Plantagotchi! Máy trồng cây thông minh: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Plantagotchi chết nên cây của bạn không cần phải trồng.

Gần đây tôi đã trở thành chủ sở hữu tự hào của một ngôi nhà mới (tên là Chester) và tôi thực sự muốn nó có một cuộc sống lâu dài và khỏe mạnh. Thật không may, tôi không có ngón tay cái màu xanh lá cây. Tôi ngay lập tức bị thuyết phục rằng tôi sẽ đưa Chester xuống mồ sớm nếu tôi không được giúp đỡ. Anh ấy đã hơi buồn trông khi tôi có được anh ấy.

Đây là cách tôi nghĩ ra Plantagotchi - một chiếc chậu trồng cây thông minh cho phép bạn biết khi nào bạn là một phụ huynh thực vật lơ là. Plantagotchi biến cây trồng của bạn thành một người máy đưa ra phản hồi khi nhu cầu của nó không được đáp ứng. Nếu nó không nhận đủ ánh sáng mặt trời hoặc nước, nó sẽ chết (mắt nó chuyển sang Xs). Điều này cho phép bạn chuẩn bị cho cây của mình trước khi quá muộn!

Lưu ý: đây là mục nhập vào Thử thách Planter & Tôi đã sử dụng Tinkercad trong thiết kế của mình.

Bước 1: Cảm hứng thiết kế và chức năng

Trong khi mơ về Plantagotchi, tôi đã tưởng tượng ra sự lai tạo giữa Tamagotchi (vật nuôi kỹ thuật số từ những năm 90 không thể giữ được sự sống) và Anana (một quả dứa nhân hình từ chương trình giáo dục Canada Pháp kinh phí thấp những năm 80 - Téléfrancais!)

Ở mức cơ bản nhất, tôi hiểu rằng cây của tôi cần hai thứ để tồn tại: Nước và Ánh sáng. Theo đó, Plantagotchi có một cảm biến nước và một cảm biến ánh sáng. Nếu cây không nhận được ánh sáng trong một thời gian dài, hoặc nếu nước của nó cạn kiệt, mắt của Plantagotchi sẽ chuyển sang Xs.

Vào ban ngày, đôi mắt của Plantagotchi nhìn quanh phòng. Khi trời tối, nó sẽ tắt chúng (xem video trong phần giới thiệu). Điều này mang lại cho nó một chút cá tính!

Bước 2: Thu thập nguồn cung cấp

Đây không phải là một dự án khó; tuy nhiên, tôi không khuyên bạn nên sử dụng nó cho người mới bắt đầu tuyệt đối vì những lý do sau:

• Bạn cần hàn các màn hình TFT
• Bạn cần cảm thấy thoải mái khi cài đặt và khắc phục sự cố thư viện Arduino
• Nếu bạn muốn tùy chỉnh thiết kế mắt, bạn cần chạy một chương trình Python trong dòng lệnh.

… Nếu tất cả những điều này nghe có vẻ ổn - chúng ta hãy bắt đầu !!

Đôi mắt dựa trên một hướng dẫn tuyệt vời của Adafruit: Mắt hoạt hình điện tử sử dụng Teensy. Tôi đã thực hiện các sửa đổi để tùy chỉnh dự án này, nhưng hướng dẫn ban đầu có rất nhiều tài nguyên tuyệt vời và các mẹo khắc phục sự cố trong trường hợp màn hình không hoạt động bình thường.

Nguồn cung cấp cho mắt và cảm biến:

1. 2 màn hình TFT nhỏ
2. Bộ vi điều khiển Teensy 3.1 hoặc 3.2
3. Dây điện
4. Điện trở quang
5. Điện trở 10K Ohm
6. 2 đinh nhỏ mạ kẽm
7. 2 Clip cá sấu (tùy chọn)
8. Một chút bọt biển
9. Breadboard
10. Máy cắt dây
11. Băng thợ điện
12. Vỏ in 3D cho mắt

Nguồn cung cấp cho hàn

1. Hàn sắt
2. Hàn
3. Bấc hàn (trong trường hợp bạn làm sai)

Nguồn cung cấp cho người trồng:

1. Hộp cà phê lớn
2. Hộp kẹo cứng để chứa bộ vi điều khiển (tôi đã sử dụng một gói kẹo bạc hà Excel)
3. Sơn acrylic
4. Cọ sơn
5. Cây kéo
6. Đinh & búa để đục lỗ
7. Băng che (tùy chọn - không có trong hình)
8. Hộp nước trái cây (tùy chọn - không có trong hình)
9. Súng bắn keo (tùy chọn)
10. Giấy thiếc để trang trí (tùy chọn - không có trong hình)

Bước 3: Bắt mắt hoạt động

Như đã đề cập trước đó, tôi đã làm theo hướng dẫn Adafruit này để thiết lập mắt ban đầu.

Hướng dẫn Adafruit có nhiều hướng dẫn chuyên sâu hơn tôi có không gian để trình bày ở đây. Tôi sẽ tóm tắt các hướng dẫn chung, và nêu bật những thử thách mà tôi đã trải qua.

1. Hàn dây vào màn hình. Bạn sẽ cần kết nối dây với các chân sau:

• VIN
• GND
• SCK
• SI
• TCS
• RST
• D / D

Thử thách - Tôi đã hàn các tiêu đề vào màn hình của mình ngay lập tức để tạo breadboard, nhưng sau đó chúng sẽ không vừa với vỏ máy in 3D. Điều này có nghĩa là tôi phải loại bỏ chúng và hàn lại trên dây. Bỏ qua sự thất vọng này bằng cách sử dụng dây thay vì tiêu đề ngay từ đầu.

2) Cài đặt thư viện Teensyduino libraryChallenge - không để trình cài đặt bao gồm bất kỳ thư viện Adafruit nào khi bạn thực hiện quá trình thiết lập. Các thư viện này đã lỗi thời và sẽ khiến mã của bạn gặp lỗi.

3) Kiểm tra TeensyUpload một bản phác thảo nhấp nháy đơn giản để xem cài đặt Teensyduino của bạn có thành công hay không.

4) Cài đặt thư viện đồ họa trong Arduino IDEBạn sẽ cần thư viện Adafruit_GFX và thư viện Adafruit_ST7735

5) Kết nối màn hình với Teensy bằng breadboard Kết nối dây của bạn như sau với Teensy (nhấp vào đây để xem bản đồ về các chân của Teensy)

• VIN - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS - Chân 9 (mắt trái), hoặc 10 (mắt phải)
• RST - Pin 8
• D / C - Chốt 7

6) Tải tệp "đôi mắt kỳ lạ" lên Teensy Tốt nhất là bắt đầu với mã gốc từ Hướng dẫn Adafruit, thay vì phiên bản đã sửa đổi của tôi, vì tôi có thể chỉ hiển thị X thay vì mắt khi không có cảm biến.

Thử thách -Breadboarding với màn hình TFT có thể là một khó khăn vì chúng rất nhạy cảm. Nếu những sợi dây chưa bán được lắc lư, tôi sẽ kết thúc với màn hình trắng cho đến khi tôi tải lại bản phác thảo. Việc hàn các kết nối đã khắc phục thách thức này cho tôi.

Bước 4: Tùy chỉnh thiết kế mắt

Đôi mắt mặc định đi kèm với thư viện này rất thực tế. Tuy nhiên, họ cảm thấy quá rùng rợn đối với dự án này - tôi muốn một thứ gì đó giống như một con mắt của googly hơn.

Để tạo mắt tùy chỉnh của riêng bạn, hãy sửa đổi các tệp-p.webp

Đây là lệnh bạn sẽ cần chạy để tạo bitmap mới (lưu ý rằng bạn yêu cầu Python * và một số gói bao gồm PImage để điều này chạy đúng cách).

python tablegen.py defaultEye / sclera.png defaultEye / iris.png defaultEye / upper.png defaultEye / Lower.png 80> defaultEye.h

Khi bạn chạy tập lệnh, một tệp.h mới sẽ xuất hiện. Chỉ cần kéo tệp này vào cùng thư mục với tệp uncannyEyes.ino, sau đó sửa đổi #include sectio trong mã Arduino để nó biết tìm tệp.h mới được tạo của bạn. Khi bạn tải mã lên Teensy, màn hình của bạn sẽ hiển thị thiết kế mắt hoàn toàn mới của bạn.

* Lưu ý rằng tệp tablegen.py từ hướng dẫn Adafruit chỉ hoạt động trên Python 2. Phiên bản tôi đã tải lên ở trên hoạt động với Python 3.

Bước 5: In 3D

Tôi chưa bao giờ in 3D trước đây, vì vậy điều này rất thú vị!

Ban đầu, tôi muốn in toàn bộ một cái nồi với các chi tiết cắt cho mắt và vi điều khiển, nhưng tôi không chắc về hậu cần của việc in thứ gì đó ở kích thước này. Thay vào đó, tôi quyết định bắt đầu nhỏ bằng cách sử dụng phiên bản sửa đổi của vỏ in 3D được cung cấp trong hướng dẫn Adafruit. Nó rẻ hơn khi in và có thể được sử dụng lại trong các dự án khác trong tương lai.

Tôi cho rằng tùy chỉnh vỏ máy in 3D sẽ là phần khó nhất của dự án này, nhưng hóa ra lại dễ dàng một cách kỳ lạ. Tôi đã sử dụng Tinkercad và quá trình giới thiệu chỉ mất vài phút.

Sau khi chơi xung quanh trong vài phút, tạo ra các thiết kế điên rồ (cho các dự án trong tương lai). Tôi đã tải lên tệp.stl từ Adafruit, và sau đó thêm tiền cọc để giúp nó đứng vững. Tôi chỉ cần kéo và thả một hình chữ nhật vào thiết kế và thay đổi kích thước. Dễ! Nó đã sẵn sàng để in ngay lập tức.

Tuy nhiên, quá trình này không hoàn toàn không có lỗi của con người - tôi đã vô tình gửi nhầm tệp đến cửa hàng in và kết quả là chỉ có các mảnh "mặt trước" (hai có bao gồm cọc hình chữ nhật, hai không có) và không có mảnh nào đóng lại. Mặc dù vậy, điều này đã hoạt động tốt, các mảnh bổ sung phía trước có thể tăng gấp đôi như một mặt sau và lỗ cực lớn giúp cho việc luồn dây qua dễ dàng hơn (một chiến thắng tình cờ!)

Thiết kế in 3d từ Adafruit cũng có không gian để bao gồm một hạt nhựa tròn ở trên để làm cho mắt trông thật hơn. Sau khi in, tôi quyết định rằng tôi không muốn đưa nó vào vì nó nằm trên một thung lũng kỳ lạ, vì vậy tôi đã che những khoảng trống còn sót lại này ở bên cạnh màn hình bằng băng keo của thợ điện. Băng cũng giúp giữ cho các thành phần của tôi được bảo vệ khỏi độ ẩm. Phải thừa nhận rằng băng dính của thợ điện không phải là một giải pháp lâu dài. Nếu tôi làm lại dự án này, tôi sẽ sửa đổi các thành phần 3D của mình để phù hợp hơn với thiết kế của tôi.

Tôi đã đính kèm phiên bản vỏ 3D đã sửa đổi của mình bên dưới. Bản gốc có thể được tìm thấy tại liên kết này.

Bước 6: Thêm cảm biến và lắp bộ vi điều khiển

Cảm biến ánh sáng

Tôi đã làm theo một sơ đồ từ trang web của Adafruit để kết nối điện trở quang với chân A3 trên vi điều khiển.

Trong mã, khi giá trị cảm biến quang điện trở dưới ngưỡng, Plantagotchi sẽ chuyển sang chế độ ngủ. Nó nhắm mắt lại và một bộ đếm thời gian bắt đầu. Nếu bộ đếm thời gian tiếp tục trong 24 giờ mà không bị gián đoạn, mắt của Plantagotchi chuyển sang Xs để cho biết rằng nó cần một chút ánh sáng.

Lưu ý: thực vật cần ánh sáng tự nhiên để phát triển mạnh, nhưng Điện trở quang nhạy cảm với cả ánh sáng tự nhiên và nhân tạo. Do đó, điều quan trọng là phải đặt Plantagotchi sao cho cảm biến này không hướng về phía nguồn sáng trong nhà.

Cảm biến nước

Tôi đọc được rằng cảm biến nước dễ bị rỉ sét, vì vậy tôi quyết định đi siêu tự làm cho cái này để có thể dễ dàng thay thế nó. Tôi đã gắn các kẹp cá sấu vào hai dây và kết nối một dây với đất, và dây kia vào chân A0. Nếu A0 không được kết nối với đất, nó thường nhận các giá trị khoảng 50-150, khi tôi kết nối nó với đất, các giá trị sẽ giảm xuống 1. Tôi đã sử dụng cá sấu để giữ vào hai chiếc đinh mạ kẽm, mà tôi đã gắn chặt với nhau bằng cách sử dụng một miếng bọt biển. Thứ tự như sau:

(Mặt đất ----- Nail1 [mắc kẹt trong miếng bọt biển] Nail2 <------ A0)

Bromeliads trữ nước trong các cốc hình thành ở phần gốc của lá (xem ảnh). Khi miếng bọt biển bị ướt do nước trong các cốc này, hai dây duy trì kết nối và giá trị cảm biến A0 vẫn ở mức thấp. Tuy nhiên, khi miếng bọt biển khô, kết nối bị hỏng và giá trị đầu vào tăng đột biến. Điều này kích hoạt mắt của Plantagotchi chuyển sang Xs.

Thành phần nhà ở

Để bảo vệ các thành phần của mình, tôi đã sử dụng một gói bạc hà hoàn toàn phù hợp với lứa tuổi thanh thiếu niên của mình, nó thậm chí còn có nắp với một lỗ có kích thước phù hợp với dây. Tôi quấn gói hàng bằng băng dính điện để nó trông giống với mắt.

Cuối cùng, tôi cũng quấn các dây cảm biến bằng băng dính đen vì nó giữ các dây lại với nhau và giúp chúng di chuyển dễ dàng hơn. Nếu tôi thực hiện lại dự án này, tôi chắc chắn sẽ đầu tư vào một số Heat Shrink và ít dựa vào băng..

Bước 7: Trang trí nồi & thêm điểm cho bộ vi điều khiển

Phải thừa nhận rằng tôi đã chi nhiều tiền hơn cho các thành phần và in 3d, tôi muốn làm cho cái nồi càng rẻ càng tốt.

Tôi đã tái chế một hộp thiếc cà phê hoàn toàn phù hợp với kích thước của chậu cây của tôi (mặc dù, tôi phải đập mạnh môi xuống một chút để nó có thể vừa vặn bên trong). Trước khi trang trí cái chậu, tôi đã đóng đinh một số lỗ ở đáy để phòng trường hợp nó bị ngập quá mức.

Vì tôi muốn giữ phần nào thiết bị điện tử của mình nên loại bỏ chậu cây (nước + điện tử = không phải lúc nào cũng là một ý tưởng tuyệt vời), tôi cắt một hộp đựng nước trái cây và dán nó vào mặt sau của lon để giữ các linh kiện. Điều này giúp chúng luôn khô ráo và cho phép tôi tháo chúng ra dễ dàng khi cần thiết.

Tôi không thích cách hộp nước trái cây nhô ra ở phía sau, vì vậy tôi đã sử dụng băng dính để tạo hình dạng cho nó một chút. Tiếp theo, tôi sơn toàn bộ bằng sơn acrylic. Để trang trí, tôi để lại một dải bạc trên hộp thiếc và bắt chước điều này trên hộp nước trái cây bằng một dải giấy thiếc nhỏ. Cuối cùng, tôi thêm một sọc bằng băng keo đen của thợ điện… bởi vì tại sao không!

Bước 8: Kết hợp nó lại với nhau và các bước tiếp theo

Giải nhất trong Thử thách người trồng cây