Pixie - Biarkan Tanaman Anda Cerdas: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Pixie adalah proyek yang dikembangkan dengan tujuan membuat tanaman yang kita miliki di rumah lebih interaktif, karena bagi kebanyakan orang salah satu tantangan memiliki tanaman di rumah adalah mengetahui cara merawatnya, seberapa sering kita menyiram, kapan dan berapa banyak sinar matahari yang cukup, dll. Sementara sensor bekerja untuk memperoleh data tanaman, layar LED, dengan piksel yang sengaja dibuat (karena itu dinamakan Pixie), menampilkan ekspresi dasar yang menunjukkan keadaan tanaman, seperti kegembiraan saat disiram atau kesedihan jika suhu terlalu tinggi, menunjukkan bahwa itu harus dibawa ke tempat yang lebih dingin. Untuk membuat pengalaman menjadi lebih menarik, sensor lain seperti kehadiran, sentuhan, dan luminositas telah ditambahkan, yang diterjemahkan ke dalam ekspresi lain yang membuatnya seolah-olah Anda sekarang memiliki hewan peliharaan virtual untuk diurus.

Proyek ini memiliki beberapa parameter yang memungkinkan untuk menyesuaikan batas dan kebutuhan setiap kasus, dengan mempertimbangkan keragaman tanaman serta sensor dari merek yang berbeda. Seperti yang kita ketahui, ada tanaman yang membutuhkan lebih banyak sinar matahari atau air sementara yang lain dapat hidup dengan sumber daya yang lebih sedikit, seperti kaktus misalnya, dalam kasus seperti ini, memiliki parameter adalah suatu keharusan. Sepanjang artikel ini, saya akan menyajikan pengoperasian dan gambaran umum tentang cara membuat Pixie dengan sedikit pengetahuan tentang elektronik, komponen yang mudah ditemukan di pasaran, dan kasing cetak 3D.

Meskipun ini adalah proyek yang berfungsi penuh, ada kemungkinan penyesuaian dan peningkatan yang akan disajikan di akhir artikel. Saya akan dengan senang hati menjawab pertanyaan apa pun tentang proyek di sini di komentar atau langsung ke email atau akun Twitter saya.

Perlengkapan

Semua komponen mudah ditemukan di toko atau situs web khusus.

• 1 MCU ESP32 (ESP8266 dapat digunakan atau bahkan Arduino Nano jika tidak ingin mengirim data melalui internet)

  Saya telah menggunakan model ini untuk proyek

• 1 LDR 5mm GL5528
• 1 elemen PIR D203S atau serupa (ini adalah sensor yang sama yang digunakan dalam modul SR501 atau SR505)
• 1 Sensor suhu DHT11

• 1 Sensor kelembaban tanah

  Lebih suka menggunakan sensor tanah kapasitif daripada resistif, video ini menjelaskan dengan baik mengapa

• 1 Led Matrix 8x8 dengan MAX7219 terintegrasi

  Saya menggunakan model ini, tetapi bisa saja serupa

• 1 Resistor 4,7 kΩ 1/4w
• 1 Resistor 47 kΩ 1/4w
• 1 Resistor 10 kΩ 1/4w

Yang lain

• pencetak 3d
• Solder Besi
• Tang potong
• Kabel untuk koneksi sirkuit
• Kabel USB untuk catu daya

Langkah 1: Sirkuit

Rangkaian dapat dilihat pada gambar di atas dengan menggunakan papan tempat memotong roti, tetapi untuk ditempatkan dalam kasing, sambungan harus disolder langsung agar tidak memakan banyak tempat. Soal ruang yang digunakan adalah poin penting dari proyek ini, saya mencoba mengurangi sebanyak mungkin area yang akan ditempati Pixie. Meskipun casingnya sudah kecil, masih mungkin untuk mengurangi lebih jauh, terutama dengan mengembangkan PCB eksklusif untuk tujuan ini.

Deteksi keberadaan dilakukan hanya dengan menggunakan satu elemen PIR, bukan modul lengkap seperti SR501 atau SR505, karena timer terintegrasi dan rentang aktuasi lebar melebihi lima meter tidak diperlukan. Hanya dengan menggunakan elemen PIR, sensitivitasnya berkurang dan deteksi keberadaan dilakukan melalui perangkat lunak. Lebih detail koneksi dapat dilihat di sini.

Masalah lain yang berulang dalam proyek elektronik adalah baterai, ada beberapa kemungkinan untuk proyek ini seperti baterai 9v atau yang dapat diisi ulang. Meskipun lebih praktis, ruang ekstra akan dibutuhkan dalam kasing dan saya akhirnya membiarkan output USB dari MCU terbuka sehingga pengguna memutuskan bagaimana catu daya akan digunakan dan membuatnya lebih mudah untuk mengunggah sketsa.

Langkah 2: Desain dan Pencetakan 3D

Bersamaan dengan sirkuit, casing untuk mengakomodasi komponen Pixie dikembangkan dan dicetak pada Ender 3 Pro menggunakan PLA. File STL disertakan di sini.

Beberapa konsep yang hadir selama desain kasus ini:

• Karena pot tanaman biasanya diletakkan di atas meja, tampilannya ditempatkan sedikit miring agar tidak kehilangan area tampilan
• Dirancang untuk menghindari penggunaan dukungan pencetakan
• Mendorong pertukaran suku cadang dengan warna lain untuk membuat produk lebih dipersonalisasi, dapat dipertukarkan, dan desain yang pas
• Sensor suhu dengan bukaan untuk lingkungan eksternal untuk memungkinkan pembacaan yang lebih benar
• Mengingat ukuran pot yang berbeda, pemasangan Pixie di pabrik dapat dilakukan dengan dua cara
  • Melalui batang yang ditancapkan ke tanah; atau
  • Menggunakan tali yang membungkus pot tanaman

Poin peningkatan

Meski fungsional, ada beberapa poin dalam desain yang harus dimodifikasi, seperti ukuran dinding yang sudah ditentukan agar tidak kehilangan material dan mempercepat pencetakan saat prototyping sebesar 1mm.

Kelengkapan perlu ditingkatkan dengan menerapkan pola desain dalam pencetakan 3d, mungkin perlu menyesuaikan ukuran tongkat dan dudukan agar dapat menjepret potongan dengan benar.

Langkah 3: Kode

Sebagai seorang programmer, saya dapat mengatakan bahwa itu adalah bagian paling menyenangkan dari bekerja, memikirkan bagaimana menyusun dan mengatur kode, membutuhkan beberapa jam perencanaan dan hasilnya cukup memuaskan. Fakta bahwa sebagian besar sensor menggunakan input analog menghasilkan perlakuan kode yang terpisah untuk mencoba mendapatkan pembacaan yang lebih akurat dengan mencoba mengabaikan kesalahan positif sebanyak mungkin. Diagram di atas dibuat dengan blok kode utama dan menggambarkan fungsionalitas inti, untuk lebih jelasnya saya sarankan untuk melihat kode di

Ada beberapa poin yang terbuka untuk modifikasi yang memungkinkan Anda untuk menyesuaikan Pixie sesuai keinginan. Di antara mereka saya dapat menyoroti:

• Frekuensi pembacaan sensor
• Waktu habis ekspresi
• Suhu maksimum dan minimum, pencahayaan dan batas tanah serta ambang batas sensor
• Tampilkan intensitas cahaya dari setiap ekspresi
• Waktu antara bingkai setiap ekspresi
• Animasi dipisahkan dari kode yang memungkinkan Anda untuk memodifikasinya jika Anda mau

Pemicu

Itu perlu untuk menerapkan cara untuk mendeteksi ketika suatu tindakan terjadi secara real time berdasarkan pembacaan terakhir. Ini diperlukan dalam tiga kasus yang diketahui, penyiraman, kehadiran dan sentuhan, peristiwa ini harus dipicu segera setelah variasi yang cukup besar dari sensor terdeteksi dan untuk ini implementasi yang berbeda digunakan. Contohnya adalah sensor kehadiran, karena hanya elemen PIR yang digunakan dalam input analog, nilai yang dibaca sering berubah dan logika diperlukan untuk menyatakan bahwa ada atau tidak, sedangkan sensor suhu, pada gilirannya, memiliki fungsi yang sangat variasi rendah dan hanya pembacaan standar nilainya sudah cukup untuk menyesuaikan perilaku Pixie.

Langkah 4: Proyekkan Langkah Selanjutnya

• Menjadi perangkat IoT dan mulai mengirim data ke platform melalui MQTT
• Aplikasi untuk penyesuaian parameter dan mungkin ekspresi
• Buat sentuhan bekerja dengan menyentuh tanaman. Saya menemukan contoh bagus dari proyek seperti Touche di Instructables
• Termasuk baterai
• Desain PCB
• Cetak vas lengkap tidak hanya kotak Pixie
• Sertakan piezo dalam proyek untuk memainkan suara sesuai dengan ekspresi
• Perluas "memori" Pixie dengan data historis (terlalu lama tanpa mendeteksi kehadiran dapat menghasilkan ekspresi sedih)
• Sensor UV untuk mendeteksi paparan sinar matahari lebih akurat