Автоматтандырылған кастрюль - Кішкентай бақ: 13 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Мен Howest Kortrijk мультимедиялық және коммуникациялық технологиясының студентімін. Соңғы тапсырманы орындау үшін біз өз таңдауымыз бойынша IoT жобасын әзірлеуіміз керек болды.

Идеяларға қарап, мен өсімдіктерді жақсы көретін анама пайдалы нәрсе жасауды шештім және автоматтандырылған кастрюльде жұмыс істей бастадым.

Кішкентай бақтың автоматтандырылған кастрөлінің негізгі міндеттері:

• Өлшеу

  • Температура
  • Жарықтың қарқындылығы
  • Ылғалдылық
  • Топырақтың ылғалдылығы

Өлшемдерді дерекқорға сақтаңыз

Егер белгілі бір мән тым төмен болса, өсімдіктердің өсу жағдайын жақсарту

Құрылғыны веб -сайт арқылы бақылауға және басқаруға рұқсат етіңіз

Әрбір қадамды белгіге дейін орындаудың қажеті жоқ. Көп нәрсе сіздің жеке қалауыңыз бойынша немесе жақсартылуы мүмкін. Бұл құрылым бөліктерді кейін қалпына келтіруге болатын етіп жасалған, сондықтан оны тұрақты ету үшін қайталауға басқаша қарау қажет болуы мүмкін.

1 -қадам: Жабдықтар

Бұл жобаның көптеген материалдарын сатып алу өте қиын емес, дегенмен менің жағдайда мен қайта өңделген материалдармен жұмыс жасадым. Мен сондай -ақ кейбір материалдарды кейін қалпына келтіре алатыныма сенімді болуым керек еді.

Негізгі компоненттер:

• Raspberry Pi 4 моделі B.
• Raspberry Pi қуат көзі
• T-етікші Raspberry Pi
• 16 ГБ micro SD картасы
• 3.3 В және 5 В кернеу тақтасының қуат көзі
• Нан тақтасы
• 12 В қуат көзі

Датчиктер:

• DHT11: Ылғалдылық пен температура сенсоры
• BH1750: жарық қарқындылығы сенсоры
• Топырақ ылғалдылығы сенсоры
• MCP3008

Жетек компоненттері:

• 220 В су сорғышы
• 12В жарықдиодты жолақ
• Релелік модуль Velleman
• 50 -кеңес: NPN транзисторы
• СКД модульді 16X2 дисплей
• PCF8574a

Резисторлар:

• 3 x 330 Ом резисторлары
• 1х5 кОм резистор
• 2х10к Ом резисторлары
• 1 x 1k Ом резисторы
• 1 x 10 котенциалды резистор

Материалдар:

• Жиналмалы жылыжай/өсімдік ыдысы
• Байланыс қорабы
• Пластикалық су бөтелкесі
• Бұрылмалар
• Өткізгіш сымдар + кәдімгі сым
• Бұрандалар
• Дәнекерлейтін қаңылтыр + жылуды төмендететін құбыр
• Екі жақты скуки
• Бояу

Құралдар:

• Желім мылтық
• Бұрғылау
• Sawblade
• Пісіру темірі
• Қорап кескіш
• Бояу щеткасы

Бұл жобаның ұтымды жағы - бұл компоненттерді қосу/жою және кодты сәл өзгерту арқылы кеңейтуге немесе жеңілдетуге болады. Мысалы, 220 В сорғыны 12 В сорғымен алмастыру арқылы құрылғыдан қуат адаптерін алуға болады.

2 -қадам: Түзу схемасы

Құрылғының тақтасы мен электр схемалары жоғарыда көрсетілген. Мұнда сіз барлық компоненттердің қалай қосылғанын көре аласыз.

Компоненттер қалай жұмыс істейтіні туралы жалпы түсініктеме:

• DHT11 ауаның ылғалдылығын %, ал температураны ° С өлшейді. Онымен байланыс I2C bu арқылы өңделеді.
• BH1750 жарық қарқындылығын люкспен өлшейді. Байланыс I2C шинасымен жүзеге асады
• Топырақ ылғалдылығы сенсоры MCP3008 арқылы Raspberry Pi үшін оқылатын сандық сигналға түрлендіретін цифрлық сигнал жасайды.
• 16x2 СКД модулі Pi адрестерін бірінен кейін бірін көрсетеді. Ол Raspberry Pi -ден сигнал қабылдайтын PCF8574a -ға қосылған, ол оны дисплейдің түйреуіштері үшін бірқатар сигналдарға түрлендіреді. СКД -дан E және RS түйреуіштері тікелей Pi -ге қосылады. Потенцио резисторы экранның жарықтығын анықтайды.
• Су сорғысы оның арасындағы 220 В қуат көзі/розетка арасындағы реле қосылған. Raspberry Pi релеге электр тізбегін жабу және сорғыны қосу туралы сигнал жібере алады.
• Жарық диодты жолақ 12В қуат көзіне және электр тогын ауыстыратын TIP 50 (NPN транзисторына) қосылған. 1k Ом резисторы Raspberry Pi -ден алынған қуатты шектеу үшін қолданылады, әйтпесе ол қатты қытырлақ болады.

3 -қадам: Raspberry Pi дайындаңыз

Егер сізде әлі жоқ болса, сізге Raspberry Pi OS суреттерінің бірін SD картасына қою қажет болады. Мен Lite қолдануды ұсынбаймын, себебі бұл маған басында проблемалар туғызды. Содан кейін, Pi интернетке қосылған кезде келесі пәрмендерді қолдана отырып, сіздің Pi жаңартылғанына көз жеткізіңіз:

1. sudo apt-get жаңартуы
2. sudo apt-get жаңарту

Осыдан кейін сіз raspi-config немесе командалар арқылы жобаның жұмыс істеуі үшін пакеттерді қосуға немесе орнатуға болады.

• SPI
• I2C
• MySQL: келесі қадам
• SocketIO: колбасы бар розетканы орнатыңыз

Орнатқаннан кейін html, CSS, Javascript және Python тілдерінде жазылған қажетті файлдарды қосуға болады. Менің барлық кодты github репозиторийімде табуға болады.

4 -қадам: мәліметтер базасының моделі - MySQL

Жоғарыда MariaDB арқылы орналастырылған ERD диаграммасын көруге болады. Мен MariaDB орнату нұсқаулығын тек MariaDB орнату үшін ғана емес, сонымен қатар сіздің Pi қорғалғанына көз жеткізу үшін орындауды ұсынамын.

Түсінгісі келетін адамдар үшін мәліметтер базасы келесідей жұмыс істейді:

Өлшеуіштер мен атқарушы қосқыштар Metingen кестесінде жол ретінде сақталады.

• metingId = өлшеу/ауыстыру жолының идентификаторы
• deviceId = кестеде осы жолға жауапты құрылғының идентификаторы

• waarde = сенсордың өлшегішінің немесе жетегінің қосқышының мәні

  • датчик: сәйкес бірліктердегі өлшеу мәні
  • жетектер: 0 = ӨШІРУ және 1 = ҚОСУ
• commentaar = қателер сияқты қосымша ақпаратты қосу үшін қолданылатын түсініктемелер
• datum = өлшеу/ауыстыру болған күн мен уақыт

Құрылғының параметрлері Параметрлер ішінде сақталады.

• settingId = осы жолдың идентификаторы және параметр мәні
• deviceID = сәйкес құрылғының/сенсордың идентификаторы
• waarde = параметрдің мәні
• type = есепшот түрі, бұл максимум немесе минимум ба?

Ақырында, Құрылғылар кестесінде сенсорлар мен жетектер туралы ақпарат бар.

• deviceId = осы кестедегі құрылғының идентификаторы
• naam = құрылғының/компоненттің атауы
• мерк = бренд
• prijs = компоненттің бағасы
• beschrijving = компоненттің қысқаша мазмұны
• eenheid = өлшенген мәндердің бірлігі
• typeDevice = компоненттің сенсор немесе атқарушы екенін көрсетеді

5 -қадам: Frontend: Веб -серверді орнату

Pi бұл құрылғы үшін веб -серверді іске қосу үшін Apache веб -серверін орнатуды талап етеді. Мұны келесі пәрменмен жасауға болады:

sudo apt-get apache2 орнатыңыз.

Бұл аяқталғаннан кейін сіз қалтаға өтуге болады:/var/www/html. Мұнда сіз фронталдың барлық кодын орналастыруыңыз керек. Осыдан кейін сіз IP -адресті қарау арқылы веб -сайтқа кіре аласыз.

6 -қадам: Артқы жағы

Артқы жағын іске қосу үшін app.py файлын қолмен немесе оған Pi қызмет жасау арқылы іске қосу қажет, сондықтан ол автоматты түрде іске қосылады.

Сіз байқағандай, файлдар өте көп. Мен кодты нақты шолу мен ұйымдастыру үшін кодты мүмкіндігінше бөлдім.

Қысқаша түсініктеме:

app.py: мәліметтер базасы, аппараттық код және артқы код қосылатын негізгі файл

config.py: databaseRepositories үшін конфигурация файлы

Репозиторийлер: деректер репозиторийіне кіруге арналған

• Көмекші

  • devices_id: дерекқордағы құрылғы туралы ақпаратты анықтауға көмектесетін сыныптар
  • lcd: PCF және СКД іске қосу үшін
  • Жетектер: жетектерді іске қосуға арналған сыныптар
  • Датчиктер: сенсорларды қосуға арналған сабақтар

7 -қадам: Жарық диодты жолақты орналастыру

Мен жарық диодты жолақтың бір бөлігін кесіп, жылыжай қорабының жоғарғы жағына жапсырдым. Мен қолданған жолақты бірнеше позицияда кесуге және қайта жалғауға болады, осылайша сіз көп жолақтарды орналастырып, оларды сымдар арқылы қайтадан қосуға болады, бұл көбірек орынды жарықтандыруға мүмкіндік береді.

8 -қадам: түтіктерді орналастыру

Құбырларды бірнеше жолмен орналастыруға болады, бірақ мен оларды басқа электроникадан мүмкіндігінше алыс ұстап, суды кірге ағызып, түбінің жағына бекітіп қойдым.

9 -қадам: СКД орналастыру

Мен түйіспелі қораптың қақпағын аралау дискісімен кесіп тастадым, дисплейдің өтуі үшін үлкен тесік жасадым, бірақ ПХД оның артында қалатындай кішкентай. Содан кейін ол қисықтардың көмегімен қақпаққа бекітілді.

СКД Raspberry Pi -дің IP -адрестерін көрсетеді, бұл веб -сайтқа серуендеу үшін қандай адресті қолдануға болатынын білуге мүмкіндік береді.

10 -қадам: сенсорларды орналастыру және жарық диодты жолақты қосу

Қабыршақты схемаларды қолдана отырып, мен сымдар арасындағы байланыстарды дәнекерледім және резисторларды сымдардың ішіне орналастырдым, оларды оқшаулау үшін жылу қысқыш түтіктерді қолдандым.

Жылыжай қақпағының және астыңғы жағында бұрылыстарды бекіту үшін тесіктер кесілді, мен сенсорлар мен жарық диодты жолаққа арналған сымдарды тарттым.

Мен сымдарды функция бойынша топтастырдым. Сымдар мен қысқаратын түтіктердің кернеуі сенсорларды ұстап тұрды. Мен тек DHT11 сымдарына желімді қолдануға тура келді, өйткені бұл әрі қарай созылды.

11 -қадам: Пиді қосу

Мен сымдардың кейін өтуіне мүмкіндік беру үшін қосылу қорабының бүйіріндегі тесіктерді кесіп алдым.

Осыдан кейін мен нанды (T-cobbler, PCF8574a, MCP3008, реттелетін қарсылық пен TIP50), реле мен Raspberry Pi-ді түйіспелі қораптың төменгі жағына қойдым, ол екі жақты скукпен жабылған. Қуат көзі нан тақтасына сыймады, сондықтан мен оны бүйіріне қоюға тура келді және оны тақтаға қосу үшін секіргіш сымдарды қолдандым.

Ақырында мен адаптерді, сенсорды және жетекті сымдарды сымдарды нанға, Raspberry Pi және басқа компоненттерге қосатын тесіктерден алдым. Сорғының сымы ашық түрде кесілді, сондықтан мен оны реле ішіне орналастыра алдым, сондықтан оны қосқыш ретінде пайдалануға болады.

12 -қадам: Суға арналған контейнер жасау

Мен 1л пластикалық су бөтелкесінен су ыдысын жасадым, оның жоғарғы жағын қорапты кескішпен кесіп, жақсы көріну үшін боядым. Содан кейін су сорғышы ішіне қойылды. Кеме қатынасы ережесінің себебі су құбырлар арқылы өздігінен ағуы мүмкін, бірақ түтікті жоғары көтеру мәселені шешеді.

13 -қадам: Қорытынды нәтиже

Сіз күткен сәт. Енді сіз кір мен тұқымдарды жылыжай қорабының ішіне салып, құрылғыны қабылдауға рұқсат бере аласыз. Сіз веб -сайттан құрылғының күйін бақылай аласыз және жарық пен топырақ жағдайына оңтайлы мәндерді орната аласыз.

Мен алдымен топырақты қолмен суаруды ұсынамын, себебі кейбір кірлер бастапқыда өте құрғақ болуы мүмкін. Кейбір сорғылар өте баяу суаратын сияқты, бірақ сіз өте мұқият болуыңыз керек, себебі ол сіз күткеннен тезірек толтырылады. 80% жоғары қанықтыру жерді өте ылғалды етеді. Сонымен қатар, топырақтың ылғал сенсоры жеткілікті терең екеніне көз жеткізіңіз.