Plantagotchi! Smart Planter: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Plantagotchi kuolee, joten kasvisi ei tarvitse.

Minusta tuli äskettäin uuden huonekasvin (nimeltään Chester) ylpeä omistaja ja haluan todella, että hänellä on pitkä ja terve elämä. Valitettavasti minulla ei ole vihreää peukaloa. Olin heti vakuuttunut siitä, että lähetän Chesterin varhaiseen hautaan, jos en saa apua. Hän oli jo hieman surullisen näköinen, kun sain hänet.

Näin keksin Plantagotchin - älykkään kylvökoneen, joka kertoo sinulle, kun olet laiminlyöty kasvi. Plantagotchi tekee laitoksestasi kyborgin, joka antaa palautetta, kun sen tarpeet eivät täyty. Jos se ei saa tarpeeksi auringonvaloa tai vettä, se kuolee (sen silmät kääntyvät X: ään). Näin voit tehdä sen kasveillesi ennen kuin on liian myöhäistä!

Huomaa: tämä on osallistuminen Planter Challenge -tapahtumaan, ja suunnittelussa käytin Tinkercadia.

Vaihe 1: Suunnittele inspiraatiota ja toimivuutta

Unelmoidessani Plantagotchista kuvittelin ristin Tamagotchin (digitaalinen lemmikki 90 -luvulta, jota oli mahdotonta pitää hengissä) ja Ananan (antropomorfinen ananas 80 -luvun Kanadan pienibudjetin koulutusohjelmasta - Téléfrancais!)

Perustasolla ymmärsin, että kasvini tarvitsi kahta asiaa selviytyäkseen: vettä ja valoa. Näin ollen Plantagotchissa on vesianturi ja valoanturi. Jos kasvi ei saa valoa pitkään aikaan tai jos sen vesi kuivuu, Plantagotchin silmät kääntyvät X: ään.

Päivän aikana Plantagotchin silmät katsovat ympäri huonetta. Kun tulee pimeä, se sulkee ne (katso video esittelyssä). Tämä antaa sille hieman persoonallisuutta!

Vaihe 2: Tarvikkeiden kerääminen

Tämä ei ole vaikea projekti; En kuitenkaan suosittele sitä aloittelijalle seuraavista syistä:

• Sinun on juotettava TFT -näytöt
• Sinun täytyy tuntea olosi mukavaksi asentaa ja vianmäärittää Arduino -kirjastoja
• Jos haluat muokata silmien suunnittelua, sinun on suoritettava Python -ohjelma komentoriviltä.

… Jos kaikki tämä kuulostaa hyvältä - aloitetaan !!

Silmät perustuvat hämmästyttävään Adafruit -opetusohjelmaan: Electronic Animated Eyes using Teensy. Tein muutoksia muokatakseni tätä projektia, mutta alkuperäisessä opetusohjelmassa on paljon erinomaisia resursseja ja vianetsintävinkkejä, jos näytöt eivät toimi kunnolla.

Tarvikkeet silmille ja antureille:

1. 2 pientä TFT -näyttöä
2. Teensy 3.1- tai 3.2 -mikrokontrolleri
3. Johto
4. Valovastus
5. 10K ohmin vastus
6. 2 pientä sinkittyä naulaa
7. 2 alligaattoripidikettä (valinnainen)
8. Vähän sieni
9. Leipälauta
10. Lankaleikkurit
11. Sähköasentajat nauha
12. 3D -tulostettu kotelo silmille

Tarvikkeet juottamiseen

1. Juotin
2. Juottaa
3. Juotoskärki (jos teet virheen)

Tarvikkeet kylvökoneelle:

1. Suuri kahvipurkki
2. Kova karkkipakkaus mikrokontrollerin tallentamiseen (käytin pakkausta Excel -rahapajoja)
3. Akryylimaali
4. Pensseli
5. Sakset
6. Naula ja vasara reikien lävistämiseen
7. Maalarinteippi (valinnainen - ei kuvassa)
8. Mehulaatikko (valinnainen - ei kuvassa)
9. Liimapistooli (valinnainen)
10. Tinapaperi koristeluun (valinnainen - ei kuvassa)

Vaihe 3: Saa silmät toimimaan

Kuten aiemmin mainitsin, seurasin tätä Adafruit -opetusohjelmaa saadakseni silmät alun perin käyttöön.

Adafruit-opetusohjelmassa on perusteellisempia ohjeita kuin minulla on tilaa käsitellä täällä. Teen yhteenvedon yleisistä ohjeista ja korostan kokemiani haasteita.

1. Juotosjohdot ruudulle. Johdot on kytkettävä seuraaviin nastoihin:

• VIN
• GND
• SCK
• SI
• TCS
• RST
• D/D

Haaste - Juotin otsikot heti näyttöön leipälautailua varten, mutta silloin ne eivät mahtuneet 3D -tulostettuun koteloon. Tämä tarkoitti, että minun piti poistaa ne ja juottaa johdot uudelleen. Ohita tämä turhautuminen käyttämällä johtoja otsikoiden sijasta.

2) Asenna Teensyduino -kirjastoChallenge - älä anna asennusohjelman sisällyttää Adafruit -kirjastoja asennuksen aikana. Nämä kirjastot ovat vanhentuneita ja aiheuttavat koodisi virheitä.

3) Testaa TeensyLataa yksinkertainen vilkkuva luonnos nähdäksesi, onnistuiko Teensyduino -asennus.

4) Asenna grafiikkakirjastot Arduino IDE: hen Tarvitset Adafruit_GFX -kirjaston ja Adafruit_ST7735 -kirjaston

5) Yhdistä näyttö Teensyyn leipälevyn avulla Kytke johdot Teensyyn seuraavasti (napsauta tästä, niin näet Teensyn nastat)

• VIN - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS - nasta 9 (vasen silmä) tai 10 (oikea silmä)
• RST - nasta 8
• D/C - Nasta 7

6) Lataa "epätavalliset silmät" -tiedosto Teensyyn. On parasta aloittaa alkuperäisellä Adafruit -opetusohjelman koodilla muokatun versioni sijaan, koska omani saattaa näyttää X: n silmien sijasta, kun sensoreita ei ole.

Haaste -Leipälautailu TFT -näytöillä voi olla kipua, koska ne ovat erittäin herkkiä. Jos juottamattomat johdot heiluvat ollenkaan, päädyin valkoiseen näyttöön, kunnes latasin luonnoksen uudelleen. Liitosten juottaminen ratkaisi tämän haasteen minulle.

Vaihe 4: Silmien suunnittelun mukauttaminen

Tämän kirjaston mukana tulevat oletussilmät ovat hyvin realistisia. He kuitenkin tuntuivat liian kammottavalta tälle projektille - halusin jotain enemmän googly -silmää.

Jos haluat luoda oman silmäsi, muokkaa koodivaraston "muuntaa" -kansioon tallennettuja-p.webp

Tämä on komento, joka sinun on suoritettava uuden bittikartan luomiseksi (huomaa, että tarvitset Pythonin* ja useita paketteja, mukaan lukien PImage, jotta tämä toimisi oikein).

python tablegen.py defaultEye/sclera-p.webp

Kun olet suorittanut komentosarjan, uuden.h -tiedoston pitäisi näkyä. Vedä tämä tiedosto samaan kansioon kuin uncannyEyes.ino -tiedosto ja muokkaa sitten Arduino -koodin #include -osaa, jotta se osaa etsiä juuri luodun.h -tiedoston. Kun lähetät koodin Teensyyn, näytöissäsi pitäisi olla upouusi silmäkuvio.

*Huomaa, että Adafruit -opetusohjelman tablegen.py -tiedosto toimii vain Python 2: ssa. Edellä lataamani versio toimii Python 3: n kanssa.

Vaihe 5: 3D -tulostus

En ollut koskaan aiemmin tulostanut 3D: tä, joten tämä oli erittäin jännittävää!

Halusin alun perin tulostaa kokonaisen ruukun, jossa on leikkaukset silmille ja mikrokontrolleriin, mutta en ollut varma tämän kokoisen tulostamisen logistiikasta. Päätin sen sijaan aloittaa pienestä käyttämällä Adafruit -opetusohjelman tarjoamaa 3D -painetun kotelon muokattua versiota. Tulostus oli halvempaa, ja sitä voitaisiin käyttää muissa projekteissa tulevaisuudessa.

Oletin, että 3D -painetun kotelon mukauttaminen olisi hankkeen vaikein osa, mutta se osoittautui naurettavan helpoksi. Käytin Tinkercadia, ja käyttöönottoprosessi kesti vain muutaman minuutin.

Kun olet pelannut muutaman minuutin ja tehnyt hulluja malleja (tulevia projekteja varten). Latasin.stl -tiedoston Adafruitista ja lisäsin sen jälkeen panoksen, joka auttaa sitä seisomaan likaa. Minun piti vain vetää ja pudottaa suorakulmion muotoiluun ja muuttaa sen kokoa. Helppo! Se oli valmis tulostettavaksi hetkessä.

Tämä prosessi ei kuitenkaan ollut täysin ilman inhimillistä virhettä - lähetin vahingossa väärän tiedoston painolle ja päädyin vain "etu" -kappaleisiin (kaksi suorakulmion viivan mukana, kaksi ilman) eikä suljettua takakappaletta. Tämä toimi kuitenkin hyvin, ylimääräiset etukappaleet voivat kaksinkertaistua selkänojana, ja erittäin suuri reikä helpotti johtojen läpiviemistä (tahaton voitto!)

Adafruitin 3D -painetussa mallissa oli myös tilaa sisällyttää pyöreä muovihelmi päälle, jotta silmät näyttäisivät realistisemmilta. Päätin tulostuksen jälkeen, etten halunnut sisällyttää tätä, koska se oli epätavallisessa laaksossa, joten peitin näytön sivulle jääneet aukot sähköasentajan teipillä. Nauha auttaa myös pitämään komponentit suojattuna kosteudelta. On totta, että sähköasentajan teippi ei ole pitkäaikainen ratkaisu. Jos uudistaisin tämän projektin, muuttaisin 3D -komponentteja sopimaan paremmin suunnitteluuni.

Olen liittänyt alla olevan 3D -kotelon muokatun versioni. Alkuperäiset löytyvät tästä linkistä.

Vaihe 6: Anturien lisääminen ja mikrokontrollerin kotelointi

Valoanturi

Seurasin Adafruitin verkkosivuston kaaviota kytkeäksesi valovastuksen mikro -ohjaimen nastaan A3.

Koodissa Plantagotchi siirtyy lepotilaan, kun valovastusanturin arvo on alle kynnyksen. Se sulkee silmänsä ja ajastin käynnistyy. Jos ajastin jatkuu 24 tuntia keskeytymättä, Plantagotchin silmät kääntyvät X: iin osoittamaan, että se tarvitsee valoa.

Huomautus: kasvit tarvitsevat luonnonvaloa menestyäkseen, mutta valoresistori on herkkä sekä luonnolliselle että keinotekoiselle valolle. Siksi on tärkeää sijoittaa Plantagotchi siten, että tämä anturi ei ole sisävalonlähdettä kohti.

Vesianturi

Luin, että vesianturit ruostuvat helposti, joten päätin tehdä tämän super -DIY, jotta se voidaan helposti vaihtaa. Kiinnitin alligaattoripidikkeet kahteen johtoon ja liitin toisen maahan ja toisen nastaan A0. Jos A0: ta ei ole kytketty maahan, se yleensä kerää arvot noin 50-150, kun liitän sen maahan, arvot laskevat arvoon 1. Käytin alligaattoreita pitämään kiinni kahdesta galvanoidusta naulosta, jotka tartuin tiiviisti yhteen käyttämällä sieni. Järjestys on seuraava:

(Maa ----- Nail1 [jumissa sienessä] Nail2 <------ A0)

Bromeliadit varastoivat vettä kupeihin, jotka muodostuvat lehtien pohjalle (katso kuva). Kun sieni on märkä näiden kuppien vedestä, molemmat johdot pitävät yhteyden ja A0 -anturin arvo pysyy alhaisena. Kun sieni kuivuu, yhteys kuitenkin katkeaa ja syöttöarvo kasvaa. Tämä saa Plantagotchin silmät kääntymään X: ään.

Kotelon osat

Komponenttien suojaamiseksi käytin rahapajapakettia, joka sopi täydellisesti teini -ikäiselleni, ja siinä oli jopa kansi, jossa oli johtoihin sopivan kokoinen reikä. Käärin paketin sähköteipille, jotta se näyttäisi samalta kuin silmät.

Lopulta käärin anturijohdot myös mustalla teipillä, koska se piti johdot yhdessä ja helpotti niiden siirtämistä. Jos tekisin tämän projektin uudelleen, investoisin ehdottomasti lämpökutistukseen ja luottaisin vähemmän nauhaan.

Vaihe 7: Koristele kattila ja lisää paikka mikrokontrollerille

Käytettyäni enemmän rahaa osiin ja 3D -tulostamiseen, jotka haluan myöntää, halusin tehdä potin mahdollisimman halvalla.

Kierrätin kahvipurkin, joka sopi täydellisesti kasvien potin kokoon (vaikka minun täytyi lyödä huuli hieman alas, jotta se mahtuisi sisälle). Ennen ruuan koristamista tein pohjaan reikiä siltä varalta, että se koskaan kastelisi.

Koska halusin pitää elektroniikkani hieman poissa kylvölaitteesta (vesi + elektroniikka = ei aina hyvä idea), leikkasin mehupussin ja liimasin sen tölkin takaosaan komponenttien pitämiseksi. Tämä pitää ne kuivina ja poistaa ne helposti tarvittaessa.

En pitänyt siitä, miten mehulaatikko nousi takaa, joten käytin maalarinteippiä antamaan sille hieman muotoa. Seuraavaksi maalasin koko asian akryylimaalilla. Koristeeksi jätin hopearaidan tinaan ja jäljittelin tätä mehulaatikossa pienellä tinapaperinauhalla. Lopuksi lisäsin raidan mustalla sähköasentajan teipillä … koska miksi ei!

Vaihe 8: Yhdistäminen ja seuraavat vaiheet

Ensimmäinen palkinto Planter Challengessa