Smart IoT Garden - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Wenn Sie wie ich sind, mögen Sie frisches Obst und Gemüse auf Ihrem Teller, aber Sie haben nicht genug Zeit, um einen anständigen Garten zu pflegen. Diese Anleitung zeigt Ihnen, wie Sie einen intelligenten IoT-Garten bauen (ich nenne ihn: Green Guard), der Ihre Pflanzen für Sie bewässert und Sie vor gefährlichen Situationen warnt wie: zu viel Sonnenlicht, nicht genug Sonnenlicht und kein Wasser.

Dies alles wird erreicht, indem ein paar einfache Sensoren und ein Aktor verwendet werden, der von einem Raspberry Pi gesteuert wird. Auf der Website können Sie die Messungen dieser Sensoren anzeigen und die Kontrolle über den Wasserfluss übernehmen.

Schritt 1: Materialien & Werkzeuge

Materialien:

• 1x Raspberry Pi 4
• 1m Klavierscharnier
• 1x Batteriehalter 8x AA
• 8x AA-Batterien
• *1x Magnetventil 12V 1/2"
• 3m Wasserschlauch (Kunststoff, Nylon…) 12mm
• 1x Saitenhalter T-Form
• 2x Saitenhalter 1/2" 12mm
• 5x Schlauchschelle
• 1x 5 Liter Kanister
• 4m Holzbretter
• 1x Holzplatte 100cm / 50cm
• 1x Teichfolie 2m / 1m
• Mindest. 50 Schrauben
• 1x Steckbrett
• 2x Magnetverschlüsse
• 1x npn-Transistor
• 1x Temperatur- & Feuchtigkeitssensor
• 1x LDR-Lichtsensor
• 1x Bodenfeuchtesensor
• 1x LCD-Anzeige
• 2x 1/2" Paspel L-Form

Dieses Dokument zeigt Ihnen, woher ich diese Materialien habe.

*Es ist wichtig, dass das Magnetventil keinen Mindestbetriebsdruck hat. Wenn dies der Fall ist, wird das Wasser schwer durchkommen.

Werkzeuge:

• Gehrungssäge (optional: jede andere Art von Säge)
• Handbohrmaschine (optional: Schraubendreher)
• Tacker (optional: Schrauben)
• Holzkleber

Schritt 2: Aufbau der Schaltung

Folgende Komponenten werden mit dem Raspberry Pi verbunden:

• MCP3008

  • LDR-Lichtsensor
  • Bodenfeuchtesensor
• DHT11 Feuchtigkeits- und Temperatursensor

• PCF8574

  LCD Bildschirm

• TIP120-Transistor

  Magnetventil

Zwei der Sensoren (LDR und Bodenfeuchte) sind mit einem MCP3008 verbunden, der das Auslesen analoger Signale vom Raspberry Pi ermöglicht. Ich verwende den PCF8574, um Daten auf das LCD zu schreiben, da er viele GPIO-Pins spart.

Sie können beim Aufbau der Schaltung einfach dem obigen Bild folgen.

Schritt 3: Einrichten der Datenbank

Um wirklich die volle Kontrolle über Ihren Garten zu haben, sollten Sie eine Zeitleiste sehen, die alle Messungen Ihrer Sensoren anzeigt. Ich verwende eine SQL-Datenbank, um alle diese Messungen zu speichern.

Ich habe eine in sich geschlossene Datei vorbereitet, die die gesamte für dieses Projekt benötigte Datenbank enthält. Sie finden diese im Ordner database-export in meinem Git-Repository und importieren diese Datenbank in MySQL Workbench, indem Sie server > data import öffnen und dann die eigenständige Datei auswählen und eine neue Datenbank erstellen.

Diese Datenbank enthält vier Tabellen: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning und tblaction. Tbldevice enthält alle Sensoren und den Aktor. Die Meldungen in tblwarning sind auf Niederländisch, aber Sie können sie leicht ändern, indem Sie auf das Ausführen-Symbol in der Tabelle klicken, die Meldungen ändern und die Änderungen übernehmen. Tblaction enthält Aktionen, die von dem Programm ausgeführt werden können, über das ich im nächsten Schritt sprechen werde. Diese Aktionen sind z. B.: Temperatur messen, Magnetventil automatisch aktivieren…

Schritt 4: Programmierung

Sie finden den gesamten erforderlichen Code in meinem Git-Repository. Frontend und Backend.

Dieses Programm erledigt alle technischen Dinge wie: Sensordaten lesen, Aktor aktivieren…

Oben sehen Sie einige Bilder der Website. Es ist auf Niederländisch, aber du

Schritt 5: Aufbau der Grundform des Gartens

Der erste Schritt bei der Realisierung des physischen Projekts ist der Bau der Grundverkleidung des Gartens. Beginnen Sie mit dem Sägen einiger Bretter in den folgenden Abmessungen:

• a - 2x 100cm / 20cm
• b - 2x 46,4cm / 20cm
• c - 1x 46,4 cm / 18,2 cm
• d - 1x 46cm / 18cm
• e - 1x 15cm / 20cm
• f - 1x 31cm / 20cm

Zuerst Bretter a auf beiden Seiten der Holzplatte anbringen. Die Befestigung erfolgt am besten in vier Schritten:

1. Löcher in die Platte bohren, wo die Schrauben durchgehen
2. Verwenden Sie einen Senkbohrer, um Platz für den Schraubenkopf zu schaffen
3. Legen Sie eine Linie Holzleim an die Stelle, an der die Diele befestigt wird
4. Legen Sie die Diele auf den Kleber und bohren Sie die Schrauben durch die zuvor gebohrten Löcher

5 Schrauben reichen aus, um die Dielen zu halten a. Dann kannst du das gleiche mit Dielen b machen, für die ich 3 Schrauben unten und 2 seitlich verwendet habe.

Schritt 6: Bauen Sie den Wasserbehälterhalter

Befestigen Sie die Planke e in der Ecke, die Sie im Bild sehen können, mit der Methode, die ich im vorherigen Schritt erklärt habe. Sie können dies ganz einfach selbst tun, indem Sie ein Stück Holz und eine Muschel verwenden (siehe zweites Bild).

Um diese Planke zu stützen, machen Sie einen kleinen Holzbalken mit 45-Grad-Winkelseiten oben und unten. Um sicherzustellen, dass es den Boden berührt, wenn es an der aufrechten Diele befestigt wird, zeichnen Sie eine Linie, wo die Oberseite gesägt werden soll, wie ich es im dritten Bild tue.

Als nächstes verwenden Sie etwas Altholz, um einen Rahmen zu bauen, der für den von Ihnen verwendeten Kanister geeignet ist. Befestigen Sie den Rahmen mit Holzleim an der Plattform. Der Rahmen, den ich gemacht habe, war nicht ganz eben, also schraubte ich ihn mit zwei Muscheln fest, während er geklebt war, und ließ ihn für eine Nacht fest werden.

Schließlich müssen Sie die L-förmige Rohrleitung am Boden des Kanisters anbringen und ein Loch in die Planke bohren, die den Kanister stützt, damit die Rohrleitung hindurchgehen kann. Zum Anbringen der Keder habe ich ein passendes Kederstück auf eine Metallplatte geschweißt, die ich mit Sikaflex-Universalkleber am Kanister befestigt habe. Alternativ können Sie einfach ein Stück Schlauch in das Loch im Kanister stecken und genügend Universalkleber darauf geben, damit es an Ort und Stelle bleibt. Sie können das Loch unter dem Kanister mit einem Lochsägenbit für Ihre Handbohrmaschine bohren.

Schritt 7: Anschließen der Rohrleitungen und Schläuche

Bringen Sie vor dem Anschließen der Schläuche die Teichfolie an der Innenseite des Gartenteils des Projekts an. Ich habe es an der Außenseite des Projekts mit einer Heftpistole befestigt. Sie können Eckstücke so falten, dass sie gut passen, und Teile wegschneiden, an denen zu viel Folie ist.

Wenn dies erledigt ist, können Sie beginnen, 2 Löcher vom Gartenteil zum Managementteil in ca. 15 cm Höhe zu bohren, damit die Schläuche zum Garten selbst gelangen. Sie können die Splittermenge reduzieren und die Folie durchbohren, indem Sie 2 Holzstücke auf der Diele befestigen und wie im Bild oben durchbohren. Sie können zwei Rohre durch die Löcher stecken und in der Mitte hinter der Diele verbinden. Dann können Sie einige 2,5 mm Löcher in die Rohre bohren, damit das Wasser austreten kann (und vergessen Sie nicht, ein Loch an der Oberseite des Rohres zu bohren, damit das Wasser weiterfließen kann, während das Magnetventil geschlossen ist).

Bohren Sie zwei Löcher (nicht ganz durch) am Ende des Gartens, um das Ende der Rohre zu befestigen. Kleben Sie 2 zylindrische Metallstücke auf die Innenseite der Löcher und schieben Sie das Ende der Rohre darüber.

Als nächstes befestigen Sie ein Stück Holz an der Bodenplatte neben dem Wasserbehälter (wie im Bild). Hier ruht das Magnetventil, also testen Sie seine Position, um sicherzustellen, dass Ihr Magnetventil darauf passt. Befestigen Sie auf diesem Stück ein L-förmiges Metallstück, an dem das Magnetventil befestigt wird.

Schritt 8: Elektronik integrieren

Beginnen Sie damit, zwei Holzstücke zu formen. Eine für DHT11 und LDR und eine für den Bodenfeuchtesensor. Sie können diese Teile in den Bildern oben sehen. Befestigen Sie sie wie in den Bildern gezeigt.

Sie können die Drähte des DHT11 und des LDR verstecken, indem Sie ein Stück Teichfolie darüber heften und durchstecken. Bohren Sie ein Loch, durch das die Drähte gehen können.

Als nächstes, um das Loch für das LCD-Display zu machen, bohren Sie zwei Löcher an den diagonalen Enden des Raums für das LCD und verwenden Sie eine Bügelsäge, um ein Rechteck auszusägen.

Sie können das Steckbrett, den Raspberry Pi und den 12-V-Akku hinter dem LCD in der Ecke platzieren (und mit Klettverschluss festhalten). Dann verwenden Sie eine Plastikbox, schneiden 2 Seiten aus und legen sie über die Elektronik, um sie vor Tropfwasser zu schützen. Das Aufkleben eines kleinen Holzstücks auf die Bodenplatte neben der Kunststoffbox hält sie an Ort und Stelle.

Schließlich bohren Sie eine Reihe von Löchern knapp unterhalb der Höhe der Kunststoffbox, damit die heiße Luft des Raspberry Pi entweichen kann.

Schritt 9: Scharniere anbringen

Jetzt müssen Sie nur noch die letzten beiden Bretter anbringen, die Sie zu Beginn gesägt haben.

Zuerst die rechte untere Ecke der Diele an der Seite absägen. Hier geht das Stromkabel durch.

Dann können Sie die Scharniere wie auf den Bildern oben auf die Dielen schrauben.

Schritt 10: Schließen

Wenn Sie sich entscheiden, dieses Projekt selbst zu machen, lassen Sie es mich in den Kommentaren wissen (:

Danke fürs Lesen.