Raspberry Pi Powered IOT Garden: 18 Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:27

Ib lub hom phiaj tseem ceeb ntawm txoj haujlwm no yog kom muaj peev xwm ua kom lub vaj zoo nyob siv lub zog ntawm Internet ntawm Yam (IoT). Nrog rau kev muaj peev xwm ntau ntawm cov cuab yeej tam sim no thiab software, peb cov cog cog tau suav nrog cov ntsuas uas saib xyuas cov xwm txheej ntawm lub sijhawm tiag tiag ntawm cov nroj tsuag. Peb tau tsim lub xov tooj smartphone app uas cia ib tus nkag mus rau cov ntaub ntawv thiab ua qhov xav tau yog tias tsim nyog.

Kev tsim qauv ntawm peb cov cog ntoo tuaj yeem hloov pauv tau, tus nqi qis thiab tsim tau yooj yim, ua rau nws yog qhov kev xaiv zoo tshaj plaws los ntxiv cov ntoo ntsuab rau ib lub sam thiaj lossis tiaj nraum qaum tsev. Lub vaj ntse tau pov thawj kom ua tau zoo dua hauv kev siv dej thiab pab txhawb kev saib xyuas thiab saib xyuas.

Ua raws li kom paub yuav ua li cas ua koj tus kheej cov ntaub ntawv thiab app, los ntawm kev tsim lub vaj uas tuaj yeem saib xyuas los ntawm kev nias lub pob!

Kauj Ruam 1: Txheej txheem cej luam ntawm IOT System

Iot system ua haujlwm los ntawm cov txheej txheem hauv qab no. Raspberry Pi tau siv los xa cov ntaub ntawv muaj txiaj ntsig ntawm lub vaj, xws li ci ntsa iab, av noo thiab cov dej noo nyob hauv cov av los ntawm ntau yam kev ntsuas mus rau hauv huab huab. Thaum cov ntaub ntawv nyob hauv huab, nws tuaj yeem nkag los ntawm txhua qhov chaw siv lub xov tooj smartphone app uas peb tau tsim. Cov txheej txheem no thim rov qab ib yam nkaus, tus neeg siv tuaj yeem xa cov lus qhia, xws li lub xeev ntawm lub twj tso kua dej, rov qab mus rau lub vaj uas yuav ua raws li cov lus txib xav tau.

Cov hauv qab no yog qee qhov tseem ceeb ntawm peb lub vaj:

Kev tawm tswv yim tiag tiag ntawm lub vaj ntau yam kev ntsuas

Database ntawm lub vaj xwm xwm noj qab haus huv

Kev saib xyuas thoob ntiaj teb thiab kev muaj peev xwm ua haujlwm

Txau cov dej

App tswj cov dej

Cov sijhawm ua dej tsis siv neeg

Peb txiav txim siab siv Google's Firebase ua tus nruab nrab ntawm peb qhov IOT system, los tsim peb tus kheej cov ntaub ntawv huab dawb. Peb tom qab ntawd siv MIT's App Inventor los tsim cov ntawv thov smartphone uas sib xws nrog Firebase database thiab Raspberry Pi. Nws tseem tuaj yeem sib txuas lus nrog lub hauv paus nrog kev pab dawb lub tsev qiv ntawv Python.

Kauj Ruam 2: Cov Ntaub Ntawv Xav Tau:

Cov ntaub ntawv xav tau los ua iot planter tuaj yeem nrhiav tau yooj yim hauv cov khw hauv nroog lossis hauv online. Cov npe hauv qab no yog piav qhia txhua ntu uas xav tau.

HARDWARE:

1 "Ntoo Ntoo Ntoo - qhov ntev; 300cm x 10cm (raws li ntoo yuav nyob sab nraum zoov, peb xav kom kho ntoo)

1/4 "Plywood - qhov ntev; 120cm los ntawm 80cm

Daim Ntawv Tarpaulin - qhov ntev; 180 cm x 275 cm mas

PVC Yeeb Nkab - qhov ntev; ntev 30cm, Dia 2cm

Raj phais - qhov ntev; 250 cm ntev

Luj Tshib X 2

Ntoo Ntsia Hlau x 30

ELECTRONICS:

Rasberry Pi3 Qauv B

Grove Pi + Sensor Shield

12V Solenoid Valve

Vaum thiab Kub Sensor (dht11)

Hws noo Sensor

Luminosity Sensor

Relay Module

12V fais fab mov

Tus nqi tag nrho ntawm txoj haujlwm no yog kwv yees li 50 USD

Kauj Ruam 3: 3d Luam Qhov Chaw

Ntau yam khoom siv uas yuav tsum tau kho rau qhov haujlwm no tau ua nrog kev pab ntawm 3d luam ntawv. Cov npe hauv qab no muaj cov npe ua tiav ntawm ntu thiab lawv cov ntawv luam tshwj xeeb. Txhua cov ntaub ntawv STL tau muab rau hauv daim nplaub tshev txuas rau saum toj no, tso cai rau ib qho los ua lawv qhov kev hloov kho yog xav tau.

Cov yeeb nkab sib txuas x 1, 30% ntxiv

Nozzle Adapter x 3, 30% ntxiv

Tube Plug x 3, 10% infill

Nqe x 2, 30% ntxiv

Sensor Mount x 1, 20% ntxiv

Valve Adapter x 1, 20% ntxiv

Npog npog x 1, 20% ntxiv

Peb siv peb qhov Creality Ender 3 los luam tawm cov ntu, uas siv sijhawm li 8 teev rau 12 ntu.

Kauj Ruam 4: Cov phiaj xwm

Ib qho tsis txwv rau qhov ntev uas peb tau xaiv los ua peb cov cog ntoo, tab sis txuas rau saum toj no yog txhua cov ntsiab lus xav tau los ua txoj haujlwm. Hauv cov theem hauv qab no ib tus tuaj yeem hais qhia ua cov duab no los txiav ntoo.

Kauj Ruam 5: Tsim Sab

Txhawm rau tuav cov nroj tsuag peb txiav txim siab los ua cov qauv cog ntoo tawm ntawm ntoo. Sab hauv qhov ntev ntawm peb lub thawv yog 70cm los ntawm 50cm nrog qhov siab ntawm 10cm. Peb siv ntoo thuv ntoo los ua ob sab.

Siv lub ntsej muag pom peb txiav plaub daim rau qhov ntev (qhov ntev txuas saum toj no). Peb drilled qhov qhov ntawm qhov chaw cim thiab countersunk qhov kom cov ntsia hlau taub hau zaum yaug. Thaum ua tiav, peb tsav hauv 8 ntoo ntsia hlau thaum ua kom ntseeg tau tias ob sab yog plaub fab uas ua kom ruaj khov.

Kauj Ruam 6: Ntsuas Hauv Qab Vaj Huam Sib Luag

Txhawm rau ua vaj huam sib luag hauv qab peb txiav ib daim duab plaub ntawm 5mm plywood, uas peb tom qab ntawd muab ntsia hlau rau ntawm qhov chaw mus rau sab thav duab. Xyuas kom tseeb tias lub qhov yog countersunk kom cov ntsia hlau yaug nrog lub hauv paus. Qhov ntev xav tau tuaj yeem pom txuas nrog saum toj no.

Kauj Ruam 7: Qhov rau Cov Yeeb Nkab

Peb cov cog ntoo yog tsim los kom haum peb kab ntawm cov nroj tsuag. Yog li ntawd rau cov dej tso dej ib sab yuav tsum tuav cov kav dej rau cov dej nkag.

Pib los ntawm kev ntsuas cov kab nruab nrab ntawm cov sib txuas thiab kos lawv tawm ncaj ncaj ntawm sab luv ntawm tus ncej. Raws li peb tsis muaj tus me ntsis forstner, peb tau hlais 10mm lub qhov thiab tom qab ntawd nthuav nws nrog jigsaw. Txhawm rau ua kom cov npoo ntxhib ib tus tuaj yeem siv Dremel kom txog thaum cov khoom sib txuas haum.

Kauj Ruam 8: Txuas Cov Dej Dej

Txhawm rau txuas cov pob qij txha yooj yim txiav ob daim ntawm PVC yeeb nkab ntev 12 cm. Qhuav haum cov teeb tsa los tshuaj xyuas yog tias txhua yam haum haum.

Tom qab ntawd thawb rau hauv 3d luam ntawv sib koom hauv lub hauv paus qhov thiab ob lub PVC lub luj tshib txuas ntawm qhov kev tawm tsam kom txog thaum lawv yaug. Txuas lub vaj huam sib luag rov qab rau tus ncej thiab npog cov txuas los ntawm sab hauv nrog cov ntawv luam tawm 3d. Txhua qhov kev sib txuas yog kev sib txhuam haum thiab yuav tsum tsis muaj dej, yog tias tsis yog, ib tus tuaj yeem kaw cov pob qij txha nrog cov kua nplaum kub lossis Teflon daim kab xev

Kauj Ruam 9: Solenoid Valve

Txhawm rau tswj cov dej ntws mus rau hauv cov dej tso dej peb siv lub solenoid valve. Lub valve ua raws li lub qhov rooj qhib thaum lub teeb liab hluav taws xob raug xa ua nws tswj tau. Txhawm rau koom nrog nws, peb txuas ib qho kawg rau qhov dej thiab lwm qhov rau cov cog cog cov dej nkag siv cov khoom siv nruab nrab. Nws yog ib qho tseem ceeb uas yuav tsum txuas lub valve nyob rau hauv txoj kev taw qhia feem ntau yog "IN" rau cov dej nkag (tus kais dej) thiab "OUT" rau cov dej tso tawm (tus cog).

Kauj Ruam 10: Txuas Hluav Taws Xob

Hauv qab no yog lub rooj nrog ntau yam qauv thiab ntsuas nrog lawv cov chaw nres nkoj tshwj xeeb ntawm grovepi+ ntaub thaiv npog.

• Kub thiab Vaum Sensor ==> chaw nres nkoj D4
• Relay Module ==> chaw nres nkoj D3
• Hws noo Sensor ==> chaw nres nkoj A1
• Lub teeb Sensor ==> chaw nres nkoj A0

Siv daim kab xev txuas rau saum toj no raws li kev siv.

Kauj Ruam 11: Sensor Qhov Chaw

Peb tau tsim lub thawv ntim khoom uas tuav tag nrho cov khoom siv hluav taws xob nrog cov plywood uas seem. Peb txiav ntoo raws li qhov teeb tsa ntawm cov khoom siv hluav taws xob thiab kaw cov khoom ua ke. Thaum cov kua nplaum tau qhuav lawm peb tau teeb tsa lub hwj chim thiab Raspberry Pi rau hauv lub thawv ntim khoom, pub cov xov hlau ntawm lub ntsuas hluav taws xob los ntawm lub qhov. Txhawm rau npog cov qhov peb thawb rau hauv cov ntawv npog kom kaw qhov khoob.

Lub Sensor Mount muaj qhov txhawm rau txhawm rau pegs uas koj tuaj yeem nce lub ntsuas. Txuas lub luminosity thiab humidity sensor nyob rau sab saum toj thiab lub ntsuas dej noo ntawm qhov hloov kho tau. Txhawm rau ua kom lub thawv ntim tau yooj yim tshem tawm peb tau ntsaws 3D luam tawm cov nqes thiab lub ntsuas qhov ntsuas uas tso cai rau lub thawv txhawm rau ntawm tus qauv tseem ceeb. Txoj hauv kev no, lub tshuab hluav taws xob thiab iot tuaj yeem ua ke tau yooj yim rau txhua tus cog.

Kauj Ruam 12: Tsim Database

Thawj kauj ruam yog tsim cov ntaub ntawv khaws cia rau cov kab ke. Nyem rau kab ntawv txuas hauv qab no (Google firebase), uas yuav coj koj mus rau Firebase lub vev xaib (koj yuav tsum tau nkag mus nrog koj tus lej Google). Nyem rau ntawm "Pib Pib" khawm uas yuav coj koj mus rau lub firebase console. Tom qab ntawd tsim txoj haujlwm tshiab los ntawm txhaj rau "Add Project" khawm, sau qhov xav tau (lub npe, cov ntsiab lus, thiab lwm yam) thiab ua tiav los ntawm txhaj rau "Tsim Project" khawm.

Peb tsuas yog xav tau Firebase cov cuab yeej database, yog li xaiv "database" los ntawm cov ntawv qhia zaub mov ntawm sab laug. Tom ntej no nyem rau ntawm "Tsim Database" khawm, xaiv "hom kev sim" xaiv thiab nyem rau "pab". Tom ntej teeb tsa lub hauv paus rau "database sijhawm tiag tiag" hloov ntawm "huab hluav taws" los ntawm kev nyem rau ntawm cov ntawv qhia zaub mov nco rau saum. Xaiv "tab" tab thiab hloov ob "cuav" mus rau "tseeb", thaum kawg nyem rau ntawm "cov ntaub ntawv" tab thiab luam theej URL cov ntaub ntawv, qhov no yuav xav tau tom qab.

Qhov kawg uas koj yuav tsum tau ua yog nyem rau ntawm lub cim iav nyob ib sab ntawm qhov phiaj xwm phiaj xwm, tom qab ntawd ntawm "phiaj xwm phiaj xwm", tom qab ntawv xaiv "cov nyiaj pabcuam" tab, thaum kawg nyem rau ntawm "Database Secrets" thiab sau cia tus lej ruaj ntseg ntawm koj lub database. Nrog cov theem no ua tiav, koj tau ua tiav tsim koj cov ntaub ntawv huab uas tuaj yeem nkag los ntawm koj lub xov tooj ntawm tes thiab los ntawm Raspberry Pi. (Siv cov duab txuas saum toj no yog qee qhov ua xyem xyav, lossis cia li tso cov lus nug lossis tawm tswv yim hauv nqe lus tawm)

Kauj Ruam 13: Teeb App

Ib feem tom ntej ntawm IoT system yog daim ntawv thov smartphone. Peb txiav txim siab siv MIT App Inventor los ua peb tus kheej lub app tshwj xeeb. Txhawm rau siv lub app uas peb tsim ua ntej qhib qhov txuas hauv qab no (MIT App Inventor), uas yuav coj koj mus rau lawv lub vev xaib. Tom ntej no nyem rau ntawm "tsim cov apps" mus rau sab saum toj ntawm lub vijtsam thiab nkag mus nrog koj tus lej Google.

Rub tawm.aia cov ntaub ntawv uas txuas rau hauv qab no. Qhib "tab" tab thiab nyem rau ntawm "Ntshuam qhov project (.aia) los ntawm kuv lub computer" tom ntej xaiv cov ntawv uas koj nyuam qhuav rub tawm thiab nyem "ok". Hauv lub qhov rai ntu, nqes tag nrho kom txog thaum koj pom "FirebaseDB1", nyem rau nws thiab hloov kho "FirebaseToken", "FirebaseURL" mus rau qhov muaj txiaj ntsig uas koj tau khaws tseg hauv ib kauj ruam dhau los.

Thaum cov kauj ruam no ua tiav koj npaj tau rub tawm thiab teeb tsa lub app. Koj tuaj yeem rub tawm lub app ncaj qha rau koj lub xov tooj los ntawm txhaj rau "Tsim" tab thiab nyem rau ntawm "App (muab QR code rau.apk)" tom qab ntawd luam theej duab QR chaws nrog koj lub xov tooj lossis nyem "App (txuag.apk rau kuv lub computer)) "koj yuav rub tawm apk cov ntaub ntawv mus rau koj lub khoos phis tawj uas koj xav tau hloov mus rau koj lub xov tooj smartphone tom qab ntawd nruab.

Kauj Ruam 14: Ua Haujlwm Raspberry Pi

Raspberry Pi xav tau yuav tsum tau flashed nrog qhov tseeb version ntawm Raspbian (Raspbian). Yog tias koj npaj yuav siv GrovePi+ daim ntaub thaiv zoo li peb tau ua, nyem koj lub Raspberry Pi nrog qhov hloov tshiab kawg ntawm "Raspbian rau Robots" hloov chaw (Raspbian rau Robots). Thaum koj tau ua rau koj lub Raspberry Pi koj yuav tsum tau teeb tsa lub tsev qiv ntawv sej ntxiv. Qhib lub davhlau ya nyob twg thiab paste cov lus txib hauv qab no:

1. sudo pip nruab thov == 1.1.0
2. sudo pip nruab sej-firebase

Thaum qhov ntawd ua tiav, rub tawm cov ntawv txuas hauv qab no thiab khaws nws mus rau cov npe ntawm koj li Raspberry Pi. Qhib cov ntawv thiab nqes mus rau kab 32. Ntawm kab no hloov ntu uas hais tias "muab tshuaj txhuam koj qhov URL ntawm no" nrog koj cov ntaub ntawv tus lej URL uas koj tau sau tseg ua ntej, nco ntsoov muab cov URL tso rau nruab nrab ntawm '' s. Nrog rau qhov no, koj ua tiav, qhib lub davhlau ya nyob twg thiab khiav cov ntawv nab nab siv lo lus "nab nab".

Kauj ruam 15: Siv App

Lub interface ntawm peb app yog piav qhia tus kheej heev. Sab saum toj plaub lub thawv tso saib lub sijhawm tiag tiag ntawm qhov ci, qhov kub, qhov av noo thiab cov av noo cov ntsiab lus hauv feem pua. Cov txiaj ntsig no tuaj yeem hloov kho tshiab los ntawm txhaj rau "tau txais qhov muaj txiaj ntsig" khawm uas qhia Raspberry Pi txhawm rau hloov kho cov ntaub ntawv huab ua raws los ntawm "rov ua dua tshiab" khawm uas rov ua dua lub vijtsam thaum lub chaw khaws ntaub ntawv raug hloov tshiab.

Ntu ntu ntawm lub vijtsam yog rau cov dej ntws tawm. Lub pob "on" tig rau ntawm lub twj tso kua dej thaum lub pob "tawm" hloov nws tawm. Lub pob "pib" siv ntau yam ntsuas qhov ntsuas los xam cov dej xav tau txhua hnub thiab ua dej cov nroj tsuag ob zaug ib hnub thaum 8 teev sawv ntxov thiab 4 teev tsaus ntuj.

Kauj Ruam 16: Tarpaulin Liner

Raws li cov av cov av noo tuaj yeem ua rau ntoo hla lub sijhawm, peb txiav ib daim ntawv ntawm cov ntaub pua plag kom loj thiab hlua nws nyob rau sab hauv ntawm tus cog. Nco ntsoov rub nws hla ob sab thiab thaum kawg nws tuav nws nrog cov kua nplaum. Thaum ua tiav peb tau ntim cov av uas peb tau txais los ntawm kev ua liaj ua teb hauv ib cheeb tsam. Tshaj cov av sib npaug kom txog rau sab saum toj thiab tom qab ntawd kos peb kab ntawm cov dej txia dej.

Ntawm lub ces kaum ze ntawm cov kav dej haum rau lub thawv hluav taws xob thiab teeb tsa lub ntsuas dej noo mus rau hauv av. Cov no ua rau txoj haujlwm txuas yooj yim dua li lub solenoid valve nyob ze rau cov khoom siv hluav taws xob thiab tuaj yeem txuas tau yooj yim.

Kauj Ruam 17: Txau Dej Dej

Txiav peb daim ntawm lub raj phais uas ncab raws qhov ntev ntawm cov cog (ib puag ncig 70cm) qhov no yuav ua raws li txoj kab nqes loj rau cov nroj tsuag. Yog li ntawd npaj tawm qhov xav tau sib nrug nruab nrab ntawm cov nroj tsuag thiab tho qhov 1 hli qhov thiab ncua sijhawm. Kuaj yog tias cov dej ntws tau yooj yim thiab ua rau lub qhov dav yog xav tau. Siv peb lub ntsaws los kaw qhov kawg kom ntseeg tau tias cov dej raug txwv kom tawm los tsuas yog los ntawm qhov dej ntws.

Me ntsis tso cov raj rau hauv av thiab koj npaj tau dej koj cov nroj tsuag!

Kauj Ruam 18: Cog Qoob loo

Cov duab saum toj no yog qhov tshwm sim ntawm iot vaj ua haujlwm tau ib hlis. Cov nroj tsuag muaj kev noj qab haus huv thiab peb tswj kom cog tshuaj ntsuab xws li mint thiab coriander.

Los ntawm kev sim, peb tau pom tias hom pib-txuag dej ze txog 12% ntawm cov dej ib hnub. Raws li cov nroj tsuag tau ywg dej los ntawm kev ywg dej, lawv cov hauv paus hniav ncaj ncaj muab ntau qhov chaw kom loj hlob ntau cov nroj tsuag hauv cov cog. Tsuas yog qhov tsis zoo uas peb tau pom yog tias cov nroj tsuag loj xav tau av ntau dua. Uas tau hais vim yog kev tsim kho modular tuaj yeem yooj yim ntxiv lub hauv paus tob rau lawv cov kev xav tau.

Txhawm rau xaus, cov txheej txheem no tsis tsuas yog ua rau koj lub vaj muaj txiaj ntsig zoo dua tab sis tseem ua kom muaj kev noj qab haus huv ntawm koj cov nroj tsuag raws li cov lus tawm tswv yim lub sijhawm tiag tiag muab txoj hauv kev muaj zog los muab cov dej kom raug thiab hnub ci. Peb cia siab tias cov lus qhia tau muaj txiaj ntsig thiab nws yuav pab koj loj hlob koj tus kheej lub vaj iot.

Zoo siab ua!

Thawj qhov khoom plig hauv IoT Challenge