Hệ thống vườn tự động được xây dựng trên Raspberry Pi cho Ngoài trời hoặc Trong nhà - MudPi: 16 Bước (Có Hình ảnh)

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

Bạn thích làm vườn nhưng không thể tìm thấy thời gian để duy trì nó? Có lẽ bạn có một số cây trồng trong nhà đang có vẻ hơi khát hoặc đang tìm cách tự động hóa hệ thống thủy canh của mình? Trong dự án này, chúng tôi sẽ giải quyết những vấn đề đó và tìm hiểu những kiến thức cơ bản về MudPi bằng cách xây dựng một hệ thống vườn tự động để giúp chăm sóc mọi thứ. MudPi là một hệ thống vườn mã nguồn mở mà tôi đã tạo để quản lý và duy trì tài nguyên vườn được xây dựng trên Raspberry Pi. Bạn có thể sử dụng MudPi cho cả các dự án làm vườn trong nhà và ngoài trời được mở rộng theo nhu cầu của bạn vì nó được thiết kế để tùy chỉnh.

Hôm nay chúng ta sẽ bắt đầu với một thiết lập cơ bản mà tôi đã sử dụng ở nhà để xem MudPi có thể được triển khai như thế nào để quản lý một khu vườn ngoài trời và kiểm soát việc tưới tiêu. Trong hướng dẫn này, bạn sẽ học cách triển khai bộ điều khiển chính chạy MudPi. Sẽ có một số tài nguyên bổ sung gần cuối cho những người muốn mở rộng thiết lập của họ hơn nữa ngoài những điều cơ bản hoặc những người muốn xem tìm hiểu thêm về các thiết lập khác nhau như trong nhà. MudPi có thể được định cấu hình cho nhiều thiết lập khác nhau và có rất nhiều tài liệu trên trang web của dự án.

Quân nhu

Vui lòng thêm / bớt bất kỳ cảm biến hoặc thành phần cụ thể nào bạn có thể cần cho hệ thống của riêng mình vì yêu cầu của bạn có thể khác với yêu cầu của tôi.

Nguồn cung cấp chung

• Raspberry Pi có Wifi (Tôi đã sử dụng Pi 3 B)

  Debian 9/10

• Màn hình / Bàn phím / Chuột (dành cho thiết lập Pi)
• Thẻ SD cho Raspbian (8gb)
• Cáp định mức ngoài trời (4 dây)
• Hộp nối không thấm nước cho ngoài trời
• Tuyến cáp
• Din Rail (để gắn cầu dao và nguồn điện một chiều)
• Ống PVC
• Mũi khoan có xẻ rãnh

Nguồn cung cấp điện tử

• Cảm biến nhiệt độ / độ ẩm DHT11
• Cảm biến mức độ nổi lỏng x2
• Rơ le 2 kênh

• Bơm 12v (hoặc 120v nếu bạn sử dụng điện áp chính)

  Bộ chuyển đổi DC sang DC nếu bạn sử dụng 12v

• Nguồn điện 5v

  hoặc nguồn điện DC (nếu cấp nguồn cho pi từ nguồn điện lưới)

• 10k Điện trở để kéo lên / xuống

Công cụ

• Cái vặn vít
• Thợ thoát y dây
• Đồng hồ vạn năng
• Sắt hàn
• Hàn
• Vít (để gắn hộp bên ngoài)
• Calk silicone

Bước 1: Lập kế hoạch làm vườn & tưới tiêu

Hãy chắc chắn rằng bạn đã lên kế hoạch tưới tiêu nếu bạn đang thiết lập một hệ thống mới. Điều quan trọng là phải chuẩn bị sẵn những thứ này khi bạn chuẩn bị phần cứng để bạn biết nhu cầu thành phần của mình. Nhu cầu có thể thay đổi theo thời gian nhưng đó là thực hành tốt để chuẩn bị cho tương lai. Hai lựa chọn cung cấp nước chính của bạn là sử dụng một máy bơm trong bể chứa nước hoặc một ống có điện từ để đóng mở đường dây. Sự lựa chọn sẽ tùy thuộc vào bạn tùy thuộc vào nhu cầu của khu vườn của bạn. Một hệ thống phức tạp hơn lớn hơn có thể sử dụng cả hai (tức là bơm nước qua van điện từ để tưới vùng). Nếu bạn dự định sử dụng MudPi trong nhà, bạn có thể sẽ sử dụng máy bơm nếu có. MudPi cũng có thể điều khiển đèn cây trong nhà của bạn bằng cách sử dụng rơ le.

Mẹo dành cho nhà sản xuất: Hãy nhớ rằng bạn có thể xây dựng dự án của mình ở bất kỳ quy mô nào. Nếu bạn chỉ muốn dùng thử MudPi lần đầu tiên, hãy thử một thứ như bình nước và máy bơm 3.3v để tưới cây trong nhà!

Cũng nên xem xét các tùy chọn phân phối nước. Bạn sẽ sử dụng các đường nhỏ giọt, một soakerhose hoặc vòi phun nước? Dưới đây là một số phương pháp phổ biến:

• Vòi phun nước
• Soakerhose
• Đường nhỏ giọt
• Nước tay thủ công

Để giữ cho phạm vi của hướng dẫn này không phát triển quá lớn, hãy giả sử bạn đã có hệ thống tưới tại chỗ và chỉ muốn tự động hóa nó. Trong thiết lập của tôi, tôi có một bể chứa nước với một máy bơm được nối với một số đường nhỏ giọt. Hãy học cách tự động hóa máy bơm đó.

Bước 2: Lập kế hoạch cảm biến & thành phần

Khía cạnh lập kế hoạch quan trọng khác cần xem xét là bạn muốn lấy dữ liệu gì từ khu vườn của mình. Thông thường, nhiệt độ và độ ẩm luôn hữu ích. Độ ẩm của đất và khả năng phát hiện mưa là rất tốt nhưng có thể không cần thiết đối với thiết lập trong nhà. Đây sẽ là quyết định cuối cùng của bạn về những điều kiện nào là quan trọng để theo dõi nhu cầu của bạn. Đối với hướng dẫn cơ bản ngoài trời của chúng tôi, chúng tôi sẽ theo dõi:

• Nhiệt độ
• Độ ẩm
• Mức nước (công tắc phao x2)

Tôi đã sử dụng 5 cảm biến mực nước để xác định mức 10%, 25%, 50%, 75% và 95% trong một bể lớn. Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ thực hiện 10% cho mức thấp quan trọng và 95% đầy đủ vì đơn giản.

Bạn cũng có thể muốn điều khiển các thiết bị trong vườn của mình. Nếu bạn định chuyển đổi một máy bơm hoặc đèn không chạy trên 3.3v (giới hạn pi GPIO) thì bạn sẽ cần một rơ le. Một rơle cho phép bạn điều khiển các mạch điện áp cao hơn trong khi sử dụng điện áp thấp hơn để chuyển đổi rơle. Đối với mục đích của chúng tôi, chúng tôi có một máy bơm chạy trên điện áp cao hơn 3,3V vì vậy chúng tôi sẽ cần một rơ le để bật tắt máy bơm. Chỉ cần một rơ le duy nhất để điều khiển máy bơm. Mặc dù cho các mục đích trong tương lai (và vì rơ le rẻ) tôi đã cài đặt một rơ le 2 kênh và để lại khe cắm bổ sung có sẵn cho các bản nâng cấp sau này.

Điều quan trọng nhất để lập kế hoạch là cung cấp điện. Pi sẽ được cung cấp năng lượng như thế nào và từ đâu. Ngoài ra, bạn nên suy nghĩ về các thiết bị bạn đang sử dụng và cách chúng sẽ nhận được sức mạnh của chúng. Thông thường, Pi có thể được cấp nguồn từ bộ chuyển đổi nguồn USB nhưng điều đó yêu cầu phải có phích cắm riêng. Nếu chúng ta cấp nguồn cho các thiết bị khác có điện áp cao hơn, nguồn điện một chiều đến một chiều có thể được sử dụng để giảm điện áp xuống 5v cho Pi. Nếu bạn định mua nguồn điện để giảm điện áp, tôi khuyên bạn không nên chọn tùy chọn rẻ nhất.

Hãy nhớ rằng Raspberry Pi chỉ có thể hỗ trợ GPIO kỹ thuật số theo mặc định. Điều này có nghĩa là bạn không thể chỉ kết nối một cảm biến đất lấy các số đọc tương tự đến Pi GPIO. Để tương thích với các thành phần tương tự, bạn cần sử dụng bộ điều khiển vi mô có hỗ trợ tương tự như Arduino hoặc ESP32 (hoặc ESP8266).

May mắn thay, MudPi có hỗ trợ điều khiển các thiết bị như các nút phụ để đưa ra lệnh cho nhiều thiết bị từ một bộ điều khiển chính (pi). Điều này làm cho nó có thể có một bộ điều khiển chính với nhiều đơn vị cảm biến mà nó có thể điều khiển cùng với các thành phần tương tự kèm theo của chúng. Tôi đã sử dụng một bộ điều khiển chính để giám sát khu vực máy bơm và một bộ cảm biến cho mỗi luống vườn được nâng lên. Hôm nay chúng ta hãy tiếp tục xây dựng bộ điều khiển chính để bắt đầu.

Bước 3: Thu thập nguồn cung cấp

Đã đến lúc chúng ta thu thập tài liệu của mình. Các thành phần và công cụ được sử dụng trong bản dựng này đều có bán trên thị trường ngoài các mặt hàng trên kệ để người khác dễ dàng tự chế tạo tại nhà. Hầu hết có thể được tìm thấy trực tuyến hoặc tại các cửa hàng kim khí địa phương. Hóa đơn chính xác của vật liệu sẽ phụ thuộc vào cách bố trí khu vườn cụ thể của bạn. Vì lợi ích của hướng dẫn này, chúng tôi sẽ giữ mọi thứ đến những yếu tố cần thiết theo kế hoạch để có được một đơn vị hoạt động trước khi đi xa hơn.

Lưu ý: Tôi muốn lưu ý vào thời điểm này nếu bạn có kế hoạch chuyển đổi các thành phần chạy bằng điện áp chính, hãy CẨN THẬN! Điều quan trọng là bạn phải an toàn khi chế tạo thiết bị điện tử và không sửa chữa điện áp cao nếu bạn không biết mình đang làm gì. Với điều đó đã nói, tôi đã sử dụng một máy bơm 120v trong thiết lập nhà của tôi. Quá trình này cũng tương tự đối với máy bơm 12v với sự khác biệt chính là cần bộ điều chỉnh 12v. Bạn cũng có thể sử dụng rơ le để bật tắt đèn hoặc các thiết bị khác.

Bước 4: Cài đặt MudPi trên Raspberry Pi

Với một kế hoạch đã sẵn sàng và nguồn cung cấp trong tay, đã đến lúc chuẩn bị phần cứng. Để bắt đầu, bạn nên chuẩn bị pi raspberry để cài đặt MudPi. Bạn sẽ cần một Raspberry Pi có khả năng Wifi chạy Debian 9 trở lên. Nếu bạn chưa cài đặt Raspbian, bạn sẽ cần tải xuống Raspbian từ trang của họ tại đây.

Với tệp hình ảnh đã tải xuống, hãy ghi tệp đó vào thẻ SD bằng trình ghi hình ảnh mà bạn chọn. Raspberry pi có hướng dẫn ghi tệp vào thẻ SD nếu bạn cần trợ giúp.

Cắm thẻ SD vào pi của bạn và bật nó lên. Kết nối Pi của bạn với Wi-Fi bằng GUI nếu bạn đã cài đặt Raspbian Desktop hoặc bằng cách chỉnh sửa tệp /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf thông qua thiết bị đầu cuối trên Raspbian Lite.

Điều tiếp theo bạn nên làm sau khi kết nối Wifi là chạy các bản cập nhật và nâng cấp trên pi.

Để cập nhật thông tin đăng nhập Pi và chạy từ thiết bị đầu cuối:

sudo apt-get cập nhật

sudo apt-get nâng cấp

Sau khi hoàn thành khởi động lại

khởi động lại sudo

Sau khi Pi khởi động lại, bây giờ chúng ta có thể cài đặt MudPi. Bạn có thể làm như vậy bằng Trình cài đặt MudPi với lệnh sau:

curl -sL https://install.mudpi.app | bấu víu

Trình cài đặt sẽ quản lý tất cả các gói và cấu hình cần thiết cho MudPi. Theo mặc định, MudPi được cài đặt vào thư mục / home / mudpi với lõi nằm ở / home / mudpi / core.

Bạn có thể chạy MudPi theo cách thủ công bằng lệnh sau:

cd / home / mudpi

bùnpi --debug

Tuy nhiên MudPi có một công việc giám sát sẽ điều hành nó cho bạn. Ngoài ra, trước tiên bạn sẽ cần một tệp cấu hình trước khi chạy MudPi. Để tạo một tệp cấu hình, bạn sẽ cần biết những chân nào bạn đã nối với những thành phần nào, đó là những gì được thực hiện trong bước tiếp theo. Tiến lên!

Bước 5: Kết nối Cảm biến & Linh kiện với Pi để kiểm tra

Bước tiếp theo là kết nối các thành phần của chúng tôi với Pi. (Xin lưu ý rằng tôi đang thử nghiệm các thành phần bổ sung trong ảnh) Bạn có thể đang sử dụng dây jumper và breadboard để thử nghiệm. Điều này là tốt, chỉ cần nhớ nâng cấp lên thứ gì đó đáng tin cậy hơn khi bạn xây dựng đơn vị cuối cùng cho lĩnh vực này.

Kết nối chân DATA của cảm biến DHT11 / 22 với chân GPIO 25.

Kết nối nguồn DHT11 / 22 và mặt đất.

Kết nối một đầu của mỗi 2 cảm biến phao chất lỏng với các chân GPIO 17 & 27 tương ứng với điện trở kéo xuống 10k.

Kết nối các đầu khác của cảm biến phao với 3.3v để GPIO thường được kéo THẤP nhưng ở mức CAO khi công tắc phao đóng.

Gắn các chân chuyển đổi 2 kênh Relay vào các chân GPIO 13 & 16.

Gắn rơ le 5V vào nguồn và nối đất tiếp đất.

Chúng tôi sẽ lo lắng về các kết nối điện áp cao của rơle trong bước sau khi chúng tôi kết nối các phích cắm. Hiện tại, chúng ta đã sẵn sàng để tạo tệp cấu hình MudPi và kiểm tra các thành phần.

Bước 6: Định cấu hình MudPi

Với các cảm biến và thành phần được đính kèm, bạn có thể tạo tệp cấu hình MudPi và kiểm tra xem mọi thứ có hoạt động hay không trước khi hoàn thành việc lắp ráp đơn vị. Để cấu hình MudPi, bạn sẽ cập nhật tệp mudpi.config nằm trong thư mục / home / mudpi / core / mudpi. Đây là tệp có định dạng JSON mà bạn có thể cập nhật để phù hợp với nhu cầu thành phần của mình. Đảm bảo kiểm tra định dạng phù hợp nếu bạn gặp bất kỳ vấn đề nào.

Nếu bạn đang theo dõi, tệp cấu hình sau sẽ hoạt động cho các thành phần mà chúng tôi đã kết nối:

Có rất nhiều thứ đang diễn ra trong cấu hình trên. Tôi khuyên bạn nên tìm hiểu tài liệu cấu hình để biết thêm thông tin chuyên sâu. Chúng tôi đặt DHT11 và nổi trong mảng cảm biến và đặt cài đặt rơle trong mảng bật tắt. Quá trình tự động hóa diễn ra bằng cách thiết lập các trình kích hoạt và hành động. Trình kích hoạt là một cách để yêu cầu MudPi lắng nghe các điều kiện nhất định mà chúng tôi muốn thực hiện như nhiệt độ quá cao. Một trình kích hoạt không quá hữu ích cho đến khi chúng tôi cung cấp cho nó một hành động để kích hoạt. Trong cấu hình trên có hai trình kích hoạt thời gian. Trình kích hoạt thời gian sử dụng một chuỗi được định dạng cron job để xác định khi nào nó nên kích hoạt. Thời gian kích hoạt ở trên được đặt cho 12 giờ một lần (hai lần một ngày). Chúng sẽ kích hoạt hai hành động mà chúng tôi đã định cấu hình sẽ chỉ bật / tắt chuyển tiếp của chúng tôi với một sự kiện do MudPi phát ra. Kích hoạt thứ hai được bù vào 15 phút để máy bơm của chúng tôi sẽ bật và cấp nước trong 15 phút trước khi tắt trở lại. Điều này sẽ xảy ra hai lần một ngày mỗi ngày.

Bây giờ bạn có thể khởi động lại MudPi bằng cách yêu cầu người giám sát khởi động lại chương trình:

sudo supervisorctl khởi động lại mudpi

MudPi bây giờ sẽ tải lại các cấu hình và đang chạy trong nền, lấy các bài đọc của cảm biến và lắng nghe các sự kiện để chuyển đổi các rơ le. Bạn có thể kiểm tra MudPi đang chạy bằng:

sudo supervisorctl status mudpi

MudPi cũng sẽ lưu trữ các tệp nhật ký trong thư mục / home / mudpi / logs. Nếu bạn đang gặp phải các vấn đề, đó là một nơi tốt để kiểm tra đầu tiên.

Nếu bạn đã xác minh rằng MudPi đang chạy thì đã đến lúc bắt đầu lắp ráp thiết bị cuối cùng. Tắt Raspberry Pi và cho phép hoàn tất quá trình lắp ráp phần cứng.

Bước 7: Các thành phần hàn vào bảng nguyên mẫu

Bây giờ MudPi đã được cấu hình, bạn có thể tiếp tục làm việc trên phần cứng. Các thành phần vẫn còn trong hộp nên được hàn vào bảng nguyên mẫu để có độ ổn định cao hơn so với dây jumper. Nó không đẹp như một bảng mạch tùy chỉnh nhưng sẽ hoạt động ngay bây giờ. Cảm biến DHT11 mà chúng tôi đang sử dụng sẽ ở bên ngoài nhưng bạn có thể tùy chọn bao gồm một cảm biến khác bên trong để biết nhiệt độ bên trong hộp.

Tôi đã hàn cáp nối pi vào bảng cùng với một số đầu nối đầu cuối để kết nối GPIO dễ dàng hơn sau khi chúng tôi kết nối lại các cảm biến và rơ le. Cáp đứt làm cho thật tuyệt khi có thể ngắt kết nối pi mà không cần phải tháo toàn bộ mô-đun. Tôi cũng bao gồm các điện trở kéo xuống cần thiết cho các phao. Sau khi hoàn thành, chúng tôi có thể đặt mọi thứ bên trong một hộp nối ngoài trời đẹp để bảo vệ nó.

Bước 8: Bắt đầu đặt thiết bị điện tử vào hộp nối ngoài trời

Đến thời điểm này, mọi thứ đã được kiểm tra hoạt động trên MudPi và đã đến lúc lắp ráp dàn nóng để đứng vững các phần tử. Cửa hàng phần cứng địa phương của bạn sẽ có một loạt các hộp nối trong phần điện tử mà bạn có thể mua với giá dưới 25 đô la. Hãy tìm một cái có kích thước phù hợp và có con dấu kín nước. Tôi đã chi thêm một chút để có được một chiếc hộp được gia cố bằng sợi có chốt lò xo. Tất cả những gì bạn cần là một cái gì đó sẽ giữ ẩm và phù hợp với tất cả các thành phần của bạn. Bạn cũng sẽ khoan các lỗ trên hộp này để định tuyến cáp ra ngoài.

Bước 9: Kết nối phích cắm với Relay và cài đặt trong hộp nối * Cảnh báo điện áp cao *

Pi phải được tắt nguồn khi kết nối các thành phần. Nếu bạn đang sử dụng 120v hoặc 12v cho máy bơm, hãy xem xét phích cắm để sử dụng. Máy bơm chạy 12v thường sử dụng đầu nối jack thùng. Làm việc với 120v, bạn có thể làm việc với một phích cắm dây nối dài nữ. Bây giờ đừng đi cắt dây nối dài và làm rối tung nó mà không có thiết bị thích hợp.

Sử dụng máy khoan hoặc mũi thuổng khoan hai lỗ 3 / 4in ở đáy hộp nối ngoài trời và đặt hai đầu cáp 3 / 4in vào. Luồn dây nối dài của nam qua một lỗ và nửa nữ qua nửa còn lại. Nếu bạn muốn sử dụng kênh chuyển tiếp khác, hãy lắp một dây kết thúc cái khác vào.

Trong hộp, tôi đã cài đặt một đoạn nhỏ của đường ray din. Trên thanh ray là Bộ nguồn DC để giảm 120v xuống 5v để cấp nguồn cho Pi cũng như một số cầu dao an toàn. Tôi chỉ sử dụng hai cầu dao để có thể ngắt Pi mà không cần tắt toàn bộ hệ thống. Một máy cắt sẽ đủ. Bây giờ bên trong dây nối dài có ba dây cáp màu. TRẮNG là trung tính, XANH là đất và ĐEN là 120v +. Màu xanh lá cây và màu trắng đi trực tiếp vào nguồn điện DC. Đầu tiên màu đen đi vào các cầu dao sau đó đến nguồn điện một chiều. Trên nguồn điện có một con vít nhỏ là một chiết áp để cắt điện áp xuống 5v.

Chúng tôi sẽ sử dụng các khối thiết bị đầu cuối để tạo kết nối giữa các phích cắm. Sử dụng một khối kết nối tất cả các cáp trung tính màu trắng với nhau. Nếu bạn không có các khối thiết bị đầu cuối, băng dính điện là đủ. Các cáp nối đất màu xanh lá cây cũng nên được kết nối với nhau. Phía cao áp của rơle có ba kết nối: COM (chung), NC (thường đóng), và NO (thường mở). Tùy thuộc vào rơ le của bạn, nó có thể chỉ có NC hoặc NO chứ không phải cả hai. Kết nối một đoạn cáp phụ nhỏ từ bộ ngắt sẽ cung cấp 120v cho đầu cuối COM (chung) của rơle của chúng tôi ở phía điện áp cao. Bây giờ kết nối dây nối dài nữ dây 120v màu đen với thiết bị đầu cuối NC. Điều này có nghĩa là phích cắm thông thường sẽ bị ngắt và không được kết nối nhưng khi chúng ta bật tắt rơ le trên nó sẽ cung cấp 120v cho phích cắm do đó bật máy bơm của chúng ta.

Tại thời điểm này, tất cả các cáp kéo dài phải có dây trung tính màu trắng của chúng được gắn với nhau và nền màu xanh lá cây của chúng được gắn với nhau. Các dây cái có 120v màu đen của chúng được gắn vào đầu cuối NC của rơ le. Dây nối dài nam phải có dây trực tiếp màu đen của nó được định tuyến đến chỗ đứt trên thanh ray din và sau đó tách ra nguồn điện DC và các COM của rơ le.

Điều quan trọng là phải lắp đặt mọi thứ trong hộp chống thấm nước và bảo vệ / định tuyến đúng cách cho tất cả các loại cáp của bạn. Điều cuối cùng bạn muốn là một đám cháy hoặc một người nào đó bị cháy. Cũng đừng gây rối với điện áp cao nếu bạn không thể an toàn. Bạn vẫn có thể làm được một chút với các thành phần 12v trở xuống.

Bước 10: Đặt cảm biến trong vỏ bảo vệ

Bản chất và độ ẩm không quá thân thiện với đồ điện tử. Bạn đã bảo vệ Pi bằng hộp nối ngoài trời nhưng bây giờ bạn cần bảo vệ bất kỳ thành phần bên ngoài nào. Bạn có thể làm một số vỏ bọc tốt để bảo vệ các thành phần bên ngoài bằng cách sử dụng một số ống PVC hoặc các mảnh khác của ống phế liệu. Tôi đã thiết kế một nắp thông hơi đơn giản cho cảm biến DHT11 để giúp bảo vệ nó khỏi mưa và bọ nhưng cho phép nó thở để có các kết quả chính xác bên ngoài. Sử dụng kẹp silicon để niêm phong xung quanh dây cáp trong bước tiếp theo.

Không phải là giải pháp tốt nhất nhưng nó hoạt động cho một cảm biến giá rẻ 4 đô la. (Tôi cũng đã chế tạo một số cảm biến đất mà tôi cũng đang thử nghiệm vào thời điểm đó.) Các cảm biến phao sẽ được lắp vào bể nước và không yêu cầu thêm vỏ.

Bạn cũng sẽ thấy rằng các cảm biến thường chỉ đi kèm với một số dây đo mỏng rẻ tiền. Điều này sẽ không kéo dài đối với một số xử lý chung hoặc khí hậu bên ngoài. Trong bước tiếp theo, chúng tôi giải quyết vấn đề này.

Bước 11: Kết nối cảm biến với phích cắm & cáp định mức ngoài trời

Bắt một số cáp định mức ngoài trời là bắt buộc nếu bạn muốn có các cảm biến bên ngoài được kết nối với hộp. Cáp định mức ngoài trời có lớp che chắn giúp bảo vệ các dây dẫn bên trong. Tôi đã chọn một số cáp 4wire và phích cắm. Bạn không cần phích cắm và thay vào đó có thể sử dụng nhiều tuyến cáp hơn nhưng tôi muốn có thể nhanh chóng hoán đổi các cảm biến.

Cắt một số cáp theo chiều dài cho cảm biến nhiệt độ và cảm biến phao của bạn. Tôi sẽ cho nó thêm một vài feet vì nó luôn luôn tốt để cắt nếu cần. Tôi khuyên bạn nên hàn cáp để có kết nối tốt nhất và sau đó quấn bằng băng dính điện. Tôi đề nghị sử dụng cùng một màu cho nguồn điện và nối đất với mỗi dây để làm cho mọi thứ dễ nhớ. Cắm cáp vào vỏ bằng kẹp silicon bịt kín phần còn lại của đáy vỏ sao cho chỉ có nắp thông hơi là điểm vào.

Đầu còn lại của cáp bạn có thể chạy vào hộp thông qua các đệm cáp và kết nối với Pi trên các chân tương tự như trước đây. Nếu bạn chọn sử dụng phích cắm, hãy lắp các đầu phích cắm vào cáp. Khoan và lắp các đầu còn lại vào hộp nối sau đó nối các đầu bên trong.

Bước 12: Cài đặt Cảm biến Phao vào Bể chứa

Với các cảm biến khác được bảo vệ và sẵn sàng để cài đặt các cảm biến phao vào bể nước. Vì chúng tôi chỉ sử dụng hai nên bạn nên cài đặt 1 ở mức thấp quan trọng để máy bơm không chạy và một ở mức đánh dấu bể đã đầy. Tìm mũi khoan có kích thước chính xác và tạo lỗ vào bể ở các mức phù hợp. Vặn các cảm biến phao vào bồn chứa với vòng đệm và đai ốc được cung cấp. Nhìn vào bên trong bể và đảm bảo các cảm biến phao được định hướng để chúng ở vị trí lệch và nâng lên khi nước dâng lên làm cho chúng đóng mạch.

Do các điện trở kéo xuống, điều này có nghĩa là khi mực nước được đáp ứng, cảm biến phao ở mức đó có giá trị đọc 1. Nếu không, cảm biến phao sẽ trả về 0 nếu nước hiện không nâng cảm biến đóng mạch.

Bước 13: Triển khai thiết bị bên ngoài

Đơn vị MudPi đã sẵn sàng và chúng tôi có thể gắn nó bên ngoài ở vị trí cuối cùng của nó. Hộp nối ngoài trời thường đi kèm với một nắp đậy để vặn xuống để làm kín nước. Bạn cũng nên tìm một số lỗ lắp ở mặt sau để lắp thiết bị. Tôi đã lắp hộp của mình ngay bên cạnh kho chứa nước bên ngoài vì các cảm biến phao chỉ có một đường cáp hạn chế.

Bạn có thể cắm dây nối nam vào ổ cắm và lật cầu dao để đưa MudPi trực tuyến. Đảm bảo rằng mọi thứ đang hoạt động trước khi để nó trong một thời gian dài. Kiểm tra xem các cảm biến có đang thực hiện các bài đọc hay không bằng cách xem xét redis để tìm các giá trị được lưu trữ hoặc kiểm tra nhật ký MudPi. Nếu mọi thứ có vẻ ổn thì đã đến lúc để MudPi hoạt động trong khi bạn thư giãn.

Bước 14: Giám sát MudPi

Bây giờ MudPi đang hoạt động, bạn có thể tự hỏi các cách để giám sát hệ thống của mình. Cách dễ nhất và trực tiếp nhất là theo dõi tệp nhật ký MudPi:

tail -f /home/mudpi/logs/output.log

Một tùy chọn khác là thông qua một giao diện giống như một trang web cục bộ. Tôi chưa có thời gian để phát hành giao diện người dùng MudPi công khai nhưng bạn có thể dễ dàng lấy cảm biến và trạng thái thành phần của mình từ redis bằng PHP. Tìm hiểu cách MudPi lưu trữ dữ liệu của bạn trong tài liệu.

Các kết quả đọc cảm biến mới nhất sẽ được lưu trữ trong redis theo tùy chọn chính mà bạn đã đặt trong cấu hình. Sử dụng điều này, bạn có thể tạo một ứng dụng PHP đơn giản để lấy các bài đọc khi tải trang và hiển thị chúng. Sau đó, chỉ cần làm mới trang cho dữ liệu mới.

Cũng có thể nghe các sự kiện MudPi trên redis và đây là một lựa chọn tốt hơn để nhận các bản cập nhật theo thời gian thực từ hệ thống. Bạn có thể đọc các sự kiện trực tiếp thông qua redis-cli

redis-cli psubscribe '*'

Bước 15: Thay thế bảng nguyên mẫu bằng PCB tùy chỉnh (Tùy chọn)

Tôi đã đi xa hơn một chút và thực hiện một số bảng mạch tùy chỉnh cũng như cho MudPi. Chúng giúp tôi đẩy nhanh quá trình xây dựng với việc xây dựng nhiều đơn vị MudPi và đáng tin cậy hơn nhiều. Tôi đã bắt đầu thay thế các bảng nguyên mẫu cũ của mình bằng các PCB đáng tin cậy hơn trong tất cả các đơn vị hiện có mà tôi có. Trong tương lai, tôi muốn cung cấp những bảng này để bán với số lượng nhỏ để hỗ trợ công việc mã nguồn mở của tôi. MudPi không yêu cầu bất kỳ bảng mạch tùy chỉnh nào để chạy, nó chỉ giúp giảm khối lượng công việc phần cứng với các thành phần trên bo mạch đã được cài đặt như điện trở kéo xuống và cảm biến nhiệt độ / độ ẩm.

Bước 16: Thư giãn và xem cây của bạn phát triển

Bây giờ bạn có hệ thống vườn tự động rất riêng của bạn mà bạn có thể mở rộng và quy mô như bạn mong muốn. Tạo thêm đơn vị hoặc mở rộng đơn vị bạn đã xây dựng. Bạn có thể làm được nhiều điều hơn nữa với MudPi và rất nhiều thông tin trên trang web của dự án tại https://mudpi.app. Mục tiêu của tôi là biến MudPi thành tài nguyên mà tôi đang tìm kiếm khi bắt đầu dự án làm vườn. Tôi hy vọng bạn tìm thấy công dụng tuyệt vời trong MudPi và chia sẻ từ nếu bạn thích công việc của tôi. Cá nhân tôi sử dụng MudPi cả bên ngoài và bên trong nhà để quản lý cây trồng của mình và rất hài lòng với kết quả cho đến nay.

MudPi vẫn đang được cập nhật với nhiều tính năng và sự phát triển hơn. Bạn có thể truy cập trang web để biết chi tiết về những gì tôi đang làm và xem một số liên kết bên dưới để hướng dẫn bạn đến một số tài nguyên khác. Tôi cũng đã tham gia MudPi trong cuộc thi Raspberry Pi năm 2020. Nếu bạn thích MudPi và muốn giúp tôi, hãy bình chọn cho tôi bên dưới.

Tài nguyên hữu ích để tiến xa hơn

Tài liệu MudPi

Mã nguồn MudPi

Hướng dẫn MudPi

Chia sẻ bạn Xây dựng MudPi

Hỗ trợ công việc của tôi trên MudPi

Hỗ trợ MudPi

Chúc mọi người ngày càng phát triển!

- Eric

Làm bằng ♥ từ Wisconsin

Giải nhất Cuộc thi Raspberry Pi 2020