Pot Tanaman Otomatis - Taman Kecil: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Saya seorang mahasiswa dari Multimedia dan Teknologi Komunikasi di Howest Kortrijk. Untuk tugas akhir kami, kami harus mengembangkan proyek IoT pilihan kami sendiri.

Mencari-cari ide, saya memutuskan untuk membuat sesuatu yang berguna bagi ibu saya yang suka menanam tanaman dan mulai mengerjakan pot tanaman otomatis.

Tugas utama pot tanaman otomatis Little Garden ini adalah:

• Mengukur

  • Suhu
  • Intensitas cahaya
  • Kelembaban
  • Kelembaban tanah

Simpan pengukuran ke database

Memperbaiki kondisi pertumbuhan tanaman jika nilai tertentu terlalu rendah

Biarkan perangkat dipantau dan dikelola melalui situs web

Tidak setiap langkah harus diikuti sampai sasaran. Banyak dari apa yang terjadi dapat menjadi preferensi pribadi Anda atau ditingkatkan. Bangunan ini dibuat sedemikian rupa sehingga bagian-bagian dapat dipulihkan setelahnya, jadi Anda mungkin ingin mendekati iterasi Anda secara berbeda untuk membuatnya lebih permanen

Langkah 1: Persediaan

Sebagian besar persediaan untuk proyek ini tidak terlalu sulit diperoleh, meskipun dalam kasus saya, saya bekerja dengan banyak bahan daur ulang. Saya juga harus memastikan bahwa saya dapat memulihkan beberapa materi setelahnya.

Komponen inti:

• Raspberry Pi 4 model B
• Catu daya Raspberry Pi
• Raspberry Pi T-cobbler
• Kartu micro SD 16GB
• Catu daya papan tempat memotong roti dengan 3.3V dan 5V
• Papan tempat memotong roti
• catu daya 12V

Sensor:

• DHT11: Sensor Kelembaban dan Suhu
• BH1750: Sensor intensitas cahaya
• Sensor kelembaban tanah
• MCP3008

Komponen aktuator:

• Pompa air 220V
• Strip LED 12V
• Modul relai Velleman
• TIPS 50: transistor NPN
• Tampilan modul LCD 16X2
• PCF8574a

Resistor:

• 3x330 Ohm resistor
• 1x5k Ohm resistor
• 2 x 10k Ohm resistor
• 1x1k Ohm resistor
• 1 x 10k Potensio resistor

Bahan:

• Rumah kaca / pot tanaman prefabrikasi
• Kotak persimpangan
• Botol air plastik
• Memutar
• Kabel jumper + kabel biasa
• Skrews
• Timah solder + tabung panas menyusut
• Bebek dua sisi
• Cat

Alat:

• Lem tembak
• Mengebor
• mata gergaji
• Besi solder
• Pemotong kotak
• Kuas cat

Hal yang menarik tentang proyek ini adalah dapat diperluas atau disederhanakan, dengan menambahkan/menghapus komponen dan sedikit mengubah kode. Misalnya, dengan mengganti pompa 220V dengan pompa 12V, Anda dapat melepas adaptor daya dari perangkat.

Langkah 2: Skema Fritzing

Skema papan tempat memotong roti dan listrik untuk perangkat ditunjukkan di atas. Di sini Anda dapat melihat bagaimana semua komponen terhubung bersama.

Penjelasan umum tentang cara kerja komponen:

• DHT11 mengukur kelembaban udara dalam % dan suhu dalam °C. Komunikasi dengannya ditangani oleh bu I2C.
• BH1750 mengukur intensitas cahaya dalam lux. Komunikasi ditangani oleh bus I2C
• Sensor kelembaban tanah menciptakan sinyal digital yang diubah oleh MCP3008 menjadi sinyal digital yang dapat dibaca untuk Raspberry Pi
• Modul LCD 16x2 menampilkan alamat IP dari Pi, satu demi satu. Ini terhubung ke PCF8574a yang menerima sinyal dari Raspberry Pi yang akan mengubahnya menjadi sejumlah sinyal untuk pin bit layar. Pin E dan RS dari LCD terhubung langsung ke Pi. Resistor potensio menentukan kecerahan layar.
• Pompa air terhubung ke relai yang ada di antara itu dan catu daya / soket 220V. Raspberry Pi dapat mengirim sinyal ke relai untuk menutup sirkuit listrik dan menyalakan pompa.
• Strip LED terhubung ke catu daya 12V dan TIP 50 (transistor NPN) yang mengubah arus listrik. Resistor 1k Ohm digunakan untuk membatasi daya yang diambil dari Raspberry Pi, jika tidak maka akan digoreng ekstra renyah.

Langkah 3: Siapkan Raspberry Pi

Jika Anda belum memilikinya, Anda harus meletakkan salah satu gambar Raspberry Pi OS di kartu SD. Saya tidak menyarankan menggunakan Lite, karena ini menyebabkan saya bermasalah di awal. Setelah itu Anda harus memastikan Pi Anda mutakhir dengan menggunakan perintah berikut saat Pi terhubung ke internet:

1. sudo apt-get update
2. sudo apt-get upgrade

Setelah itu Anda dapat mengaktifkan atau menginstal paket agar proyek berfungsi, baik melalui raspi-config atau perintah.

• SPI
• I2C
• MySQL: langkah selanjutnya
• SocketIO: pip install flask-socketio

Setelah pengaturan, Anda dapat menambahkan file yang diperlukan yang ditulis dalam html, CSS, Javascript dan Python. Semua kode saya dapat ditemukan di repositori github saya.

Langkah 4: Model Basis Data - MySQL

Di atas Anda dapat melihat diagram ERD yang di-host melalui MariaDB. Saya sarankan mengikuti panduan instalasi MariaDB ini, tidak hanya untuk menginstal MariaDB, tetapi juga untuk memastikan Pi Anda terlindungi.

Bagi orang-orang yang ingin memahami, database berfungsi sebagai berikut:

Pengukuran dan sakelar aktuator disimpan sebagai baris dalam tabel Metingen.

• metingId = ID dari baris pengukuran/pengalih
• deviceId = ID perangkat yang bertanggung jawab untuk baris ini dalam tabel

• waarde = nilai pengukuran sensor atau aktuator toggle

  • sensor: nilai pengukuran dalam unit yang sesuai
  • aktuator: 0 = OFF dan 1 = ON
• commentaar = komentar yang digunakan untuk menambahkan informasi tambahan, seperti kesalahan
• datum = tanggal dan waktu terjadinya pengukuran/pengalihan

Pengaturan untuk perangkat disimpan dalam Pengaturan.

• settingId = ID baris ini dan nilai pengaturan
• deviceID = ID perangkat/sensor yang sesuai
• waarde = nilai pengaturan
• type = jenis pengaturan, apakah maksimal atau minimal?

Last but not least, tabel Perangkat menyimpan informasi tentang sensor dan aktuator.

• deviceId = ID perangkat di tabel ini
• naam = nama perangkat/komponen
• merk = merek
• prijs = harga komponen
• beschrijving = ringkasan komponen
• eenheid = satuan untuk nilai terukur
• typeDevice = menentukan apakah komponen adalah sensor atau aktuator

Langkah 5: Frontend: Menyiapkan Server Web

Pi akan meminta Anda untuk menginstal server web Apache untuk menjalankan server web untuk perangkat ini. Ini dapat dilakukan dengan perintah berikut:

sudo apt-get install apache2.

Setelah ini selesai, Anda dapat menavigasi ke folder: /var/www/html. Di sini Anda perlu menempatkan semua kode frontend. Setelah itu, Anda dapat mengakses situs web dengan menelusuri alamat IP.

Langkah 6: Backend

Untuk menjalankan backend, Anda perlu menjalankan file app.py, baik secara manual atau dengan membuat layanan untuknya di Pi sehingga dimulai secara otomatis.

Seperti yang mungkin Anda perhatikan, ada beberapa file. Saya memisahkan kode sebanyak yang saya bisa untuk memiliki gambaran yang jelas dan organisasi kode.

Penjelasan singkat:

app.py: File utama tempat database, kode perangkat keras, dan kode backend digabungkan

config.py: File konfigurasi untuk databaseRepositories

Repositori: Untuk akses ke repositori data

• Pembantu

  • devices_id: kelas untuk membantu mengidentifikasi informasi perangkat dalam database
  • lcd: untuk menjalankan PCF dan LCD
  • Aktuator: kelas untuk menjalankan aktuator
  • Sensor: kelas untuk menjalankan sensor

Langkah 7: Menempatkan Strip LED

Saya memotong sepotong strip LED dan menempelkannya ke bagian atas kotak rumah kaca. Strip yang saya gunakan dapat dipotong di beberapa posisi dan disambungkan kembali, sehingga Anda dapat menempatkan beberapa strip dan menghubungkannya lagi setelah itu melalui kabel, memungkinkan lebih banyak ruang untuk menyala.

Langkah 8: Menempatkan Tabung

Tabung dapat ditempatkan dalam beberapa cara, tetapi dalam kasus saya, saya memasangnya di sisi bawah, menjaganya sejauh mungkin dari elektronik lainnya dan membiarkan air mengalir begitu saja ke tanah.

Langkah 9: Menempatkan LCD

Saya memotong keseluruhan tutup kotak sambungan dengan mata gergaji, membuat lubang yang cukup besar untuk dilewati layar, tetapi cukup kecil sehingga PCB akan tetap berada di belakangnya. Setelah itu, dilekatkan pada tutupnya menggunakan tusuk sate.

LCD menampilkan alamat IP Raspberry Pi, sehingga memungkinkan untuk mengetahui alamat apa yang dapat Anda gunakan untuk berselancar ke situs web.

Langkah 10: Menempatkan Sensor dan Menghubungkan Strip LED

Menggunakan skema fritzing, saya menyolder koneksi antara kabel dan menempatkan resistor di dalam kabel, menggunakan tabung panas menyusut untuk mengisolasinya.

Lubang dipotong di sisi tutup dan bagian bawah rumah kaca untuk memasang putar, di mana saya menarik kabel untuk sensor dan strip LED.

Saya mengelompokkan kabel berdasarkan fungsi. Ketegangan dari kabel dan tabung menyusut itu sendiri menahan sensor. Saya hanya perlu menggunakan lem pada kabel untuk DHT11 karena ini diperpanjang lebih jauh.

Langkah 11: Menghubungkan Pi

Saya memotong lubang di sisi kotak persimpangan untuk memungkinkan kabel masuk nanti.

Setelah itu, saya menempatkan papan tempat memotong roti (dengan T-cobbler, PCF8574a, MCP3008, resistansi yang dapat disesuaikan dan TIP50), relay dan Raspberry Pi di bagian bawah kotak persimpangan, yang ditutupi dengan selotip dua sisi. Catu daya tidak pas di papan tempat memotong roti, jadi saya harus meletakkannya di samping dan menggunakan kabel jumper untuk menghubungkannya ke papan tempat memotong roti.

Akhirnya saya menarik kabel adaptor, sensor dan aktuator melalui lubang yang menghubungkan kabel ke breadboard, Raspberry Pi dan komponen lainnya. Kabel pompa dipotong terbuka sehingga saya dapat menempatkan ujungnya di dalam relai sehingga dapat digunakan sebagai sakelar.

Langkah 12: Membuat Wadah untuk Air

Saya membuat wadah air dari botol air plastik 1 liter dengan memotong bagian atas dengan pemotong kotak dan mengecatnya agar terlihat lebih baik. Pompa air kemudian ditempatkan di dalam. Karena aturan kapal yang berkomunikasi, air berpotensi mengalir melalui pipa dengan sendirinya, tetapi menahan pipa untuk memperbaiki masalah.

Langkah 13: Hasil Akhir

Saat yang telah Anda tunggu-tunggu. Sekarang Anda dapat menempatkan kotoran dan biji-bijian di dalam kotak rumah kaca dan membiarkan perangkat mengambil alih. Anda dapat memantau status perangkat dari situs web dan menetapkan nilai optimal untuk kondisi pencahayaan dan tanah.

Saya sarankan untuk menyirami tanah terlebih dahulu secara manual, karena beberapa kotoran bisa sangat kering pada awalnya. Beberapa pompa juga tampaknya airnya cukup lambat, tetapi Anda harus sangat berhati-hati karena pompa akan terisi lebih cepat dari yang Anda harapkan. Saturasi di atas 80% dapat membuat tanah menjadi sangat basah. Dan pastikan sensor kelembaban tanah cukup dalam.