Automatisiertes Gartensystem auf Raspberry Pi für draußen oder drinnen gebaut - MudPi - Gunook

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

Sie arbeiten gerne im Garten, finden aber keine Zeit, ihn zu pflegen? Vielleicht haben Sie Zimmerpflanzen, die ein wenig durstig aussehen oder nach einer Möglichkeit suchen, Ihre Hydrokultur zu automatisieren? In diesem Projekt werden wir diese Probleme lösen und die Grundlagen von MudPi erlernen, indem wir ein automatisiertes Gartensystem bauen, das uns dabei hilft, sich um die Dinge zu kümmern. MudPi ist ein Open-Source-Gartensystem, das ich entwickelt habe, um auf einem Raspberry Pi basierende Gartenressourcen zu verwalten und zu pflegen. Sie können MudPi sowohl für Indoor- als auch für Outdoor-Gartenprojekte verwenden, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind, da das Design individuell angepasst werden kann.

Heute beginnen wir mit einem grundlegenden Setup, das ich zu Hause verwendet habe, um zu sehen, wie MudPi eingesetzt werden kann, um einen Garten im Freien zu verwalten und die Bewässerung zu steuern. In diesem Tutorial erfahren Sie, wie Sie einen Hauptcontroller bereitstellen, auf dem MudPi ausgeführt wird. Gegen Ende wird es einige zusätzliche Ressourcen für diejenigen geben, die ihre Setups über die Grundlagen hinaus erweitern möchten oder mehr über verschiedene Setups wie Indoor erfahren möchten. MudPi kann für eine Vielzahl von Setups konfiguriert werden und es gibt eine Reihe von Dokumentationen auf der Projektseite.

Lieferungen

Fühlen Sie sich frei, spezifische Sensoren oder Komponenten hinzuzufügen oder zu entfernen, die Sie für Ihr eigenes System benötigen, da Ihre Anforderungen von meinen abweichen können.

Allgemeine Lieferungen

• Raspberry Pi mit Wifi (ich habe Pi 3 B verwendet)

  Debian 9/10

• Monitor/Tastatur/Maus (für Pi-Setup)
• SD-Karte für Raspbian (8GB)
• Kabel für den Außenbereich (4-adrig)
• Wasserdichte Anschlussdose für den Außenbereich
• Kabelverschraubungen
• DIN-Schiene (zur Montage von Leistungsschaltern und DC-Versorgung)
• PVC-Schlauch
• Bohrer mit Spatenbits

Elektronisches Zubehör

• DHT11 Temperatur-/Feuchtigkeitssensor
• Flüssigkeitsstandsensor x2
• 2-Kanal-Relais

• 12-V-Pumpe (oder 120 V, wenn Sie Netzspannung verwenden)

  DC-DC-Wandler, wenn Sie 12V. verwenden

• 5v Netzteil

  oder DC-Netzteil (wenn pi über das Stromnetz gespeist wird)

• 10k Widerstände für Pull Up/Down

Werkzeuge

• Schraubenzieher
• Abisolierzange
• Multimeter
• Lötkolben
• Lot
• Schrauben (für Montageboxen außen)
• Silikonkalk

Schritt 1: Garten- und Bewässerungsplanung

Stellen Sie sicher, dass Ihre Bewässerung geplant ist, wenn Sie ein neues System einrichten. Es ist wichtig, dass diese Dinge bereits vorhanden sind, wenn Sie die Hardware vorbereiten, damit Sie Ihre Komponentenanforderungen kennen. Bedürfnisse können sich im Laufe der Zeit ändern, aber es empfiehlt sich, sich auf die Zukunft vorzubereiten. Ihre beiden Hauptoptionen der Wasserversorgung sind entweder die Verwendung einer Pumpe in einem Wasserbehälter oder ein Schlauch mit einem Magnetventil zum Öffnen und Schließen der Leitung. Die Wahl liegt bei Ihnen, je nach Ihren Gartenbedürfnissen. Ein größeres, komplexeres System kann beides nutzen (d. h. Wasser durch Magnetventile zur Zonenbewässerung pumpen). Wenn Sie MudPi in Innenräumen verwenden möchten, verwenden Sie wahrscheinlich eine Pumpe, wenn überhaupt. MudPi kann Ihre Zimmerpflanzenbeleuchtung auch über ein Relais steuern.

Maker-Tipp: Denken Sie daran, dass Sie Ihr Projekt in jedem Maßstab erstellen können. Wenn Sie MudPi zum ersten Mal ausprobieren möchten, versuchen Sie einfach etwas wie eine Wasserflasche und eine 3,3-V-Pumpe, um eine Zimmerpflanze zu gießen!

Denken Sie auch an die Möglichkeiten der Wasserversorgung. Werden Sie Tropfleitungen, einen Einweichschlauch oder Sprinkler verwenden? Hier sind einige gängige Methoden:

• Sprinkler
• Einweichschlauch
• Tropflinien
• Manuelles Handwasser

Um zu verhindern, dass der Umfang dieses Tutorials zu groß wird, nehmen wir an, dass Sie bereits eine Bewässerung installiert haben und diese nur automatisieren möchten. In meinem Setup habe ich einen Wassertank mit einer Pumpe, die an einige Tropfleitungen angeschlossen ist. Lassen Sie uns lernen, wie man diese Pumpe automatisieren kann.

Schritt 2: Sensoren & Komponentenplanung

Der andere wichtige Planungsaspekt, den Sie berücksichtigen sollten, ist, welche Daten Sie von Ihrem Garten erhalten möchten. Normalerweise sind Temperatur und Luftfeuchtigkeit immer nützlich. Die Erkennung von Bodenfeuchtigkeit und Regen ist großartig, wird jedoch für eine Inneneinrichtung möglicherweise nicht benötigt. Es wird Ihre endgültige Entscheidung sein, welche Bedingungen für Ihre Bedürfnisse zu überwachen sind. Für unser grundlegendes Outdoor-Tutorial werden wir Folgendes überwachen:

• Temperatur
• Feuchtigkeit
• Wasserstände (Schwimmerschalter x2)

Ich habe 5 Wasserstandssensoren verwendet, um in einem großen Tank Füllstände von 10 %, 25 %, 50 %, 75 % und 95 % zu bestimmen. In diesem Tutorial werden wir der Einfachheit halber 10% für kritisch niedrig und 95% voll machen.

Vielleicht möchten Sie auch Geräte in Ihrem Garten steuern. Wenn Sie vorhaben, eine Pumpe oder Lichter umzuschalten, die nicht mit 3,3 V (dem pi-GPIO-Limit) betrieben werden, benötigen Sie ein Relais. Mit einem Relais können Sie Stromkreise mit höherer Spannung steuern, während Sie eine niedrigere Spannung zum Umschalten des Relais verwenden. Für unsere Zwecke haben wir eine Pumpe, die mit Spannungen über 3,3 V läuft, daher benötigen wir ein Relais zum Umschalten der Pumpe. Zur Steuerung der Pumpe wird nur ein einziges Relais benötigt. Obwohl ich für zukünftige Zwecke (und weil Relais billig sind) ein 2-Kanal-Relais installiert und den Zusatzsteckplatz für spätere Upgrades freigelassen habe.

Das Wichtigste bei der Planung ist die Stromversorgung. Wie der Pi mit Strom versorgt wird und woher. Sie sollten auch darüber nachdenken, welche Geräte Sie verwenden und wie sie ihre Leistung erhalten. Normalerweise kann der Pi über ein USB-Netzteil mit Strom versorgt werden, aber dafür ist ein eigener Stecker erforderlich. Wenn wir andere Geräte mit höheren Spannungen versorgen, kann ein DC-zu-DC-Netzteil verwendet werden, um die Spannungen für den Pi auf 5 V zu senken. Wenn Sie vorhaben, ein Netzteil zum Herunterfahren der Spannungen zu erhalten, empfehle ich, nicht die billigste Option zu wählen.

Denken Sie daran, dass der Raspberry Pi standardmäßig nur digitales GPIO unterstützt. Dies bedeutet, dass Sie nicht einfach einen Bodensensor anschließen können, der analoge Messwerte zum Pi GPIO aufnimmt. Um mit analogen Komponenten kompatibel zu sein, müssen Sie einen Mikrocontroller mit analoger Unterstützung wie einen Arduino oder ESP32 (oder ESP8266) verwenden.

Glücklicherweise unterstützt MudPi die Steuerung solcher Geräte wie Slave-Knoten, um Befehle für mehrere Geräte von einem Hauptcontroller (dem Pi) auszugeben. Dies ermöglicht einen Hauptcontroller mit mehreren Sensoreinheiten, die er zusammen mit ihren angeschlossenen analogen Komponenten steuern kann. Ich habe eine Hauptsteuerung verwendet, um den Pumpenbereich und eine Sensoreinheit für jedes Hochbeet zu überwachen. Heute können wir mit dem Aufbau des Hauptcontrollers fortfahren, um zu beginnen.

Schritt 3: Vorräte sammeln

Es ist Zeit für uns, unsere Materialien zu sammeln. Die Komponenten und Werkzeuge, die in diesem Build verwendet werden, sind alle im Handel erhältlich, um es anderen leicht zu machen, ihre eigenen zu Hause zu bauen. Die meisten können online oder in lokalen Baumärkten gefunden werden. Die genaue Stückliste hängt von Ihrem spezifischen Gartenlayout ab. Für dieses Tutorial werden wir uns wie geplant auf das Wesentliche beschränken, um eine laufende Einheit zu erhalten, bevor es weitergeht.

Hinweis: Ich möchte an dieser Stelle anmerken, wenn Sie planen, netzspannungslose Komponenten umzuschalten, seien Sie bitte VORSICHTIG! Es ist wichtig, dass Sie beim Bauen von Elektronik sicher sind und nicht an hohen Spannungen herumbasteln, wenn Sie nicht wissen, was Sie tun. Vor diesem Hintergrund habe ich in meinem Heim-Setup eine 120-V-Pumpe verwendet. Der Vorgang ist für eine 12-V-Pumpe gleich, mit dem Hauptunterschied, dass ein 12-V-Regler benötigt wird. Sie können auch Relais verwenden, um Lichter oder andere Geräte umzuschalten.

Schritt 4: MudPi auf dem Raspberry Pi installieren

Mit einem fertigen Plan und den verfügbaren Materialien ist es an der Zeit, die Hardware vorzubereiten. Um zu beginnen, sollten Sie Ihren Raspberry Pi für die Installation von MudPi vorbereiten. Sie benötigen einen Raspberry Pi mit Wifi-Funktionen, auf dem Debian 9 oder höher ausgeführt wird. Wenn Sie Raspbian noch nicht installiert haben, müssen Sie Raspbian von deren Seite hier herunterladen.

Schreiben Sie die heruntergeladene Bilddatei mit einem Bildschreiber Ihrer Wahl auf die SD-Karte. Raspberry Pi hat eine Anleitung zum Schreiben der Dateien auf eine SD-Karte, wenn Sie Hilfe benötigen.

Stecken Sie die SD-Karte in Ihren Pi und schalten Sie ihn ein. Verbinden Sie Ihren Pi über die GUI mit dem WLAN, wenn Sie Raspbian Desktop installiert haben, oder indem Sie die Datei /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf über das Terminal auf Raspbian Lite bearbeiten.

Das nächste, was Sie tun sollten, nachdem das WLAN verbunden ist, ist das Ausführen von Updates und Upgrades auf dem Pi.

Um die Pi-Anmeldung zu aktualisieren und vom Terminal aus auszuführen:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Nach Abschluss des Neustarts

sudo neu starten

Nachdem der Pi wieder hochgefahren ist, können wir nun MudPi installieren. Sie können dies mit dem MudPi-Installer mit dem folgenden Befehl tun:

curl -sL https://install.mudpi.app | bash

Das Installationsprogramm kümmert sich um alle benötigten Pakete und Konfigurationen für MudPi. Standardmäßig wird MudPi im Verzeichnis /home/mudpi installiert, wobei sich der Kern unter /home/mudpi/core befindet.

Sie können MudPi manuell mit dem folgenden Befehl ausführen:

cd /home/mudpi

mudpi --debug

MudPi hat jedoch einen Supervisor-Job, der ihn für Sie ausführt. Außerdem benötigen Sie zuerst eine Konfigurationsdatei, bevor Sie MudPi ausführen. Um eine Konfigurationsdatei zu erstellen, müssen Sie wissen, welche Pins Sie mit welchen Komponenten verbunden haben, was im nächsten Schritt erfolgt. Weiter!

Schritt 5: Schließen Sie Sensoren und Komponenten zum Testen an den Pi an

Der nächste Schritt besteht darin, unsere Komponenten mit dem Pi zu verbinden. (Bitte beachten Sie, dass ich zusätzliche Komponenten auf dem Foto getestet habe) Möglicherweise verwenden Sie Jumperdrähte und Steckbretter zum Testen, was in Ordnung ist. Denken Sie daran, auf etwas Zuverlässigeres aufzurüsten, wenn Sie eine endgültige Einheit für das Feld bauen.

Verbinden Sie den DATA-Pin des DHT11/22-Sensors mit dem GPIO-Pin 25.

Verbinden Sie den DHT11/22 mit Strom und Masse.

Verbinden Sie jeweils ein Ende der 2 Flüssigkeitsschwimmersensoren mit den GPIO-Pins 17 und 27 mit 10k Pull-Down-Widerständen.

Verbinden Sie die anderen Enden der Schwimmersensoren mit 3,3 V, so dass der GPIO normalerweise auf LOW gezogen wird, aber HIGH ist, wenn der Schwimmerschalter schließt.

Befestigen Sie die 2-Kanal-Relais-Kippstifte an den GPIO-Pins 13 und 16.

Schließen Sie das Relais 5V an die Stromversorgung und Masse an Masse an.

Um die Hochspannungsanschlüsse des Relais kümmern wir uns in einem späteren Schritt, wenn wir die Stecker anschließen. Im Moment sollten wir bereit sein, die MudPi-Konfigurationsdatei zu erstellen und die Komponenten zu testen.

Schritt 6: MudPi. konfigurieren

Mit den angeschlossenen Sensoren und Komponenten können Sie die MudPi-Konfigurationsdatei erstellen und testen, ob alles funktioniert, bevor Sie die Gerätemontage abschließen. Um MudPi zu konfigurieren, aktualisieren Sie die Datei mudpi.config im Verzeichnis /home/mudpi/core/mudpi. Dies ist eine JSON-formatierte Datei, die Sie aktualisieren können, um Ihre Komponentenanforderungen zu erfüllen. Achten Sie bei Problemen auf die richtige Formatierung.

Wenn Sie die folgenden Schritte ausführen, funktioniert die folgende Konfigurationsdatei für die von uns verbundenen Komponenten:

{ "mudpi": { "name": "MudPi", "debug": false, "location": { "latitude": 40, "longitude": -88 } }, "sensor": [{ "interface": "dht_legacy", "name": "dht", "key": "dht", "pin": 25 }, { "interface": "gpio", "name": "float1", "key": "float1 ", "pin": "D17" }, { "interface": "gpio", "name": "float2", "key": "float2", "pin": "D27" }], "toggle": [{ "interface": "gpio", "pin": "D13", "name": "Pump", "key": "pump", "invert_state": false, "max_duration": 960 }, { "interface ": "gpio", "pin": "D16", "name": "Extra", "key": "extra", "invert_state": false }], "trigger": [{ "interface": "cron ", "name": "Tägliche Pumpe 12 Stunden", "key": "turn_on_pump", "schedule": "0 */12 * * *", "actions": [".pump.turn_on"] }, { "interface": "cron", "name": "Daily Pump Off", "key": "turn_off_pump", "schedule": "15 */12 * * *", "actions": [".pump.turn_off "] }]}

In der obigen Konfiguration ist viel los. Ich empfehle, in den Konfigurationsdokumenten nach detaillierteren Informationen zu suchen. Wir setzen DHT11 und Floats im Sensorarray und setzen die Relaiseinstellungen in das Toggle-Array. Die Automatisierung erfolgt durch das Setzen von Triggern und Aktionen. Ein Trigger ist eine Möglichkeit, MudPi anzuweisen, auf bestimmte Bedingungen zu achten, bei denen wir Maßnahmen ergreifen möchten, z. B. eine zu hohe Temperatur. Ein Trigger ist nicht allzu nützlich, bis wir ihm eine Aktion zum Triggern zur Verfügung stellen. In der obigen Konfiguration gibt es zwei Zeitauslöser. Ein Zeit-Trigger benötigt eine formatierte Zeichenfolge für einen Cron-Job, um zu bestimmen, wann er aktiviert werden soll. Die obigen Zeitauslöser werden alle 12 Stunden (also zweimal täglich) eingestellt. Sie lösen die beiden von uns konfigurierten Aktionen aus, die nur unser Relais mit einem von MudPi ausgegebenen Ereignis ein- und ausschalten. Der zweite Auslöser ist um 15 Minuten versetzt, sodass sich unsere Pumpe einschaltet und 15 Minuten lang bewässert, bevor sie wieder ausgeschaltet wird. Dies geschieht täglich zweimal täglich.

Jetzt können Sie MudPi neu starten, indem Sie dem Supervisor sagen, dass er das Programm neu starten soll:

sudo Supervisorctl Neustart mudpi

MudPi sollte jetzt die Konfigurationen neu laden und im Hintergrund laufen, Sensoren lesen und auf Ereignisse warten, um die Relais umzuschalten. Sie können überprüfen, ob MudPi läuft mit:

sudo Supervisorctl-Status mudpi

MudPi speichert auch Protokolldateien im Verzeichnis /home/mudpi/logs. Wenn Sie auf Probleme stoßen, ist dies ein guter Ort, um zuerst zu überprüfen.

Wenn Sie überprüft haben, dass MudPi ausgeführt wurde, ist es an der Zeit, mit der Endmontage des Geräts zu beginnen. Fahren Sie den Raspberry Pi herunter und lassen Sie die Hardware zusammenbauen.

Schritt 7: Komponenten auf Prototypenplatine löten

Nachdem MudPi nun konfiguriert ist, können Sie mit der Arbeit an der Hardware fortfahren. Komponenten, die in der Box verbleiben, sollten für mehr Stabilität auf eine Prototypenplatine gelötet werden als Überbrückungsdrähte. Es ist nicht so schön wie eine benutzerdefinierte Leiterplatte, wird aber vorerst funktionieren. Der von uns verwendete DHT11-Sensor ist extern, aber Sie können optional einen weiteren für die Innentemperatur der Box einbauen.

Ich habe ein Pi-Breakout-Kabel an eine Platine gelötet, zusammen mit einigen Anschlusssteckern für einfachere GPIO-Verbindungen, sobald wir die Sensoren und das Relais wieder anschließen. Das Breakout-Kabel machte es schön, den Pi trennen zu können, ohne das gesamte Modul herausnehmen zu müssen. Ich habe auch die benötigten Pull-Down-Widerstände für die Schwimmer mitgeliefert. Wenn dies abgeschlossen ist, können wir alles in eine schöne Outdoor-Anschlussdose stecken, um es zu schützen.

Schritt 8: Beginnen Sie mit dem Einsetzen der Elektronik in eine Outdoor-Anschlussdose

Zu diesem Zeitpunkt wurde alles auf MudPi getestet und es ist an der Zeit, das Außengerät so zusammenzubauen, dass es den Elementen standhält. Ihr lokaler Baumarkt hat eine Auswahl an Anschlussdosen im Elektronikbereich, die Sie für unter 25 $ kaufen können. Suchen Sie nach einer, die die richtige Größe hat und eine wasserdichte Versiegelung hat. Ich habe etwas mehr ausgegeben, um eine faserverstärkte Box mit Federriegeln zu bekommen. Alles, was Sie brauchen, ist etwas, das Feuchtigkeit abhält und zu allen Ihren Komponenten passt. Sie werden Löcher in diese Box bohren, um auch Kabel herauszuführen.

Schritt 9: Stecker an Relais anschließen und in Anschlussdose installieren *Warnung Hochspannung*

Der Pi sollte beim Anschließen von Komponenten ausgeschaltet sein. Wenn Sie 120 V oder 12 V für die Pumpe verwenden, sollten Sie den Stecker verwenden. Pumpen, die mit 12 V betrieben werden, verwenden normalerweise einen Barrel-Klinkenstecker. Wenn Sie mit 120 V arbeiten, können Sie mit einem weiblichen Verlängerungskabelstecker arbeiten. Jetzt nicht ein Verlängerungskabel durchschneiden und damit herumspielen, ohne die richtige Ausrüstung.

Bohren Sie mit einem Bohrer oder Spatenbohrer zwei 3/4-Zoll-Löcher in den Boden der Außenanschlussdose und setzen Sie zwei 3/4-Zoll-Kabelverschraubungen ein. Führen Sie das männliche Verlängerungskabel durch eine Verschraubung und die weibliche Hälfte durch die andere. Wenn Sie den anderen Relaiskanal verwenden möchten, installieren Sie ein weiteres Kabel mit weiblichem Ende.

In der Box habe ich ein kleines Stück DIN-Schiene installiert. Auf der Schiene befindet sich ein DC-Netzteil, um die 120 V auf 5 V zu senken, um den Pi einzuschalten, sowie einige Sicherheitsschalter. Ich verwende nur zwei Unterbrecher, damit ich den Pi abschalten kann, ohne das gesamte System abzuschalten. Ein Unterbrecher würde reichen. Im Inneren des Verlängerungskabels befinden sich nun drei farbige Kabel. WEISS ist neutral, GRÜN ist geerdet und SCHWARZ ist 120v+. Grün und Weiß gehen direkt in das DC-Netzteil. Das Schwarze geht zuerst in die Schalter und dann in die DC-Stromversorgung. Am Netzteil befindet sich eine kleine Schraube, die ein Potentiometer ist, um die Spannung auf 5 V zu trimmen.

Wir werden Klemmenblöcke verwenden, um Verbindungen zwischen den Steckern herzustellen. Verbinden Sie mit einem Block alle weißen neutralen Kabel miteinander. Wenn Sie keine Klemmenblöcke haben, reicht Isolierband. Die grünen Massekabel sollten ebenfalls miteinander verbunden werden. Die Hochspannungsseite des Relais hat drei Anschlüsse: COM (gemeinsam), NC (normalerweise geschlossen) und NO (normalerweise geöffnet). Abhängig von Ihrem Relais kann es nur NC oder NO haben, nicht beides. Schließen Sie ein kleines zusätzliches Kabel vom Unterbrecher an, das 120 V an unseren COM-Anschluss (gemeinsam) unseres Relais auf der Hochspannungsseite liefert. Schließen Sie nun die schwarze 120-V-Leitung der weiblichen Verlängerungskabel an die NC-Klemme an. Dies bedeutet, dass der Stecker normalerweise ausgeschaltet und nicht angeschlossen ist, aber wenn wir das Relais einschalten, liefert es 120 V an den Stecker und schaltet so unsere Pumpe ein.

An diesem Punkt sollten die weißen Neutralleiter aller Verlängerungskabel zusammengebunden und ihre grüne Masse zusammengebunden sein. Die schwarzen 120-V-Kabel der Buchsen sind an die NC-Klemme des Relais angeschlossen. Das männliche Verlängerungskabel sollte mit seinem schwarzen Strom zu einer Unterbrechung auf der DIN-Schiene geführt und dann auf die DC-Stromversorgung und die COMs der Relais aufgeteilt werden.

Es ist wichtig, alles in einer wasserdichten Box zu installieren und alle Ihre Kabel richtig zu schützen/zu verlegen. Das Letzte, was Sie wollen, ist ein Feuer oder jemand, der gezapft wird. Legen Sie sich auch nicht mit Hochspannung an, wenn Sie nicht sicher sein können. Mit 12V und niedrigeren Komponenten kann man noch einiges machen.

Schritt 10: Sensoren in Schutzgehäuse einsetzen

Natur und Feuchtigkeit sind nicht zu freundlich für Elektronik. Sie haben den Pi mit der Outdoor-Anschlussdose geschützt, müssen jedoch jetzt alle externen Komponenten schützen. Sie können ein anständiges Gehäuse herstellen, um externe Komponenten zu schützen, indem Sie ein PVC-Rohr oder andere Schrottrohre verwenden. Ich habe eine einfache belüftete Kappe für den DHT11-Sensor montiert, um ihn vor Regen und Insekten zu schützen, aber für genaue Außenmessungen atmen zu lassen. Verwenden Sie im nächsten Schritt Silikonkalk, um die Kabel abzudichten.

Nicht die beste Lösung, aber es funktioniert für einen billigen 4$-Sensor. (Ich habe auch einige für Bodensensoren gemacht, die ich damals testete.) Die Schwimmersensoren werden in den Wassertank eingebaut und benötigen kein zusätzliches Gehäuse.

Sie werden auch feststellen, dass die Sensoren normalerweise nur mit billigem Dünndraht geliefert werden. Dies wird bei einigen allgemeinen Handhabungen oder Außenklimaten nicht lange dauern. Im nächsten Schritt gehen wir darauf ein.

Schritt 11: Sensoren mit Kabel und Steckern für den Außenbereich anschließen

Ein Kabel für den Außenbereich ist ein Muss, wenn Sie externe Sensoren an die Box anschließen möchten. Kabel mit Außentauglichkeit verfügt über eine Abschirmung, um die internen Drähte zu schützen. Ich nahm einige 4-adrige Kabel und Stecker. Sie brauchen die Stecker nicht und können stattdessen mehr Kabelverschraubungen verwenden, aber ich wollte die Sensoren schnell austauschen können.

Schneiden Sie einige Kabel für Ihren Temperatursensor und Schwimmersensoren ab. Ich würde ihm ein paar zusätzliche Füße geben, da es immer schön ist, bei Bedarf etwas mehr zu schneiden. Ich schlage vor, die Kabel für beste Verbindungen zu löten und dann mit Isolierband zu umwickeln. Ich schlage vor, für jeden Draht dieselbe Farbe für Strom und Masse zu verwenden, damit Sie sich die Dinge leicht merken können. Stecken Sie das Kabel in das Gehäuse, indem Sie den Rest des Bodens des Gehäuses mit Silikonkalk abdichten, sodass nur die belüftete Kappe der Einstiegspunkt ist.

Das andere Ende des Kabels können Sie durch Kabelverschraubungen in die Box führen und an den gleichen Pins wie zuvor mit dem Pi verbinden. Wenn Sie sich für die Verwendung von Steckern entscheiden, installieren Sie die Steckerenden am Kabel. Bohren und installieren Sie die anderen Enden in der Anschlussdose und verbinden Sie dann die Einbauten.

Schritt 12: Schwimmersensoren in den Tank einbauen

Wenn die anderen Sensoren geschützt und einsatzbereit sind, können Sie die Schwimmersensoren in den Wassertank einbauen. Da wir nur zwei verwenden, sollten Sie 1 auf einem kritisch niedrigen Niveau installieren, damit die Pumpe nicht laufen sollte, und eines, das anzeigt, dass der Tank voll ist. Finden Sie den Bohrer der richtigen Größe und bohren Sie ein Loch in der richtigen Höhe in den Tank. Schrauben Sie die Schwimmersensoren mit der mitgelieferten Unterlegscheibe und Mutter in den Tank. Schauen Sie in den Tank und stellen Sie sicher, dass die Schwimmersensoren so ausgerichtet sind, dass sie sich in einer ausgeschalteten Position befinden und sich anheben, wenn das Wasser ansteigt, damit sie den Kreislauf schließen.

Aufgrund der Pull-Down-Widerstände bedeutet dies, dass der Schwimmersensor bei diesem Niveau mit 1 gelesen wird, wenn der Wasserstand erreicht ist. Andernfalls wird der Schwimmersensor 0 zurückgeben, wenn das Wasser den Sensor derzeit nicht anhebt und den Stromkreis schließt.

Schritt 13: Stellen Sie das Gerät draußen bereit

Die MudPi-Einheit ist einsatzbereit und wir können sie außen an ihrem endgültigen Standort montieren. Die Anschlussdose für den Außenbereich wird normalerweise mit einer Abdeckung zum Anschrauben geliefert, um die wasserdichte Abdichtung zu gewährleisten. Sie sollten auch einige Befestigungslöcher auf der Rückseite finden, um das Gerät zu montieren. Ich habe meine Box direkt neben dem Wasserschuppen draußen installiert, da die Schwimmersensoren nur einen begrenzten Kabelweg hatten.

Sie können das männliche Verlängerungskabel in eine Steckdose stecken und den Unterbrecher umlegen, um MudPi online zu bringen. Stellen Sie sicher, dass alles funktioniert, bevor Sie es für längere Zeit verlassen. Testen Sie, ob die Sensoren Messwerte erfassen, indem Sie in Redis nach gespeicherten Werten suchen oder die MudPi-Protokolle überprüfen. Wenn alles gut aussieht, ist es an der Zeit, MudPi arbeiten zu lassen, während Sie sich entspannen.

Schritt 14: Überwachung von MudPi

Jetzt, wo MudPi funktioniert, fragen Sie sich vielleicht, wie Sie Ihr System überwachen können. Der einfachste und direkteste Weg ist die Überwachung der MudPi-Protokolldatei:

tail -f /home/mudpi/logs/output.log

Eine andere Möglichkeit ist über eine Schnittstelle wie eine lokale Webseite. Ich hatte noch keine Zeit, eine öffentliche MudPi-Benutzeroberfläche zu veröffentlichen, aber Sie können Ihre Sensoren und den Komponentenstatus problemlos mit PHP von Redis abrufen. Erfahren Sie mehr in den Dokumenten, wie MudPi Ihre Daten in Redis speichert.

Die neuesten Sensormesswerte werden in redis unter der Schlüsseloption gespeichert, die Sie in der Konfiguration festgelegt haben. Damit können Sie eine einfache PHP-Anwendung erstellen, um die Messwerte beim Laden der Seite zu erfassen und anzuzeigen. Dann aktualisieren Sie einfach die Seite für neue Daten.

Es ist auch möglich, auf Redis auf MudPi-Ereignisse zu hören, und dies ist eine bessere Option, um Echtzeit-Updates vom System zu erhalten. Sie können die Ereignisse direkt über die redis-cli. lesen

redis-cli psubscribe '*'

Schritt 15: Ersetzen Sie Prototypenplatinen durch benutzerdefinierte PCBs (optional)

Ich bin ein bisschen weiter gegangen und habe auch einige benutzerdefinierte Leiterplatten für MudPi gemacht. Sie helfen mir, den Build-Prozess durch den Bau mehrerer MudPi-Einheiten zu beschleunigen und sind weitaus zuverlässiger. Ich habe damit begonnen, meine alten Prototypenplatinen in allen vorhandenen Einheiten, die ich habe, durch zuverlässigere Platinen zu ersetzen. In Zukunft möchte ich diese Boards in kleinen Mengen zum Verkauf anbieten, um meine Open-Source-Arbeit zu unterstützen. MudPi benötigt keine benutzerdefinierten Platinen, um zu laufen, es hilft nur, die Hardware-Arbeitslast mit bereits installierten Onboard-Komponenten wie den Pull-Down-Widerständen und Temperatur- / Feuchtigkeitssensoren zu reduzieren.

Schritt 16: Entspannen Sie sich und beobachten Sie, wie Ihre Pflanzen wachsen

Jetzt haben Sie Ihr eigenes automatisiertes Gartensystem, das Sie nach Belieben erweitern und skalieren können. Baue weitere Einheiten oder erweitere die, die du bereits gebaut hast. Es gibt noch viel mehr, was Sie mit MudPi machen können und viele Informationen auf der Projektwebsite unter https://mudpi.app. Mein Ziel war es, MudPi zu der Ressource zu machen, nach der ich suchte, als ich mit dem Gartenprojekt begann. Ich hoffe, Sie finden MudPi großartig und teilen das Wort, wenn Ihnen meine Arbeit gefällt. Ich persönlich benutze MudPi sowohl draußen als auch drinnen zu Hause, um meine Pflanzen zu verwalten und bin mit den Ergebnissen bisher sehr zufrieden.

MudPi wird immer noch mit weiteren Funktionen und Entwicklungen aktualisiert. Sie können die Website besuchen, um Details zu meiner Arbeit zu erfahren, und einige der folgenden Links ansehen, um Sie zu weiteren Ressourcen zu führen. Ich habe MudPi auch am Raspberry Pi-Wettbewerb 2020 teilgenommen. Wenn Sie MudPi mögen und mir helfen möchten, geben Sie mir unten eine Stimme.

Nützliche Ressourcen, um weiter zu gehen

MudPi-Dokumentation

MudPi-Quellcode

MudPi-Anleitungen

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Allen ein frohes Wachsen!

- Eric

Hergestellt mit ♥ aus Wisconsin

Erster Preis beim Raspberry Pi Contest 2020