Vườn IoT thông minh: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Nếu bạn giống tôi, bạn thích trái cây tươi và rau trên đĩa của mình, nhưng bạn không có đủ thời gian để duy trì một khu vườn tươm tất. Tài liệu hướng dẫn này sẽ chỉ cho bạn cách xây dựng một khu vườn IoT thông minh (tôi gọi là: Green Guard) tưới cây cho bạn và cảnh báo bạn về các tình huống nguy hiểm như: quá nhiều ánh sáng mặt trời, không đủ ánh sáng mặt trời và thiếu nước.

Tất cả điều này đạt được bằng cách sử dụng một vài cảm biến đơn giản và một bộ truyền động được điều khiển bởi Raspberry Pi. Trên trang web, bạn có thể xem các phép đo từ các cảm biến này và kiểm soát lưu lượng nước.

Bước 1: Vật liệu & Công cụ

Vật liệu:

• 1x Raspberry Pi 4
• Bản lề đàn piano 1m
• 1x ngăn chứa pin 8x AA
• 8x pin AA
• * 1x van điện từ 12V 1/2"
• Ống nước 3m (nhựa, nylon…) 12mm
• 1x hình chữ T đuôi
• 2x đuôi 1/2 "12mm
• Kẹp ống 5x
• 1 x 5 lít jerrycan
• Ván gỗ 4m
• 1x bảng gỗ 100cm / 50cm
• 1x giấy bạc 2m / 1m
• tối thiểu 50 ốc vít
• 1x breadboard
• 2x đóng từ tính
• 1x bóng bán dẫn npn
• 1x cảm biến nhiệt độ và độ ẩm
• 1x cảm biến ánh sáng LDR
• 1x cảm biến độ ẩm đất
• 1x màn hình LCD
• Đường ống 2x 1/2 "hình chữ L

Tài liệu này chỉ cho bạn nơi tôi lấy những tài liệu này.

* Điều quan trọng là van điện từ không có áp suất hoạt động tối thiểu. Nếu có, nước sẽ phải vật lộn để vượt qua.

Công cụ:

• cưa miter (tùy chọn: bất kỳ loại cưa nào khác)
• máy khoan cầm tay (tùy chọn: tuốc nơ vít)
• súng ghim (tùy chọn: vít)
• keo dán gỗ

Bước 2: Xây dựng mạch

Các thành phần sau sẽ được kết nối với Raspberry Pi:

• MCP3008

  • Cảm biến ánh sáng LDR
  • Cảm biến độ ẩm đất
• DHT11 Cảm biến độ ẩm & nhiệt độ

• PCF8574

  Màn hình LCD

• Bóng bán dẫn TIP120

  van điện từ

Hai trong số các cảm biến (LDR và Độ ẩm đất) được kết nối với MCP3008 cho phép Raspberry Pi đọc các tín hiệu tương tự. Tôi đang sử dụng PCF8574 để ghi dữ liệu vào màn hình LCD vì nó tiết kiệm rất nhiều chân GPIO.

Bạn chỉ có thể làm theo hình trên khi xây dựng mạch.

Bước 3: Thiết lập cơ sở dữ liệu

Để thực sự có toàn quyền kiểm soát khu vườn của mình, bạn sẽ muốn xem dòng thời gian hiển thị tất cả các phép đo từ các cảm biến của mình. Tôi đang sử dụng cơ sở dữ liệu SQL để lưu tất cả các phép đo này.

Tôi đã chuẩn bị một tệp riêng bao gồm toàn bộ cơ sở dữ liệu cần thiết cho dự án này. Bạn có thể tìm thấy điều này trong thư mục xuất cơ sở dữ liệu trong kho lưu trữ Git của tôi và nhập cơ sở dữ liệu này vào MySQL Workbench bằng cách mở máy chủ> nhập dữ liệu, sau đó chọn tệp chứa riêng và tạo cơ sở dữ liệu mới.

Cơ sở dữ liệu này chứa bốn bảng: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning và tblaction. Tbldevice chứa tất cả các cảm biến và thiết bị truyền động. Các thông báo trong tblwarning bằng tiếng Hà Lan, nhưng bạn có thể dễ dàng thay đổi chúng bằng cách nhấp vào biểu tượng thực thi trên bảng, thay đổi các thông báo và áp dụng các thay đổi. Tblaction chứa các hành động có thể được thực thi bởi chương trình mà tôi sẽ nói trong bước tiếp theo. Những hành động này là ví dụ: đo nhiệt độ, van điện từ kích hoạt tự động…

Bước 4: Lập trình

Bạn có thể tìm thấy tất cả các mã cần thiết trong kho lưu trữ Git của tôi. Kết thúc trước và kết thúc sau.

Chương trình này thực hiện tất cả các công việc kỹ thuật như: đọc dữ liệu cảm biến, kích hoạt thiết bị truyền động…

Trên đây, bạn có thể xem một số hình ảnh của trang web. Nó ở Hà Lan nhưng bạn

Bước 5: Xây dựng hình dạng cơ bản của khu vườn

Bước đầu tiên của việc thực hiện dự án vật lý là xây dựng lớp vỏ cơ bản của khu vườn. Bắt đầu với việc cưa một số tấm ván theo các kích thước sau:

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

Đầu tiên, ghép các tấm ván a trên cả hai mặt của tấm gỗ. Cách tốt nhất để gắn cái này đi theo bốn bước:

1. khoan lỗ trên bảng điều khiển nơi vít sẽ đi qua
2. sử dụng một mũi khoan liên kết ngược để tạo vị trí cho đầu vít đi vào
3. đặt một đường keo dán gỗ nơi tấm ván sẽ được gắn vào
4. đặt tấm ván lên keo và khoan vít qua các lỗ bạn đã khoan trước đó

5 con vít sẽ đủ để giữ ván a. Sau đó, bạn có thể làm tương tự với tấm ván b, mà tôi đã sử dụng 3 vít ở dưới cùng và 2 ở bên cạnh.

Bước 6: Xây dựng ngăn chứa nước

Đính kèm tấm ván e ở góc bạn có thể thấy trong hình bằng cách sử dụng phương pháp tôi đã giải thích ở bước trước. Bạn có thể dễ dàng làm điều này bằng cách sử dụng một mảnh gỗ và một con sò (xem hình thứ hai).

Để hỗ trợ tấm ván này, hãy làm một thanh gỗ nhỏ với các cạnh góc 45 độ ở trên và dưới. Để đảm bảo nó chạm sàn khi gắn nó vào tấm ván thẳng đứng, hãy vẽ một đường để nhìn thấy mặt trên như tôi làm trong hình thứ ba.

Tiếp theo, sử dụng một ít gỗ vụn để làm khung phù hợp với jerrycan mà bạn sử dụng. Gắn khung vào nền bằng keo dán gỗ. Khung tôi làm không hoàn toàn bằng phẳng nên tôi đã vặn chặt nó bằng hai con sò trong khi dán và để nó đặt qua đêm.

Cuối cùng, bạn sẽ cần gắn đường ống hình chữ L vào đáy của jerrycan và tạo một lỗ trên tấm ván đỡ jerrycan để đường ống có thể đi qua. Để gắn đường ống, tôi đã hàn một đoạn đường ống vừa vặn vào một tấm kim loại mà tôi đã gắn vào jerrycan bằng cách sử dụng keo đa năng Sikaflex. Ngoài ra, bạn có thể chỉ cần đẩy một đoạn ống vào lỗ bạn tạo trong jerrycan và đặt đủ keo đa năng lên nó để nó giữ nguyên vị trí. Bạn có thể tạo lỗ bên dưới jerrycan bằng một mũi cưa lỗ cho máy khoan cầm tay của mình.

Bước 7: Kết nối đường ống và ống

Trước khi kết nối bất kỳ đường ống nào, hãy gắn giấy bạc vào bên trong khu vườn của dự án. Tôi đã sửa nó ở bên ngoài dự án bằng một khẩu súng bấm ghim. Bạn có thể gấp các miếng góc để chúng vừa khít và cắt bỏ những phần có quá nhiều giấy bạc.

Sau khi hoàn thành, bạn có thể bắt đầu khoan 2 lỗ từ phần vườn đến phần quản lý ở độ cao khoảng 15 cm để ống tự đi vào vườn. Bạn có thể giảm số lượng mảnh vụn và khoan qua giấy bạc bằng cách cố định 2 miếng gỗ trên tấm ván và khoan qua chúng như trong hình trên. Bạn có thể đẩy hai ống qua các lỗ và kết nối chúng ở giữa phía sau tấm ván. Sau đó, bạn có thể khoan một số lỗ 2,5mm trên ống để nước chảy ra (và đừng quên khoan một lỗ ở phía trên của ống để nước có thể tiếp tục chảy trong khi van điện từ đóng).

Khoan hai lỗ (không đục hết) ở cuối vườn để gắn các đầu ống vào. Dán keo 2 miếng kim loại hình trụ vào mặt trong của các lỗ và đẩy phần cuối của các ống lên trên chúng.

Tiếp theo, bạn gắn một miếng gỗ vào tấm ván sàn cạnh bể chứa nước (như trong hình). Đây là nơi đặt van điện từ, vì vậy hãy kiểm tra vị trí của nó để đảm bảo rằng van điện từ của bạn vừa với nó. Trên đầu của miếng này, gắn một miếng kim loại hình chữ L nơi van điện từ sẽ được cố định vào.

Bước 8: Tích hợp Điện tử

Bắt đầu bằng cách tạo hình hai miếng gỗ. Một cho DHT11 và LDR, và một cho cảm biến độ ẩm của đất. Bạn có thể thấy những mảnh đó trong các hình ảnh trên. Đính kèm chúng như thể hiện trong hình ảnh.

Bạn có thể giấu dây của DHT11 và LDR bằng cách ghim một miếng giấy bạc lên trên chúng và chọc qua chúng. Khoan một lỗ để dây có thể đi qua.

Tiếp theo, để tạo lỗ cho màn hình LCD, hãy khoan hai lỗ trên hai đầu đường chéo của khoảng trống cho màn hình LCD và sử dụng cưa sắt để cưa ra một hình chữ nhật.

Bạn có thể đặt breadboard, Raspberry Pi và bộ pin 12V bên trong phía sau màn hình LCD ở góc (và sử dụng Velcro để giữ chúng xuống). Sau đó, bạn sử dụng một chiếc hộp nhựa, khoét 2 bên và đặt nó lên các thiết bị điện tử để che chắn chúng khỏi nước nhỏ giọt. Dán một miếng gỗ nhỏ trên tấm sàn bên cạnh hộp nhựa để giữ cho nó ở đúng vị trí.

Cuối cùng, hãy khoan một đường lỗ ngay dưới chiều cao của hộp nhựa để không khí nóng của Raspberry Pi có thể thoát ra ngoài.

Bước 9: Gắn bản lề

Điều duy nhất còn lại cần làm bây giờ là gắn hai tấm ván cuối cùng mà bạn đã cưa lúc đầu.

Đầu tiên, cưa góc dưới cùng bên phải của tấm ván ở bên. Đây là nơi cáp nguồn sẽ đi qua.

Sau đó, bạn có thể vặn các bản lề vào các tấm ván như trong hình trên.

Bước 10: Kết thúc

Nếu bạn quyết định tự mình thực hiện dự án này, hãy cho tôi biết trong phần bình luận (:

Cảm ơn vì đã đọc.