Carassus_IoT_electronic_project: 5 Schritte

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Dieses Dokument soll Ihnen ermöglichen, einen halbautomatischen Teich mit minimaler menschlicher Interaktion zu bauen.

Dank eines Arduino wird dieses Projekt die Fische eines Teiches füttern. Das Fischfutter wird in einem Tank gelagert. Eine Filterpumpe startet, wenn die klimatischen Bedingungen, gemessen durch Temperatursensoren und photoresistive Zelle, erfüllt sind.

Schritt 1: Materialien

Um dieses Projekt durchzuführen, werden mehrere Materialien benötigt. Für den Bau des Rahmens wurden hauptsächlich Recycling- und Rohstoffe verwendet. Hier ist eine Liste der von uns verwendeten Komponenten:

• Holzbrett zum Bau des Rahmens (recycelte Materialien)
• Elektrokasten (recycelte Materialien)
• Elektrischer Anschlussblock (recycelte Materialien)
• Arduino Uno (bei Amazon gekauft)
• Leistungsschalter 10A C Kurve (recycelte Materialien)
• Arduino-Servomotor (bei Amazon gekauft)
• Fotozelle (bei Amazon gekauft)
• Schütz 5V (bei Amazon gekauft)
• Echtzeituhr (RTC DS3231) (bei Amazon gekauft)
• Vergleichsstellenkompensator MAX6675 (bei Amazon gekauft)
• K Thermoelementsonde (bei Amazon gekauft)
• Teichfilterpumpe 230V (recycelte Materialien)
• 220 Ohm Widerstand (bei Amazon gekauft)
• Brotdose (bei Amazon gekauft)
• Eine leere 5-Liter-Plastikflasche (recycelte Materialien)
• Rohre (Recyclingmaterialien)
• 3D gedrucktes Ventil

Schritt 2: Struktur

Um alle Komponenten zu tragen, wurde eine Holzkonstruktion hergestellt. Diese Struktur der 5L-Flasche, um sie mit Fischfutter zu füllen. Ein Rohrsystem führt die Lebensmittel zu einem Ventil (in 3D gedruckt) und verwaltet die Menge der angelieferten Lebensmittel.

Die Rohre bestehen aus PVC-Rohr, das mit Klebstoff zusammengebaut wird. Das Ventil ist in den Rohren befestigt und in 2 Teile geteilt: die Achse und das Ventil. Zuerst muss die Achse quer durch die PVC-Rohre fixiert werden und dann kann die Achse über eine Schraubverbindung mit der Ventilplatte verbunden werden.

Das Ventil kann mit der stp-Datei gedruckt werden.

Schritt 3: Elektronische Box

Ein neben der Holzkonstruktion installierter Elektrokasten schützt die gesamte elektrische Anlage. In unserem Fall ist der Elektrokasten unter der Platine installiert, die die Lebensmittelversorgung unterstützt.

Der Schutzschalter dient zum Schutz der 230V-Pumpe vor einem Kurzschluss, mehrere elektrische Klemmen ermöglichen die Verdrahtung der Pumpen.

Das Arduino Uno und das Steckbrett werden in der Elektrobox befestigt: Das Arduino ist mit Silikon verklebt das Steckbrett ist selbstklebend.

Im Elektrokasten sind zwei Löcher angebracht, damit das Pumpenstromkabel und das allgemeine Stromkabel hindurchgeführt werden können.

Die Himbeere wird über ihren Transformator mit Strom versorgt, der an eine 230-V-Steckdose angeschlossen werden muss, die auf dem obigen Diagramm nicht sichtbar ist. Das neben den Leistungsschaltern eingesetzte Steckmodul kann separat erworben werden. Wir verwenden einen externen USB-Akku.

Schritt 4: Verdrahtung der Elektrobox

Die Projektverkabelung besteht aus zwei Teilen: einer in sehr niedriger Spannung (5V) und der andere in einer niedrigen Spannung (230V).

Der Niederspannungsteil versorgt die Pumpe über die Steuerkontakte der 5V-Schütze und versorgt auch den Raspberry über seinen Transformator.

Die sehr niedrige Spannung versorgt den Raspberry, den Arduino und den Betrieb aller elektronischen Komponenten (RTC, Vergleichsstellenkompensator, Fotozelle, 5V-Schütz, …).

Dieser Strom wird vom Transformator an den Raspberry geliefert und dann den Arduino über eine USB-Verbindung mit Strom versorgt. Das USB-Kabel stellt auch Daten im Arduino wieder her, um die Diagramme zu generieren.

So verdrahten Sie den Arduino mit sehr niedriger Spannung:

Ein Kabel vom TGBT wird eingeführt, um die Niederspannung an den Schaltkasten zu liefern. Dann passiert es den Schutzschalter 10A, um die Pumpe zu schützen.

So verdrahten Sie den Arduino-Niederspannungsteil:

Schritt 5: Programmierung Arduino, Python und PHP

Installation des Webservers

Wir müssen einen Webserver installieren, um das Diagramm zu visualisieren. Wir werden Apache wegen seiner PHP-Kompatibilität und einfachen Installation verwenden. Dazu verbinden wir uns per SSH mit dem Raspberry Pi und führen die folgenden Befehle aus:

sudo apt install apache2 php php-mbstring

sudo chown -R pi:www-data /var/www/html

sudo chmod -R 770 /var/www/html

Jetzt befindet sich alles, was wir im Verzeichnis /var/www/html ablegen, in unserem Webserver. Um zu testen, ob alles funktioniert, werden wir PHP verwenden, um uns einige Informationen zu geben, wenn wir auf den Server zugreifen.

sudo rm /var/www/html/index.html

echo "" > /var/www/html/index.php

Wenn wir in einem Webbrowser auf die IP-Adresse des pi zugreifen, sehen wir einige Informationen über PHP. Standardmäßig müssen wir nichts nach der IP des pi einfügen, da es jede Datei mit dem Namen index verwendet. Jetzt müssen wir nur noch unsere Dateien im Verzeichnis /var/www/html ablegen und können auf das Diagramm zugreifen und es nach Belieben neu laden.

Um de reader.py zu starten, müssen wir eine neue Zeile in der rc.local anhängen. Wir müssen auf die Himbeere per ssh-Protokoll zugreifen. Schreiben Sie diese Zeile, um die rc.local zu ändern:

nano /etc/rc.local

Jetzt können wir diese Zeile anhängen: /usr/bin/python3 /var/www/html/Projet/reader.py & um direkt die Datei reader.py zu starten.

Wir müssen das HTML-Verzeichnis in den Pfad /var/www/ legen. Wenn die Himbeere mit Strom versorgt wird, stellt sie jede Sekunde die Temperatur- und Lichtdaten im Arduino wieder her, um ein Diagramm zu erstellen.