UWaiPi - Hệ thống tưới cây tự động theo thời gian: 11 bước (có hình ảnh)

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

Chào bạn! Bạn quên tưới cây vào buổi sáng hôm nay? Bạn đang lên kế hoạch cho một kỳ nghỉ nhưng nghĩ rằng ai sẽ tưới cây? Vâng, nếu câu trả lời của bạn là Có, thì tôi có giải pháp cho vấn đề của bạn.

Tôi thực sự vui mừng được giới thiệu uWaiPi - Hệ thống tưới cây tự động Time Drive. Đó là một hệ thống đơn giản mà bạn có thể thực hiện có thể giúp bạn quên đi nhiệm vụ tưới cây hàng ngày.

uWaiPi hoạt động trên Raspberry Pi. Với ít kiến thức về lập trình Raspberry Pi và kỹ năng vừa phải về điện tử, bạn sẽ có thể xây dựng hệ thống tại nhà của mình trong vòng 3-4 ngày.

Bước 1: Danh sách bộ phận

Các mục sau đây là bắt buộc để xây dựng uWaiPi.

• Raspberry Pi (phiên bản 2, 3 hoặc Zero) được cài đặt Raspbian mới nhất
• Bộ chuyển đổi USB WIFI mini (không bắt buộc đối với Raspberry Pi 3)
• Mô-đun LCD 16x2
• M111 I2C IIC mô-đun bảng giao diện nối tiếp
• Công tắc đẩy tạm thời (3)
• Bộ đổi nguồn 5 V 2 Amp
• Máy bơm chìm động cơ không chổi than nhỏ 3-6 V 120 lít / giờ
• Dây dài
• Vỏ bọc PVC (180x100x50 mm)
• Ống tưới và phụ kiện

Các thành phần điện tử sau đây là cần thiết để xây dựng mạch.

• Điện trở - 1 K Ohm (2)
• Điện trở - 1,5 K Ohm (3)
• Điện trở - 10 K Ohm (3)
• Bóng bán dẫn - 2N 2222 (2)
• Diode - IN 4001 (1)
• Tụ điện - 0,1 uF 10 V (3)
• Tụ điện - 1 uF10 V (2)
• Tụ gốm - 1 nF (1)
• Tụ gốm - 10 nF (1)
• Bảng vero
• Chân tiêu đề nam
• Ghim tiêu đề nữ
• Dây nhảy

Bước 2: Thiết lập Raspberry Pi

uWaiPi hoạt động trên Raspberry Pi. Nó đã được thử nghiệm với các phiên bản sau của Raspberry Pi:

1. Raspberry Pi 2 Model B
2. Raspberry Pi 3
3. Raspberry Pi Zero

Bạn cần có bộ điều hợp USB WIFI Mini để kết nối Raspberry Pi (ngoại trừ Model 3) với internet.

Bạn có thể tải xuống phiên bản Raspbian mới nhất từ đây và cài đặt trên Raspberry Pi của mình. Bạn sẽ tìm thấy nhiều tài nguyên trực tuyến về cách cài đặt và cấu hình Raspbian trên Raspberry Pi.

Bước 3: Xây dựng bảng mạch

Bảng mạch chính

Bảng này chứa các mạch để điều khiển:

1. các chân GPIO với các nút
2. đèn nền của màn hình LCD
3. máy bơm

Bảng mạch hiển thị LCD

Bo mạch này chứa một loạt các tụ điện để lọc bất kỳ tiếng ồn không mong muốn nào của chúng ta và các xung đột biến điện áp cho các tín hiệu LCD I2C.

Bạn có thể tham khảo sơ đồ đính kèm để thiết kế bảng mạch. Bạn có thể tốn ít công sức hơn và tạo một PCB tùy chỉnh để xây dựng mạch của mình. Sơ đồ thiết kế bảng mạch (định dạng fritzing) có thể tải xuống từ Git.

Bước 4: Kết nối các mô-đun

Sau khi các bảng mạch được xây dựng, các mô-đun có thể được kết nối thông qua dây dẫn. Tôi không muốn hàn dây để có thể tháo dỡ chúng dễ dàng. Vì vậy, tôi đã sử dụng chân bảng nam / nữ và dây jumper để thay thế.

Đầu tiên, tôi hàn 16 chân tiêu đề cái trên mô-đun LCD và 16 chân đực trên mô-đun I2C và gắn mô-đun I2C trực tiếp ở mặt sau của mô-đun màn hình LCD. Sau đó, tương tự, tôi gắn bảng mạch hiển thị LCD tùy chỉnh của mình trên mô-đun I2C. Kết nối phải như sau:

DB5 -> I2C SCL

DB6 -> I2C SDA

DB7 -> I2C VCC

DB8 -> I2C GND

Sau đó, tôi kết nối mô-đun hiển thị với Raspberry Pi như bên dưới:

DB1 -> GPIO 5

DB2 -> GPIO 3

DB3 -> GPIO 4

DB4 -> GPIO 9

Sau đó, tôi kết nối bảng mạch chính với Raspberry Pi và mô-đun hiển thị như bên dưới:

CB1 -> GPIO 2 (5 V)

CB2 -> GPIO 7

CB3 -> GPIO 14 (GND)

CB4 -> GPIO 6 (GND)

CB5 -> GPIO 1 (3,3 V)

CB6 -> Nút kiểm tra

CB7 -> Nút kiểm tra

CB8 -> Nút Chạy Adhoc

CB9 -> Nút Chạy Adhoc

CB10 -> Bỏ qua nút Tiếp theo

CB11 -> Bỏ qua nút Tiếp theo

CB12 -> Máy bơm nước

CB13 -> Máy bơm nước

CB14 -> I2C LED1

CB15 -> I2C LED2

CB16 -> GPIO 12

CB17 -> GPIO 11

CB18 -> GPIO 13

CB19 -> GPIO 15

Bước 5: Đóng gói

Khi bạn kiểm tra kỹ kết nối, bước tiếp theo là đặt mọi thứ vào một chiếc hộp. Tôi đã sử dụng một bao vây PVC màu trắng, loại khá lớn hơn mức tôi cần. Bạn có thể chọn hộp với kích thước phù hợp. Tôi khoét một khe cho màn hình, 3 lỗ lớn cho các nút ở phía trước, và 2 lỗ nhỏ hơn cho đường ra và dây nguồn. Tôi đã đặt các miếng đệm bằng nhựa bên trong hộp và cố định bảng mạch và Raspberry Pi bằng vít. Tôi đã kết nối màn hình LCD với sự trợ giúp của keo nóng. Tôi siết chặt các dây dẫn vào hộp và cuối cùng đóng nó lại với sự trợ giúp của vít. Tôi in nhãn và dán chúng lên hộp bằng keo dính. Tôi khá hài lòng với vẻ ngoài gọn gàng và sạch sẽ của bao vây.

Bước 6: Cài đặt

Sau khi các thành phần được đóng gói trong hộp, bạn có thể kết nối với Raspberry Pi thông qua kết nối SSH qua wifi. Bạn có thể tải xuống phiên bản mới nhất của ứng dụng từ Git. Tôi đã ghi lại các bước cài đặt chi tiết trong tệp Readme. Chỉ cần làm theo hướng dẫn trên màn hình để hoàn tất cài đặt. Xin lưu ý rằng bạn cần có đặc quyền root trên Raspberry Pi để có thể thực hiện cài đặt. Sau khi hoàn tất, vui lòng khởi động lại Raspberry Pi của bạn và bạn đã sẵn sàng.

Xin lưu ý rằng bạn cần cung cấp lịch trình và thời lượng trong quá trình cài đặt. Bạn có thể thiết lập nhiều lịch trình. Hệ thống sẽ kích hoạt máy bơm theo lịch trình của bạn và tưới cây.

Bước 7: Đóng gói cuối cùng

Khi mọi thứ đã hoàn tất, bạn có thể kết nối máy bơm với đường ra và cấp nguồn cho hệ thống. Sẽ mất khoảng 30 - 40 giây để khởi động và tự động khởi chạy ứng dụng. Bạn có thể cần một dây nối dài để đặt máy bơm gần cây của bạn. Máy bơm có thể được đặt chìm trong một xô nước và kết nối với đường ống.

Bước 8: Đặt đường ống

Đây là bước khó khăn nhất theo quan điểm của tôi. Tôi đã mua một bộ tưới tự làm từ Ebay có tất cả các thành phần cần thiết để lắp đặt đường ống. Tôi đã sử dụng một ống nhỏ giọt lớn 12 mm cho kết nối nước chính và các ống nhỏ hơn 4 mm cho các nhánh. Tất cả các nhánh đều được gắn các đầu nối siêu nhỏ để tôi có thể kiểm soát lưu lượng nước cho bất kỳ loại cây cụ thể nào. Mất gần 4 giờ cho các phép đo, cắt ống, nối chúng và đặt đường ống. Tôi đã sử dụng một ống nhựa nhỏ để kết nối đầu ra của máy bơm với đường ống. Máy bơm nước của tôi đủ mạnh để cung cấp đủ nước cho 16 nhà máy. Ban công nhà tôi không có vòi nước nên tôi phải dùng xô để đựng nước. Một xô lớn có thể tưới cây 2 lần một ngày trong 2 tuần - điều này khá tốt và đáng tin cậy cho bất kỳ chuyến đi dài nào.

Bước 9: Và bạn đã hoàn tất

Vâng, đó là nó. Tôi giữ hộp mạch của mình bên trong phòng và sử dụng một dây nối dài để kết nối uWaiPi với máy bơm. Bây giờ chỉ cần bật nó lên và đợi trong vòng 30 - 40 giây để ứng dụng được tải. uWaiPi sẽ chăm sóc việc tưới cây của bạn dựa trên lịch trình của bạn. Vì vậy, bây giờ bạn có thể đi nghỉ dài ngày mà không cần lo lắng về cây trồng của bạn.

Bước 10: Sử dụng hệ thống

Trong quá trình cài đặt, nếu bạn đã bật tính năng tự động khởi động lại, ứng dụng sẽ tự động khởi động khi khởi động Raspberry Pi. Nó sẽ tuân theo lịch trình và thời lượng do bạn định cấu hình.

Hệ thống có thể được điều khiển bằng các nút. Bạn có thể tưới cây bất cứ lúc nào tùy ý hoặc bỏ qua các lịch trình tiếp theo. Hệ thống sẽ xử lý mọi lịch trình bị bỏ lỡ và tưới cây bất cứ khi nào được bật.

Bạn cũng có thể bật các tính năng email trong quá trình cài đặt. Khi bật tính năng email, bạn sẽ nhận được thông báo từ hệ thống khi tưới cây. Bạn cũng có thể kiểm soát hệ thống (chạy adhoc hoặc bỏ qua thực thi) bằng cách gửi các lệnh đơn giản qua email.

Bước 11: Cảm ơn bạn

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bạn nếu bạn đã liên hệ cho đến nay và có kế hoạch xây dựng hoặc đã xây dựng hệ thống của tôi. Hãy cho tôi biết phản hồi và đề xuất có giá trị của bạn. Tôi có thể truy cập được tại [email protected].

Ujjal Dey

ujjaldey.in/