Оазис жобасы: Дауыстық террариум: 9 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Project Oasis - сіз сөйлесуге болатын дауысты террариум. Бұл сыртқы ауа райына еліктейтін, бірақ қораптың ішіндегі өзін-өзі қамтамасыз ететін жабық экожүйе. Сіз террариумнан 'Сиэтлдегі ауа райы' туралы сұрай аласыз, ол жауап ретінде қораптың ішіне құйыла бастайды. Террариум сонымен қатар бұлтты тудыруы мүмкін, тұман шығаруы немесе басқа ауа райы жағдайларын көрсету үшін жарықтандыруды өзгертуі мүмкін.

1 -қадам: Мотивация

Біздің табиғатпен сөйлесудің ортасы-бұл визуалды және мультимодальды, қазіргі технологиямен салыстырғанда. Телефондардағы немесе компьютерлердегі ауа райы ауа райын көру немесе сезіну сияқты сезімге әкелмейді. Мен бұл туралы Google Creative Lab -да жұмыс істеген кезде ойладым және Project Oasis құрдым.

Бұл Google Assistant көмегімен сөйлесуге болатын террариум. Сіз оған белгілі бір жағдай жасауды немесе белгілі бір жерде ауа -райын көрсетуді сұрай аласыз. Бұл эксперимент технология мен табиғи әлеммен әңгімемізді кеңейтеді. Біз табиғат пен технология арасында өмір сүреміз және дәстүрлі түрде оларға екі түрлі әлем ретінде қараймыз. Оазис - бұл экологиялық әңгіме, бірақ табиғи түрде; не бағдарламаланған, не ретсіз. Төменде өзіңіздің жеке белсенді террариумдарыңызды жасау бойынша қадамдар берілген.

2 -қадам: Жалпы механизм

Террариум жаңбыр, тұман және жарық жағдайларын жасайды. Террариумның жоғарғы жағында светодиодтар, жаңбыр науасы және керамикалық резонаторлары бар суға тиетін шағын корпус бар. Бұл кішкене дискілер ~ 1-1,7 МГц жиілігінде резонанс жасап, суды тұманға ұқсайды.

Террариумның түбінде екі перистальтикалық сорғы және басқа электроника бар. Террариум түбіндегі су қоймасы артық суды ұстайды. Су қайта өңделеді/өңделеді және дыбыссыз перистальтикалық сорғылардың көмегімен жаңбыр науасына айдалады.

3 -қадам: қоршау дизайны

АЖЖ -ге сілтеме

Құралдар/материалдар тізімі:

1. Акрил/плексигласс парақтары қалыңдығы 0,25 дюйм (24 «x 18» - Саны: 4)
2. Акрил желімі
3. Бұрғылау қондырғысы 1/4 дюйм және төменгі биттері бар
4. Өлшеу таспасы + калибрлер
5. Эпоксидті желім (~ 15 мин уақыт)
6. Гидроизоляцияға арналған GE тығыздағышы
7. Мөлдір ПВХ құбырлары 1/4 дюймдік ОД + тікенді қосқыштар

Бұл террариумға арналған дизайн нұсқаулары икемді және қатаң ережелер емес. Мен үстел үстінде қалатын немесе үстелдің үстінде жақсы көрінетін біреуін салуды таңдадым. Сонымен қатар, менде электроника, өсімдіктер мен су қоймасы алатын кеңістік туралы жалпы түсінік болды. Мен бүкіл қоршауды H: 15 «W: 6» L: 10 «деп шештім.

Жоғарыдағы суреттегі АЖЖ өлшемдері жалпы үзілісті көрсетеді; Жалпы алғанда, жоғарғы және төменгі электроника әрқайсысының биіктігі 4 дюймді құрайды. Резервуар төменгі жағында 4 дюймді алады, ал электроникаға 6 дюйм қалдырады (электроника туралы толығырақ).

Мен аквариум/плексиглассты террариумның осы нұсқасы үшін қолдануға шешім қабылдадым, себебі ол оңай қол жетімді, оны лазермен өңдеу өте оңай және бөлшектерді әр түрлі акрил цементтермен бірге желімдеуге/дәнекерлеуге болады. Шыны немесе мөлдір пластмассалар сыртқы келбетке қаншалықты барғыңыз келетініне байланысты жақсы үміткерлер болып табылады, әсіресе террариумда қисық сызықтар болса. Сонымен қатар, көптеген дүкендерде плексигласстың сызаттарға төзімді нұсқалары бар, бұл оны әлі де тамаша таңдау ретінде қалдыруы мүмкін.

Мен Fusion 360 -дағы террариумның 3D моделін жасадым, себебі мен оны түсіргім келді. Бұл жобаға арналған CAD файлдары осы қадаммен бекітілген. Мен лазерлік машинаның файлдарын алу үшін барлық эскиздерді тегістедім, содан кейін лазерлік өңдеудің стандартты процесі жүреді. Лазерді орнатыңыз (менің жағдайда эпилог), Corel Draw файлдарын ашып, өңдеуді іске қосыңыз.

Сізде қазір қоршауды жинауға қажетті акрил бөлшектері болуы керек. АЖЖ -ны қараңыз және төменнен жоғары қарай жүріп, бөлшектерді акрил цементпен бірге жинап, қорап алыңыз, үстіңгі / астыңғы жағында тіректер. Калибрлер мен сызғыш төсенішті (сіздің қорап мөлдір болғандықтан) жинау процесін жеңілдету үшін нұсқаулық ретінде пайдаланыңыз.

4 -қадам: электроника дизайны

Компоненттер / электроника тізімі:

1. 5В/10А қуат көзі (Саны: 1)
2. 3V-35V Boost түрлендіргіші (саны: 2)
3. 12В тұрақты мөлшердегі перисталтикалық сорғы (Саны: 1)
4. 2200 мл/мин перисталтикалық сорғы (Саны: 1)
5. Icstation 20 мм керамикалық дискілер жиілігі = 113 КГц, драйвер тақталары бар (Саны: 2)
6. RGB жарық диодты жолағы (Саны: 1)
7. 18 AWG және 24 AWG сымдар жиынтығы
8. Сым тоқу 1/4 «
9. Raspberry Pi 3 + Google Voice Hat (сізге мұнда дауыс шляпасы + микрофон қажет, динамиктің өзі емес)
10. Mini USB кабелі бар Arduino Nano
11. ~ 3-24В кернеу жүктемесі тесік ССР релесі арқылы
12. Жартылай өлшемді протокол тақтасы

Бұл процесте сізге айнымалы кернеу көзі, мультиметр, берік темір және ыстық желім тапаншасы қажет болады.

Ескерту: Бұл жылдам прототип және кейбір компоненттер мен қосылыстарға жақсы балама бар. Егер сіз не істеп жатқаныңызды білсеңіз, өміршең альтернативалармен өзгеріңіз.

Мен бір шығыс 5В/10А қуат көзін штепсельден ажыратып, жеке компоненттерге арналған көп тізбекті кабельдерді қосу арқылы екі жақты шығысқа жеткіздім.

• Icstation жүргізуші тақталарына арналған 5В желісі
• RGB светодиоды үшін 5В желісі
• Raspberry Pi 3 үшін 5В желісі
• Перистальтикалық сорғыны мөлшерлеуге арналған 12В желісі (Boost Converter арқылы айнымалы)
• 24В желісі (Boost Converter арқылы ауыспалы) жоғары ағынды жаңбырлы перистальтикалық сорғы үшін

Мен жеке сызықтарды алып, ұқыпты көріну үшін оларды сымдық тоқыма торабына жинадым. Мен сонымен қатар қуаттың толқуын болдырмау үшін 5В желісінің қақпағын қостым, себебі ол Raspberry Pi -ге тікелей қосылады.

Негізгі қосылыстар:

Мен 5В желілерінің бірін Raspberry Pi -ге - кеңістіктің шектеулі болуына байланысты шағын USB кабелін пайдаланбау үшін тақтаның артқы жағындағы PP1 және PP6 -ға қостым. Pi оның үстінде Google Voice қалпақшасы бар. Мен бұрыннан бар бағдарламалық жасақтаманы ауыстырып, оны Arduino Nano -ға жібердім. Бұл нано Pi 3 -ке шағын USB кабелі арқылы қосылған. Arduino Nano реле қосуға/өшіруге арналған протободы бар, ол өз кезегінде сорғыларды/тұман шығарғышты қосады/өшіреді.

Протоблокта әрқайсысы 5В, 12В және 24В жүктеме желілері бар үш реле бар. Әр реле Arduino (D5, D7 және D8) бөлек түйреуішіне қосылады. Реле контактілерін қалай қосуға болатындығы туралы реле диаграммасын қараңыз. A1/A2 - Arduino желілері, ал 13+, 14 - жүктеменің тізбегін аяқтау үшін сіздің сызықтарыңыз. Мен релені жақсы оқшаулау үшін қолданамын, бірақ сіз оларды транзисторлармен алмастыра аласыз. Жүйенің жұмыс істеуі үшін жүктеме мен Arduino арасында жалпы жерге тұйықталуды ұмытпаңыз.

Керамикалық резонаторлар

Керамикалық резонаторлар/пьезо драйверлер тақтасымен келеді, оны әрқайсысын ауыспалы қуат көзінен жеке тексеруге болады. Жоғарғы керамикалық бет тұман пайда болу үшін сумен жанасуы керек. Драйвер тақталарын тексергеннен кейін, оларды 5В электр желісімен тікелей байланыстырыңыз, олардың арасындағы реле (жоғарыдағыдай). Реле қосылып, схема аяқталған кезде сіз судың тұманға айналғанын көресіз.

Жарық диодтары

Adafruit -тен неопиксельді светодиодтар ешқандай реле қолданбай, тікелей Arduino -ға дейінгі бақылау желісімен басқарылады. Мен бұл ұзын жолақты әрқайсысы ~ 15 жарықдиодты бірнеше бөлікке бөлдім. Бұл жарықдиодты шамдарды қалай кесуге және қосуға болатынын осы беттен қараңыз. Светодиодтардың бірнеше бөлігін жасағаннан кейін (суретте де көрсетілгендей), мен силиконды қаптамада сақтадым және су өткізбейтін етіп ұштарына ыстық желім қостым. Мен жаңбыр науасының түбіне жақсы және біркелкі жарық тарату үшін жекелеген бөлімдерді жаптым.

Перистальтикалық сорғылар

Жоғарыда айтылғандай, бұл террариумда екі перистальтикалық сорғы бар. Перистальтикалық мөлшерлегіш тұман генераторына аз ғана мөлшерде су жеткізеді. Тұман резервуарында сумен байланыста болатын екі керамикалық резонатор бар, бірақ су тез бітпейді. Нәтижесінде, бұл сорғы тұман резервуарын сумен толтыру үшін жиі жұмыс істемейді. (Шындығында, мен тіпті оны кодтан алып тастадым, кейде террариумның жоғарғы қақпағын көтеру арқылы оны бұлтты резервуарға толтырдым)

24В, 2200мл/мин перистальтика, екінші жағынан, жаңбыр үшін қолданылады және осылайша бұл үлкен көлем үшін таңдалады. Террариум үшін ағынның жылдамдығы тым жоғары болса да, сіз бұл сорғының шығынын оңтайлы параметрге өзгерту үшін Boost түрлендіргішіндегі кернеуді өзгерте аласыз.

5 -қадам: құрастыру және тестілеу

Ассамблея

Бұрғылау

Электроника (2 перистальтикалық сорғы, RPi + дауысты қалпақ/микрофон, нано, пьезо драйверлер тақтасы, реле протободы) террариумның төменгі 6 дюймінде қалады. Мен 3D модельге сәйкес төменнен жоғары қарай жинауға бардым. электрониканың төменгі бөліктерінің артқы жағындағы екі тесік (әрқайсысы шамамен 1/4 дюйм) - тесіктердің бірі барлық компоненттердің электр желілеріне арналған, ал екіншісі - перистальтикалық сорғылардың құбырлары үшін.

Жаңбыр суына арналған құбырдың кіруіне мүмкіндік беру үшін жоғарғы қақпақтан 1/4 дюйм қалдыратын бір тесік бұрғылаңыз. Жарық диодты сымдардың төменгі жағындағы наноға түсуі үшін тағы бір кішкене тесік бұрғылаңыз. Барлық электрониканы соңғы рет тексеріңіз. оларды қораптың ішіне салыңыз.

Орналастыру және гидроизоляция

Қазіргі уақытта акрилден жасалған барлық бөліктер қоршауды жобалау қадамынан тұрып қалуы керек еді. Жоғарыда көрсетілген электрониканы астыңғы корпусқа қойып, қақпағын жабыңыз. Бұл қақпақты су өткізбейтін етіп мұқият жабу маңызды. Қақпақ - бұл қораптың ішіндегі пресс емес, сондықтан желімнің оңай ағып кетуіне және саңылауларды жабуға мүмкіндік береді. Мен эпоксидті қолдандым, оны қақпақтың екі жағына құйдым және қақпақты ұстауға арналған тіреуішпен жүруге рұқсат бердім. Желім ағып, саңылауларды біркелкі жабуы керек. Оны түні бойы емдеуге қалдырыңыз, содан кейін GE тығыздағышымен су өткізбейтін басқа қабат жасаңыз.

Жаңбыр мен тұман жиналысы

Жаңбыр науасын тұман резервуарымен (оның түбінде керамикалық дискілермен) құрастыру қоршауды жобалау кезеңінде бірігуі керек еді. Светодиодтар алдыңғы қадамдағы жаңбыр науасының түбіне, ал керамикалық резонаторларға арналған сымдар қораптың жоғарғы/артындағы тиісті тесіктен шығуы керек. Сіз бұл жаңбыр + тұман шығарғыш жинағына қораптың жоғарғы жағындағы орманда отыруға рұқсат бере аласыз. Жоғарғы қақпақты жаппас бұрын, сорғы құбырын осы мақсат үшін жаңбыр науасынан жоғарыда бұрғыланған тесіктен өткізіңіз. Құбырлардың кішкене бөліктерін кесіңіз және науаға кірген кезде суды біркелкі таратуға арналған бірнеше розеткалар жасау үшін тікенек жалғағыштарды қолданыңыз. Террариумда жаңбыр біркелкі болады. Барлығы қораптың ішінде болғаннан кейін қақпақты сынауға қою алдында тұман резервуарына су қосу үшін сығымдалған су таратқыш бөтелкені қолдануға болады.

Сынақ

Мен қуатты қостым, бұл RPi -ді желіге қосады. Ол бұрын жергілікті Wi -Fi желісіне қосылу үшін конфигурацияланған болатын. Мен Pi -ге IP -ге желіден сұрай аламын, содан кейін мен Pi -ге кіру үшін Mac -та кірістірілген экранды бөлісуді қолданамын. Бұл маған заттарды қашықтан тексеруге және іске қосуға мүмкіндік береді және қорапқа HDMI кабелін қоспайды. Мен келесі қадамдарға барар алдында барлығын тексеру үшін алдын ала орнатылған бағдарламаларды қолданамын (әр түрлі компоненттер үшін Pi/Arduino бағдарламаларында жұмыс істейтін бағдарламалық қамтамасыз ету қадамын қараңыз).

6 -қадам: Террариум дизайны (көгалдандыру)

Бұл, мүмкін, бүкіл процестің ең қызықты бөлігі. Сіз өсімдіктерді аулауға немесе сатып алуға мүмкіндік аласыз! Мен жергілікті бақша орталықтарын аралап шықтым, соның ішінде жергілікті үй қоймасында, жақын маңдағы өсімдік дүкендерінде, тіпті жасыл алаңдары көп маңайда жүрдім. Климат ылғалды, жабық және террариум ішінде көп өзгеретіндіктен, мен төзімді тропикалық климат өсімдіктерін табуға тырыстым. Төсек отырғызу үшін сізге келесі заттар қажет:

• Қара топырақ
• Перлит
• Қиыршық тас
• Белсендірілген көмір

Су топырақ қабаты арқылы су қоймасына дейін қайтадан жаңбыр ретінде қайта өңделеді. Топырақ төсегіне қоймас бұрын негіз ретінде жұқа сымды торды (шыны талшықты тор) қолданыңыз. Террариумның төменгі қабаты ретінде белсендірілген көмірді қойыңыз. Бұл террариум ішінде көгерудің алдын алады, сонымен қатар жағымсыз иісті бақылайды. Бұл қабатты қиыршық таспен жабыңыз, сонда судың басқа қабаты болады және кір су қоймасына еркін ағып кетпейді. Қара топырақ пен перлитке 1: 1 қатынасында араластырыңыз, осылайша сізде ауа мен құрғақ өсетін орта болады. Сіз қазір отырғызуға дайынсыз.

Ескерту: Қабырғаға тигізбестен қорапқа бұл заттарды тастау үшін, мен қағаздан воронка тәрізді пішінді жасап, қорапқа сол саңылау арқылы материал құйып, оны тікелей тастамадым.

Мен маңайдағы ағаш бұтақтарынан кішкентай бөренелер мен мүктер жинадым және жергілікті өсімдіктер дүкендерінде ұсақ тропикалық өсімдіктердің алуан түрін жинадым. Мен қажеттіліктеріме сәйкес келетін Bonsai апельсин ағашын таптым және Home Depot -та өзекті климатта өмір сүре алатын нәрсені таптым. Террариумдағы топырақтың үстіндегі табиғи жасыл көрініс үшін мен парақ мүкін және испан мүкін (екеуі де бақша орталықтарында жиі кездеседі) қолданамын.

Отырғызу тұрғысынан мен кішкентайдан үлкенге қарай жүремін. Кішкене өсімдіктерді отырғызу үшін пинцет қолданамын және қолыммен мүк/бөренелерді қоямын, мен өзімді бақытты сезінгенге дейін. Террариумды бір рет жеңіл суару керек, ол жаңа төсекке өсімдіктердің бейімделуі мен өсуі үшін оны бір -екі күнге отырғызуы керек.

7 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету

Бұл нұсқаулар көбінесе барлық кодтары бар github -дан келеді. Мен оларды әлі аяқтау үшін осында қалдырамын. Мен Google Assistant -ті бейнеде көрсетілгендей қолданамын, ал террариумда сонымен қатар террариумда микрофон бар Google Voice Hat бар, командаларды тыңдайды. Сіз бұл жерде берілген нұсқауларға сәйкес AIR Voice Hat қолдануды таңдай аласыз.

Сіз бастамас бұрын

DialogFlow / Google әрекеттері

Dialogflow агентін құру үшін мына қадамдарды орындаңыз. Біз пайдаланушыға террариуммен сөйлесуді бастауға мүмкіндік беретін сәлемдесу ниетін қолданамыз. Қолданушының белгілі бір жерде, уақытта ауа -райы туралы сұрауға қосымша мақсаттары бар (мысалы: «маған Сиэтлдегі ауа -райын көрсет») немесе нақты әрекетке шақыру (мысалы: «жаңбыр жаудыр»)

Пайдаланушының әрекеттерімен салыстырылатын бұлтты функцияларды қолдану қажет болады.

-> Firebase үшін бұлтты функцияларды қосу үшін осы жердегі нұсқауларды орындаңыз. -> CLI -ден функцияларды орналастыру қадамдары жоғарыда көрсетілген сілтемеде Firebase CLI -мен функцияларды қолдану астында.

Cloud PubSub Бұл сілтемедегі Cloud PubSub жобасын орнатыңыз

Тақырып құру үшін қадамдарды орындаңыз. Біз өз жобамызда «Ауа райы» атты тақырып құрдық, оған жазылымдарды қостық. Біз бұл жобада тек жазылуды қолданамыз. Жазылым террариум болды, ол ауа райы туралы егжей-тегжейлі деп аталды

Бұл жобаның жоба идентификаторына назар аударыңыз, себебі ол кейін тыңдаушы клиентін іске қосуға ыңғайлы болады.

Openweather APIG API кілтіңізді openweathermap.org сайтынан алыңыз. Пайдаланушы нақты ақпарат сұраған кезде бұл функциялар ауа райы серверлерін жібере алатындай етіп бұл бұлтты функцияларға қосыңыз

NodeJS -ті RPi -ге орнатыңыз

Бұл модульдерді қалай іске қосуға болады

Dialogflow Cloud функциясын қолдану

Функциялар каталогына өтіңіз және келесі әрекеттерді ретімен орындаңыз

$ npm орнату

$ firebase жүйесіне кіру

$ firebase init

Ақырында, сіздің функцияларды қолдану үшін келесі әрекеттерді орындаңыз:

$ firebase орналастыру

Орналастырылған функциялардың сілтемесі Dialogflow. Cloud PubSub үшін webhook URL болады

Subscription.js & package.json файлының каталогына кіріңіз және тәуелділікті орнату үшін npm install іске қосыңыз. Дайын болған кезде subscritpions.js түйінін тыңдау-ауа райы-егжей-тегжейін іске қосыңыз, онда ауа райы-егжей-тегжейі алдыңғы қадамнан жасалған жазылым. Google Assistant / AIY Voice Kit тестілеуін қолдану

Террариуммен әрекеттесу үшін сіз Google Home немесе AIY Voice жиынтығын пайдалана аласыз. Қолданбаның жоғарыдағы параметрлері екеуінде де өзгеріссіз қалады.

Қолданбаңызды Google Assistant -те сынап көру және орналастыру үшін мына нұсқауларды орындаңыз. Содан кейін сіз өзіңіздің есептік жазбаңызбен байланыстырылған Google көмекшісін пайдаланып, террариумды іске қосу және ауа райы туралы сұрау арқылы пайдалана аласыз.

8 -қадам: Терариумды іске қосыңыз

Мұның бәрін орындау қиын сияқты, бірақ өсімдіктермен жұмыс істеу қызықты және тартымды. Егер дұрыс жасалса, сіз ақырында ұқсас нәрсені айтуыңыз керек

'Hey Google, Сиэтлде ауа райы қандай?', 'Hey Google, жаңбыр жаудыр' және т.б.

Жаңа террариумнан ләззат алыңыз және оны достарыңызға көрсетіңіз!

9 -қадам: Салымшылар / ЕСКЕРТУ

• Harpreet Sareen мен достарымен Google Creative Lab -да жасалған.
• Бұл жоба Google -дың ашық көзі бар қауымдастық нұсқауларына сәйкес келеді. Лицензия мен басқа нұсқауларды мына жерден қараңыз.
• Ескерту: Бұл ресми түрде қолдау көрсетілетін Google өнімі емес.