حديقة إنترنت الأشياء الذكية: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

إذا كنت مثلي ، فأنت تحب الفواكه والخضروات الطازجة في طبقك ، لكن ليس لديك الوقت الكافي للحفاظ على حديقة لائقة. ستوضح لك هذه التعليمات كيفية بناء حديقة ذكية لإنترنت الأشياء (أسميها: Green Guard) التي تسقي نباتاتك من أجلك وتحذرك من المواقف الخطيرة مثل: الكثير من ضوء الشمس ، وعدم كفاية ضوء الشمس ، ونفاد الماء.

يتم تحقيق كل ذلك باستخدام اثنين من أجهزة الاستشعار البسيطة ومشغل يتحكم فيه Raspberry Pi. على موقع الويب ، يمكنك عرض القياسات من هذه المستشعرات والتحكم في تدفق المياه.

الخطوة 1: المواد والأدوات

المواد:

• 1x Raspberry Pi 4
• مفصلة بيانو 1 متر
• 1x حامل بطارية 8x AA
• 8 بطاريات AA
• * 1x صمام الملف اللولبي 12 فولت 1/2 بوصة
• انبوب ماء 3 متر (بلاستيك ، نايلون …) 12 ملم
• 1x الذيل على شكل حرف T.
• 2x الذيل 1/2 "12 مللي متر
• 5x خرطوم المشبك
• عبوة سعة 5 لتر
• 4 م ألواح خشبية
• 1x لوح خشبي 100 سم / 50 سم
• 1x رقائق البركة 2 م / 1 م
• دقيقة. 50 مسامير
• 1x اللوح
• 2x إغلاق مغناطيسي
• 1x الترانزستور npn
• 1x مستشعر درجة الحرارة والرطوبة
• 1x LDR مستشعر الضوء
• 1x مستشعر رطوبة التربة
• 1x شاشة LCD
• 2x 1/2 "الأنابيب على شكل L.

يوضح لك هذا المستند من أين حصلت على هذه المواد.

* من المهم ألا يكون للصمام اللولبي ضغط تشغيل أدنى. إذا حدث ذلك ، فسيواجه الماء صعوبة في العبور.

أدوات:

• منشار ميتري (اختياري: أي نوع آخر من المنشار)
• مثقاب يدوي (اختياري: مفك براغي)
• مسدس دبابيس (اختياري: مسامير)
• غراء الخشب

الخطوة الثانية: بناء الدائرة

سيتم توصيل المكونات التالية بـ Raspberry Pi:

• MCP3008

  • مستشعر الضوء LDR
  • مستشعر رطوبة التربة
• DHT11 استشعار الرطوبة ودرجة الحرارة

• PCF8574

  عرض شاشات الكريستال السائل

• الترانزستور TIP120

  صمام الملف اللولبي

تم توصيل اثنين من المستشعرات (LDR ورطوبة التربة) بجهاز MCP3008 الذي يسمح بقراءة الإشارات التناظرية بواسطة Raspberry Pi. أنا أستخدم PCF8574 لكتابة البيانات على شاشة LCD لأنها توفر الكثير من دبابيس GPIO.

يمكنك فقط اتباع الصورة أعلاه عند بناء الدائرة.

الخطوة 3: إعداد قاعدة البيانات

للحصول على تحكم كامل في حديقتك ، ستحتاج إلى رؤية جدول زمني يوضح جميع القياسات من أجهزة الاستشعار الخاصة بك. أنا أستخدم قاعدة بيانات SQL لحفظ كل هذه القياسات.

لقد أعددت ملفًا قائمًا بذاته يتضمن قاعدة البيانات الكاملة اللازمة لهذا المشروع. يمكنك العثور عليها في مجلد تصدير قاعدة البيانات في مستودع Git الخاص بي واستيراد قاعدة البيانات هذه في MySQL Workbench عن طريق فتح الخادم> استيراد البيانات ثم تحديد الملف المستقل وإنشاء قاعدة بيانات جديدة.

تحتوي قاعدة البيانات هذه على أربعة جداول: tblmeasurement و tbldevice و tblwarning و tblaction. يحتوي جهاز Tbldevice على جميع المستشعرات والمشغل. الرسائل الموجودة في tblwarning باللغة الهولندية ، ولكن يمكنك تغييرها بسهولة بالنقر فوق رمز التنفيذ الموجود في الجدول ، وتغيير الرسائل وتطبيق التغييرات. يحتوي Tblaction على الإجراءات التي يمكن تنفيذها بواسطة البرنامج الذي سأتحدث عنه في الخطوة التالية. هذه الإجراءات هي على سبيل المثال: قياس درجة الحرارة ، صمام الملف اللولبي للتفعيل التلقائي …

الخطوة 4: البرمجة

يمكنك العثور على جميع الكودات اللازمة في مستودع Git الخاص بي. الواجهة الأمامية والنهاية الخلفية.

يقوم هذا البرنامج بجميع الأمور التقنية مثل: قراءة بيانات المستشعر ، وتفعيل المشغل …

أعلاه ، يمكنك مشاهدة بعض الصور للموقع. إنه باللغة الهولندية ولكنك أنت

الخطوة الخامسة: بناء الشكل الأساسي للحديقة

تتمثل الخطوة الأولى في إنشاء المشروع المادي في بناء الغلاف الأساسي للحديقة. ابدأ بقطع بعض الألواح بالأبعاد التالية:

• أ - 2 × 100 سم / 20 سم
• ب - 2 × 46.4 سم / 20 سم
• ج - 1 × 46.4 سم / 18.2 سم
• د - 1 × 46 سم / 18 سم
• ه - 1 × 15 سم / 20 سم
• f - 1x 31 سم / 20 سم

أولاً ، قم بتثبيت الألواح الخشبية على جانبي اللوح الخشبي. أفضل طريقة لإرفاق هذا تتم في أربع خطوات:

1. حفر ثقوب على اللوحة حيث ستمر المسامير
2. استخدم لقمة ثقب مثقاب لإفساح المجال لرأس المسمار للدخول
3. ضع خطًا من غراء الخشب حيث سيتم توصيل اللوح الخشبي
4. ضع اللوح على الصمغ وحفر البراغي خلال الفتحات التي قمت بحفرها مسبقًا

5 مسامير ستكون كافية لعقد الألواح أ. ثم يمكنك أن تفعل الشيء نفسه مع الألواح ب ، والتي استخدمت 3 مسامير في الأسفل و 2 على الجانب.

الخطوة 6: بناء حامل خزان المياه

إرفاق plank e في الزاوية التي يمكنك رؤيتها في الصورة باستخدام الطريقة التي شرحتها في الخطوة السابقة. يمكنك القيام بذلك بنفسك بسهولة باستخدام قطعة من الخشب والبطلينوس (انظر الصورة الثانية).

لدعم هذا اللوح الخشبي ، اصنع شعاعًا خشبيًا صغيرًا بجوانب بزاوية 45 درجة في الأعلى والأسفل. للتأكد من أنها تلامس الأرض عند إرفاقها باللوح المستقيم ، ارسم خطًا حيث ترى الجانب العلوي كما أفعل في الصورة الثالثة.

بعد ذلك ، استخدم بعض خردة الخشب لبناء إطار مناسب لعلبة المياه التي تستخدمها. اربط الإطار بالمنصة باستخدام غراء الخشب. لم يكن الإطار الذي صنعته مستويًا تمامًا ، لذا قمت بربطه بإحكام بقطعتين من البطلينوس أثناء لصقهما وتركته يستقر لليلة.

أخيرًا ، ستحتاج إلى إرفاق الأنابيب على شكل حرف L بأسفل الوعاء وإحداث ثقب في اللوح الداعم للوعاء بحيث يمكن للأنابيب المرور من خلاله. لتوصيل الأنابيب ، قمت بلحام قطعة مناسبة من الأنابيب بلوحة معدنية قمت بتثبيتها على الجريكان باستخدام غراء Sikaflex العالمي. بدلاً من ذلك ، يمكنك فقط دفع قطعة من الأنبوب في الفتحة التي تصنعها في جركن ووضع ما يكفي من الغراء الشامل عليها حتى تظل في مكانها. يمكنك عمل الفتحة الموجودة أسفل الجيركان بقطعة منشار ثقب لتثقيب اليد.

الخطوة 7: توصيل الأنابيب والأنابيب

قبل توصيل أي من الأنابيب ، قم بإرفاق رقائق البركة داخل جزء الحديقة من المشروع. لقد أصلحته خارج المشروع بمسدس دباسة. يمكنك طي قطع الزاوية بحيث تتلاءم بشكل جيد مع قطع الأجزاء التي يوجد بها الكثير من رقائق الألومنيوم.

بعد القيام بذلك ، يمكنك البدء في حفر فتحتين من جزء الحديقة إلى جزء الإدارة على ارتفاع 15 سم تقريبًا حتى تصل الأنابيب إلى الحديقة نفسها. يمكنك تقليل كمية الشظايا والحفر من خلال الرقاقة عن طريق تثبيت قطعتين من الخشب على اللوح الخشبي والحفر من خلالهما كما في الصورة أعلاه. يمكنك دفع أنبوبين عبر الفتحات وتوصيلهما في المنتصف خلف اللوح الخشبي. بعد ذلك ، يمكنك حفر بعض الثقوب 2.5 مم في الأنابيب حتى يخرج الماء (ولا تنس أن تحفر ثقبًا واحدًا على الجانب العلوي من الأنبوب حتى يستمر تدفق المياه أثناء إغلاق صمام الملف اللولبي).

حفر فتحتين (ليس كل الطريق من خلال) في نهاية الحديقة لربط نهاية الأنابيب بها. ألصق قطعتين أسطوانيتين من المعدن داخل الثقوب وادفع طرف الأنابيب فوقها.

بعد ذلك ، قم بإرفاق قطعة من الخشب بلوحة الأرضية بجوار خزان المياه (كما في الصورة). هذا هو المكان الذي سيستقر فيه صمام الملف اللولبي ، لذا اختبر موضعه للتأكد من أن الملف اللولبي يناسبه. في الجزء العلوي من هذه القطعة ، قم بإرفاق قطعة معدنية على شكل حرف L حيث سيتم تثبيت صمام الملف اللولبي عليه.

الخطوة الثامنة: دمج الإلكترونيات

ابدأ بتشكيل قطعتين من الخشب. واحد من أجل DHT11 و LDR ، والآخر لمستشعر رطوبة التربة. تستطيع أن ترى تلك القطع في الصور أعلاه. قم بإرفاقهم كما هو موضح في الصور.

يمكنك إخفاء أسلاك DHT11 و LDR عن طريق تدبيس قطعة من رقائق البركة فوقها ودسها. حفر حفرة حيث يمكن للأسلاك أن تمر.

بعد ذلك ، لعمل ثقب لشاشة LCD ، قم بحفر فتحتين على الأطراف المائلة لمساحة شاشة LCD واستخدم منشارًا لقطع مستطيل.

يمكنك وضع اللوح و Raspberry Pi وحزمة بطارية 12 فولت في الداخل خلف شاشة LCD في الزاوية (واستخدام شريط فيلكرو لتثبيتها). ثم تستخدم صندوقًا بلاستيكيًا ، وتقطع جانبين وتضعه فوق الأجهزة الإلكترونية لحمايتها من أي ماء مقطر. إن لصق قطعة صغيرة من الخشب على لوح الأرضية بجوار الصندوق البلاستيكي يبقيها في مكانها.

أخيرًا ، قم بحفر خط من الثقوب أسفل ارتفاع الصندوق البلاستيكي مباشرةً حتى يتمكن الهواء الساخن من Raspberry Pi من الهروب.

الخطوة 9: ربط المفصلات

الشيء الوحيد المتبقي الآن هو إرفاق آخر لوحين قمت بقطعهما في البداية.

أولاً ، انطلق من الركن الأيمن السفلي من اللوح الخشبي على الجانب. هذا هو المكان الذي سيمر فيه كابل الطاقة.

ثم يمكنك تثبيت المفصلات على الألواح كما في الصور أعلاه.

الخطوة 10: الإغلاق

إذا قررت إنشاء هذا المشروع بنفسك ، فأعلمني بذلك في التعليقات (:

شكرا للقراءة.