la pianta
7. Un ricevitore audio bluetooth installato all'interno aiuta a trasmettere musica in streaming dagli smartphone tramite bluetooth
8. I LED RBG assemblati nella parte superiore del vaso aiutano ad esprimere i sentimenti della nostra pianta/vaso
9. Una sveglia viene aggiunta con FEDORA, questa sveglia non si ripristina se l'alimentazione viene interrotta (i dettagli dell'allarme verranno memorizzati nella EEPROM)
10. L'orologio di aggiornamento automatico dello schermo di 24 ore viene aggiunto con il piatto
11. Un sensore di troppo pieno viene aggiunto con il vaso per evitare il trabocco del serbatoio, mentre lo riempiamo
12. Una notifica vocale (preregistrata/salvata) o una funzione di interazione viene aggiunta a questo piatto per renderlo così attraente
13. Viene aggiunto un sensore fotosensibile per evitare di riprodurre la notifica vocale durante il sonno (la notte dopo aver spento le luci)
14. Un vassoio di guida del motore passo-passo viene aggiunto con il vaso, per estrarre l'Arduino e caricare i codici (aggiornamenti), senza rimuovere la pianta che abbiamo piantato nella parte superiore di esso
15. Retroilluminazione a LED RBG per rendere il vaso più attraente
16. Viene aggiunta una ventola di scarico/raffreddamento controllata da programma per scaricare il calore generato nello strato del circuito grazie al regolatore 7805 IC

Funzioni saltate a causa dei miei esami e compiti

1. Sistema di auguri automatico, che può augurare all'utente (Buongiorno, Buon pomeriggio ecc.) quando si presenta davanti al piatto (Un augurio particolare (es:buongiorno) verrà consegnato solo una volta al giorno)
2. Comunicazione dei FEDORA sul loro attuale stato di funzionamento (che può aiutare l'utente a identificare errori o condizioni di serbatoio vuoto di un altro vaso tenuto in casa), quindi lo dicono al loro utente, quando si presenta davanti al vaso
3. Pianta sensibile al tocco, se qualcuno tocca la pianta, i LED di sfondo diventano rossi e li avvertono tramite la voce
4. Scuotimento o rilevamento dell'inclinazione, che aiuta a prevenire perdite d'acqua allo strato del circuito (utilizzando sensori giroscopici)

Se qualcuno crea questo piatto, prova a implementare queste 4 funzionalità, può rendere il piatto più attraente

Passaggio 1: cosa ti servirà?

Il budget complessivo di questo progetto è di circa 200$ (max) per pezzo. Tutti i componenti elencati di seguito possono essere facilmente trovati in sparkfun, digikey, ebay o in alcuni negozi online cinesi come banggoods.com o aliexpress.com. Nella maggior parte dei nomi dei componenti, ho allegato un collegamento al prodotto in diversi negozi. Alcuni componenti come resistori, condensatori, Zero PCB, transistor ecc. sono disponibili nei negozi online come confezione da 100 pezzi o superiore, quindi puoi semplicemente acquistarli da i negozi di ferramenta locali o i negozi di vendita di componenti elettronici.

Componenti

1. Arduino Uno
2. Arduino Mega
3. Modulo touchscreen TFT da 2,4 pollici
4. Modulo relè a 2 canali 5v
5. Sensore di umidità del suolo
6. Modulo RTC (DS1302) con batteria
7. Modulo fotosensibile

8. Modulo sensore di umidità e temperatura DHT11

9. LED RBG - 5 pezzi (catodo comune)
10. Riflettori minuscoli per LED da 5 mm - 3x
11. Vecchia ventola di raffreddamento della CPU
12. Micropompa a motore
13. Adattatore CA - CC da 12 V/2 A
14. Presa per adattatore AC - DC (Barrel Jack)
15. Lampada LED flessibile
16. Presa USB (per la lampada LED flessibile)
17. Altoparlanti (diametro 5 cm) - 2x
18. Amplificatore audio (o acquista un altoparlante per laptop di alta qualità, possiamo smontare e prendere gli altoparlanti e l'amplificatore per il nostro progetto)
19. Ricevitore audio Bluetooth
20. Modulo Mini lettore MP3 di DFPlayer
21. Scheda di memoria Micro SD (qualsiasi dimensione (max 32 GB))
22. Vecchia unità CD/DVD
23. Transistor = BC548 - 3x
24. Resistori = 220k - 3x, 22k - 1x, 470 ohm - 3x, 1k -1x
25. CI driver motore L293D - 2x
26. 7805 Regolatore IC
27. Dissipatore di calore per 7805
28. Condensatore = 1uf/63v, 10uf/63v (1 ciascuno)
29. LED = Blu (5 mm / 2 mm)
30. Terminale a vite a 2 canali -2x
31. Cavi jumper = maschio a maschio, femmina a maschio, femmina a femmina (confezione 40x (ciascuno))
32. Cavi di collegamento - 3 metri
33. Zero PCB (piccolo) - 2x
34. Vaso da fiori (con altezza di almeno 30 cm (tipo quadrato/rettangolare o circolare))
35. Piastre o fogli con due diverse dimensioni (Controllare l'immagine nel passaggio "disegni" (passo 3) per avere un'idea di questa parte o visualizzare il video di montaggio)
36. Vassoio (Controlla l'immagine nel passaggio "disegni" (Fase 3) per avere un'idea di questa parte o guarda il video di montaggio)
37. Premere su ON Interruttore autobloccante

38. Gomito in PVC da 3/4 - 1x

39. Adattatore maschio in PVC da 3/4" e cappuccio terminale
40. Tubo in PVC da 3/4" - 20 cm
41. Tubo dell'aria per acquario - 2 metri
42. Giunti a T per tubo dell'aria dell'acquario - 4x
43. Regolatori (Guarda la figura) - 3x
44. Una bella pianta
45. Pin dell'intestazione (rosso, nero, giallo, blu, bianco)

Utensili

1. Saldatore
2. Piombo di saldatura
3. Flusso di saldatura
4. Pompa dissaldante (non obbligatoria)
5. Pistola a colla
6. Stick di colla
7. seghetto
8. Twister
9. Cacciaviti
10. Pasta per dissipatore di calore
11. Pennarelli

Passaggio 2: disegni di esempio per farsi un'idea sulla struttura del vaso

Le figure mostrate sopra forniscono una spiegazione dettagliata sul design di FEDORA. Vogliamo acquistare un normale vaso di fiori (realizzato con ABS) e dividerlo poi in 3 strati posizionando fogli/piatti realizzati con ABS o qualsiasi altro materiale resistente. Nella figura 2 puoi vedere la parte anteriore del vaso, che vogliamo realizzare un foro rettangolare per posizionare un vassoio per conservare i nostri componenti nella pentola. Apriremo e chiuderemo questa pentola utilizzando il motore passo-passo della guida dell'obiettivo all'interno di un'unità CD/DVD; è per semplificare il processo di diagnosi (cioè, se c'è qualche errore nel processo di lavoro di FEDORA, l'utente deve voler togliere i circuiti e controllarlo sostituendo la pianta e il terreno posti allo strato di piantagione. Il colore due ciano i punti sul pannello di controllo sono il sensore SR505 e l'interruttore di alimentazione del vaso di fiori. E i fori per posizionare gli altoparlanti sono stati aggiunti nei due lati di questo vaso. Il display TFT per mostrare lo stato e le notifiche sono stati aggiunti nella parte anteriore di FEDORA come mostrato nella figura.

Ora diamo un'occhiata al lato posteriore di FEDORA, qui puoi vedere che un foro con tappo è realizzato tra lo strato del circuito e lo strato del serbatoio dell'acqua, questo foro serve per riempire d'acqua il serbatoio integrato del vaso. Gli avvisi di serbatoio pieno vengono aggiunti con questo sistema per evitare il trabocco del serbatoio. Una ventola di raffreddamento aggiuntiva viene aggiunta nello strato del circuito per scaricare il calore generato lì.

Il design mostrato nelle figure sopra sono i miei pensieri e le mie idee, puoi seguire le tue idee e pensieri per progettare il vaso, se hai una stampante 3D puoi disegnare e rendere il vaso più efficiente e di bell'aspetto. Ad ogni modo realizzerò questo progetto seguendo il mio disegno, raccogliendo e assemblando cose raccolte da negozi di cancelleria (scusate amici, non ho una stampante 3D nella mia località per stampare il mio disegno in modo più ordinato) come vasi di fiori, a forma di circolari piatti, scatola ecc.

Nota:

Il design mostrato nelle figure è tratto dai miei pensieri e idee, non vuoi seguire i miei passi per farlo, puoi seguire le tue idee e le cose che sono disponibili nella tua località (puoi anche cambiare quel vassoio del circuito di azionamento del motore in un normale vassoio per tirare e spingere) per fabbricare il design

Passaggio 3: distribuzione dell'alimentazione e scheda driver del motore

In questo progetto coordineremo insieme più di 10 sensori e moduli. Ciascuno di essi necessita di intervalli di tensione diversi. I sensori e i moduli aggiunti in questo design (FEDORA 1.0) richiedono solo un'alimentazione di 5 V e la micro pompa e la ventola del radiatore di scarico necessitano di un'alimentazione di 12 V. Per fornire alimentazione a tutti i componenti, abbiamo bisogno di una scheda di distribuzione dell'alimentazione in grado di fornire sia 5V che 12V. Quindi abbiamo fabbricato un circuito come mostrato nella figura sopra per questa applicazione. Oltre a ciò abbiamo collegato due circuiti integrati L293D in questo circuito per guidare il motore passo-passo, la ventola di raffreddamento e la micro pompa.

Per realizzare questo circuito di distribuzione dell'alimentazione e driver del motore, vogliamo

1. 7805 Regolatore IC
2. 2x driver motore L293D IC
3. Pin dell'intestazione (nero per GND, giallo per 5 V, blu per ingresso motore passo-passo, bianco per ingresso Arduino)
4. 1x condensatore 10uf/63V
5. 1x condensatore 1uf/63V
6. 1x resistenza da 1k
7. Terminali a vite 2x 2 canali (per refrigeratore e pompa)
8. Barrel jack/presa corrispondente al tuo adattatore AC-DC
9. Un PCB zero
10. E un pezzo di dissipatore di calore per 7805

(Salda due pin di intestazione invece del LED, possiamo aggiungere questo LED al nostro piatto in seguito)

Nota:

Non dimenticare di aggiungere "pasta dissipatore di calore" prima di fissare il 7805 IC sul pezzo del dissipatore di calore

Scegli una presa giusta che possa corrispondere al pin di uscita del tuo adattatore AC-DC 12V/2A

Se vuoi aggiungere dei moduli (come l'amplificatore audio), che funzionano a 12v, devi solo aggiungere alcuni pin di intestazione (ho aggiunto alcuni pin di intestazione rossi per questo nel mio circuito, ma non utilizzati in questo progetto)

Passaggio 4: sensore indicatore del livello dell'acqua

Lo schema del circuito ha mostrato le esigenze di cui sopra

1. 3x BC548 transistor
2. 3 resistenze da 220 ohm
3. 3 resistenze da 470 ohm
4. 1x resistenza da 22K
5. E un pezzo di PCB

Saldare il circuito nel PCB e collegare i pin dell'intestazione a

1. Alimentazione 5V (collegarli insieme)

2. GND (Collega tutte le masse insieme)

3. Livello dell'acqua ALTO

4. Livello dell'acqua medio

5. Livello dell'acqua basso

In caso di dubbi sulla creazione di questo circuito del sensore dell'acqua, è sufficiente visualizzare queste istruzioni di sathishk12

Passaggio 5: sensore di flusso d'acqua

Possiamo realizzare un sensore di flusso d'acqua da un normale sensore di umidità del suolo. Qui ho intenzione di cambiare un sensore di umidità del suolo in un sensore di flusso d'acqua. Per questo vogliamo solo rimuovere prima le piastre di rilevamento del suolo dal sensore. Quindi prendere il circuito comparatore dell'umidità del suolo e collegare due cavi jumper M-M al posto delle piastre del sensore. Quindi ora useremo una semplice logica per rilevare la condizione di trabocco del serbatoio dell'acqua, ad es. quando l'ingresso digitale del livello del serbatoio del sensore di flusso dell'acqua diventa ALTO contemporaneamente, è lo stato della condizione di trabocco. Quindi possiamo usare una risposta adeguata a questo caso tramite la codifica.

Passaggio 6: assemblaggio di interi componenti

Gli schemi di collegamento e i componenti necessari sono elencati sopra! Basta guardare il video per avere un'idea dell'attività di connessione!

Un file di documento con pin di connessione viene aggiunto con questo!

Passaggio 7: notifica vocale, creazione di file audio

Estrarre il file del campione audio e copiare il contenuto in una scheda di memoria. e inserisci la memory card nel modulo MP3. Se vuoi creare il tuo campione audio, visita siti come

. Se cambi l'ordine dei file mp3 (organizzati in base al nome), fai un esempio di esecuzione e annota l'ordine degli MP3 e cambiali nel codice che abbiamo caricato sul nostro arduino Mega.

Lo schema di collegamento per il test in esecuzione del modulo MP3 è fornito nel passaggio precedente

In questo passaggio viene aggiunto un codice di esempio per il controllo dell'ordine dei file audio. Hai solo bisogno di caricare il codice e aprire il monitor seriale, annotare l'audio dall'alto. Quindi cambialo nel codice per mega

Ci sono circa 38 campioni audio all'interno di quel file rar. Tutti loro non stanno usando in questo progetto. Se hai qualche idea per aggiungere estensioni al design, aggiungi semplicemente un nuovo file audio per questo scopo

Passaggio 8: librerie e codici

Gli schizzi che vogliamo caricare su Arduino Mega e Arduino UNO vengono aggiunti con questo passaggio. Inoltre, qui vengono aggiunte anche tutte le librerie necessarie per questo progetto. Quindi non è necessario cercare le librerie.

Se noti bug o errori nel mio codice, per favore dillo nella casella dei commenti

Le librerie non elencate sopra sono librerie che esistono già nell'IDE di Arduino!

In caso contrario, vai su schizzo> includi libreria> gestisci libreria> e cerca il nome dei file di intestazione elencati nella parte superiore degli schizzi

Per aggiungere le librerie di file zip, vai a schizzo> includi libreria> quindi fai clic sull'opzione per aggiungere la libreria formattata zip