MAG (Nhà kính tự động thu nhỏ): 9 bước

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

Mẹ tôi hầu hết thời gian khá bận rộn. Vì vậy, tôi muốn giúp cô ấy bằng cách tự động hóa nhà kính của cô ấy. Bằng cách này, cô ấy có thể tiết kiệm một chút thời gian vì cô ấy sẽ không cần phải tưới cây.

Tôi sẽ có thể đạt được điều này với MAG (Khu vườn tự động thu nhỏ). Như trong tên gọi, MAG là một dự án thu nhỏ có thể được mở rộng cho các nhà kính lớn hơn. MAG là một hệ thống giám sát làm vườn tự động đọc và gửi dữ liệu của các cảm biến khác nhau đến một máy chủ web chạy trên Raspberry Pi. Người dùng sẽ có thể theo dõi cây trồng của họ trên một trang web. Khái niệm này đang được phát triển như một dự án cuối cùng trong năm đầu tiên của công nghệ truyền thông và đa phương tiện, tại Howest Kortrijk, Bỉ.

Bước 1: Vật liệu

Để xây dựng dự án này, bạn sẽ cần những vật dụng sau:

Thiết bị điện tử:

1. Raspberry pi 4 - kit2. Raspberry pi T-cobbler3. Bảng mạch 4. Đầu nối nam-nam5. Đầu nối nam-nữ6. LM35 (cảm biến nhiệt độ) 7. 4x Cảm biến độ ẩm8. DHT119. MCP300810. Chiết áp (để điều khiển, không cần thiết) 11. Màn hình LCD của SunFounder12. 4x Đầu phun nước không chổi than 12V13. Ống nước14. Bộ chuyển đổi 12V15. 4x Rơ le 5V

Vỏ bọc:

1. Thủy cung2. Ván gỗ3. Thanh sắt tròn đặc4. Móng tay5. Vít6. Aquaplan Roofprimer

Công cụ:

1. Búa2. Cưa 3. Tuốc nơ vít4. Máy khoan5. Woodfile6. Súng bắn keo7. Chổi quét sơn8. Máy hàn9. Thiết bị hàn

Trong tệp Pdf bên dưới, bạn có thể xem bảng giá đầy đủ với các liên kết đến các bộ phận.

Bước 2: Làm nhà kính

Trong các hình ảnh được cung cấp, bạn sẽ tìm thấy phép đo cần thiết cho các bảng. Đầu tiên, bạn sẽ tìm thấy các hình ảnh có số đo, trên đó bạn sẽ tìm thấy một con số (bên dưới này sẽ có thêm thông tin với số tương ứng). Ngoài ra còn có một số hình ảnh được cung cấp về cách nó sẽ trông như thế nào.

Các số từ 1 đến 4 dành cho vỏ và khi bạn đã cắt chúng ra, bạn có thể gắn chúng lại với nhau bằng cách đóng đinh vào các lỗ.

Bảng phụ, số 5 + 6, là một cái nắp mà bạn có thể đặt phía trên ngăn cho số pi.

Ghi chú:

Tâm của các lỗ trên tất cả các tấm ván cách mép 0,8cm (Đường màu xám, xem hình có số một là tài liệu tham khảo). Các lỗ được khoan bằng bu lông 2mm cho gỗ.

1.: Đây là tấm dưới cùng. Ở phía bên trái bạn có 64 cm giữa 2 lỗ. Điều này tính cho khoảng cách giữa các lỗ và các cạnh ở cả bên trái và bên phải. Tấm bảng trên có hình vuông 2cm x 2cm với mục đích để dây cáp điện đi qua. Tấm ván dưới cùng được cắt 8cm x 2,5cm để đặt màn hình LCD.

2.: Đây là những cạnh dài nhất và bạn sẽ cần 2 trong số những tấm ván này. Trên đầu bạn có 2 miếng cắt 3mm x 10mm. Điều này sẽ được sử dụng sau này để định tuyến cáp cảm biến độ ẩm.

3.: Đây là những cạnh ngắn nhất và bạn sẽ cần 4 tấm ván trong số này.

4.: Đây là giao điểm cho thùng chứa thực vật, bạn sẽ cần 2 trong số các tấm ván này. Bạn sẽ cần loại bỏ mảnh màu trắng như hình để có thể trượt 2 mảnh này với nhau

Bước 3: Hoàn thiện Vỏ nhà kính

Bây giờ mọi thứ đã được gắn kết với nhau, chúng tôi sẽ đảm bảo rằng các ngăn cho cây không thấm nước. Chúng tôi làm điều này để đảm bảo không có nước nào có thể bị rò rỉ, đề phòng trường hợp. Với cọ vẽ sơn các ngăn, nếu muốn bạn có thể thêm lớp thứ hai khi nó khô.

Tiếp theo là hàn các thanh kim loại lại với nhau ở giữa để chúng ta kết thúc bằng một chữ thập. Chúng tôi sẽ đặt khung kim loại này vào vỏ sau khi khoan 4 lỗ, mỗi đầu 1 lỗ như trên hình. Đảm bảo khi bạn đặt nó vào thì cả 4 mặt đều nhau.

Cuối cùng, chúng tôi sẽ tạo một khía ở mỗi bên của ngăn. Làm nó để ống nước có thể nằm gọn trong đó. Thêm một ít miếng gỗ lên trên để giữ cố định. Đảm bảo khi dán miếng gỗ này bạn vẫn có thể tháo ống nước ra dễ dàng và lắp lại vào nếu cần.

Bước 4: Phần mềm trên Raspberry Pi

Để mã của tôi hoạt động (tôi sẽ liên kết bên dưới), bạn sẽ cần cài đặt một số gói và thư viện. Điều đầu tiên cần thiết là bạn phải cập nhật số Pi của mình.

Đầu tiên, hãy cập nhật danh sách gói hệ thống của bạn bằng cách nhập lệnh sau: sudo apt-get update.

Nâng cấp tất cả các gói đã cài đặt của bạn lên phiên bản mới nhất của chúng bằng lệnh sau: sudo apt-get dist-upgrade.

Nếu hệ thống không yêu cầu khởi động lại, hãy thực hiện 'khởi động lại sudo'. Điều này là để đảm bảo rằng mọi thứ đã được thiết lập chính xác.

Sau khi bạn đã cài đặt các gói, bạn sẽ cần cài đặt một số thư viện:

• sudo pip3 install - nâng cấp setuptools
• sudo apt-get install python3-flask
• sudo pip cài đặt -U bình-cors
• sudo pip cài đặt flask-socketio
• sudo apt-get install rpi.gpio
• sudo pip3 cài đặt Adafruit_DHT

Khi bạn hoàn tất, hãy thực hiện 'khởi động lại sudo'.

Bước 5: Tạo mạch

Trong bước 2, chúng ta sẽ tạo mạch cho dự án này. Đây là mức tối thiểu tuyệt đối bạn cần nếu bạn muốn nó hoạt động. Sử dụng bảng fritzing và sơ đồ để tạo một bản sao của mạch điện. Đây là nơi bạn cần tất cả các vật liệu điện từ bước 1.

Thông tin về mạch:

Chúng tôi có 5 cảm biến được kết nối với MCP3008 là lm35 cho nhiệt độ bên trong và 4 cảm biến độ ẩm của đất. DHT11 cho nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài và cuối cùng là công tắc phao nước để kiểm tra xem có đủ nước trong bình chứa hay không.

Cảm biến độ ẩm của đất có đầu ra tương tự và sử dụng chân cắm GPIO trên Raspberry Pi.

Phụ:

Tôi cũng đã triển khai màn hình LCD giúp bạn kết nối với Raspberry Pi sau này dễ dàng hơn mà không cần phải kết nối với máy tính xách tay của bạn. Điều này là không cần thiết nhưng nó rất được đề xuất.

Trước khi hàn tất cả lại với nhau, tôi đã sử dụng breadboard để liên kết mọi thứ với nhau và kiểm tra các cảm biến để đảm bảo mọi thứ hoạt động.

Bước 6: Tạo cơ sở dữ liệu

Điều rất quan trọng là phải lưu trữ dữ liệu của bạn từ các cảm biến một cách có tổ chức nhưng cũng an toàn. Đây là lý do tại sao tôi quyết định lưu trữ dữ liệu của mình trong cơ sở dữ liệu. Bằng cách này, chỉ tôi mới có thể truy cập cơ sở dữ liệu này (bằng tài khoản cá nhân) và giữ cho nó có tổ chức. Trong hình trên, bạn có thể tìm thấy sơ đồ ERD của tôi.

Bạn có thể xem sơ đồ ERD của tôi ở trên, tôi cũng sẽ liên kết một tệp kết xuất để bạn có thể nhập cơ sở dữ liệu cho chính mình. Với cơ sở dữ liệu này, bạn sẽ có thể hiển thị nhiều thứ như:

• Nhiệt độ gần và trên cây
• Độ ẩm gần cây
• Độ ẩm mặt đất của từng loại cây
• Xem liệu máy bơm có hoạt động cho nhà máy hay không
• Vân vân..

Đính kèm với bước này, bạn có thể tìm thấy kết xuất Mysql của tôi. Vì vậy, bạn có thể dễ dàng nhập nó. Lấy kết xuất Mysql.

Bước 7: Trang web

Tôi muốn có thể theo dõi các loài thực vật vì vậy tôi đã tạo một trang web để hiển thị cho tôi dữ liệu này. Thông qua trang web, bạn sẽ có thể kiểm tra các nhà máy, cũng như bật / tắt máy bơm riêng biệt.

Trong khi Pi khởi động, nó sẽ bắt đầu chạy tập lệnh python của tôi. Điều này sẽ được chăm sóc để đưa dữ liệu hiển thị trên trang web. Theo tập lệnh, pi sẽ đọc dữ liệu từ các cảm biến mỗi giờ chính xác và đưa chúng vào cơ sở dữ liệu. Trang web cũng đáp ứng để có thể mở trên thiết bị di động.

Mã của tôi có thể được tìm thấy trên github ngay tại đây.

Bước 8: Viết chương trình phụ trợ

Bây giờ là lúc để đảm bảo tất cả các thành phần hoạt động ở đó. Vì vậy, tôi đã viết một số mã bằng python và triển khai nó trên raspberry pi. Bạn có thể tìm thấy mã của tôi trên Github.

Để lập trình mã, tôi đã sử dụng Visual Studio Code. Mã được viết bằng html, CSS, javascript và python (Flask)

Bước 9: Đặt mọi thứ vào trong hộp

Khi bạn đã hoàn thành tất cả các bước thành công, bạn có thể bắt đầu đặt mọi thứ trong trường hợp. Để làm như vậy, tôi thực sự khuyên bạn nên hàn các thành phần của mình lại với nhau để chúng không thể bị ngắt kết nối một cách ngẫu nhiên.

Tôi dán các rơ le trên một miếng gỗ để chúng không bị treo khi ở trong trường hợp. Tôi cũng dán các máy bơm vào hồ chứa để chúng không bị mất. Tôi cũng khuyên bạn nên dán cảm biến DHT11 lên trên khung.