بلانتاغوتشي! الغراس الذكي: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

بلانتاجوتشي يموت حتى لا يضطر نبتتك إلى ذلك.

لقد أصبحت مؤخرًا مالكًا فخورًا لنبتة منزلية جديدة (تسمى تشيستر) وأريده حقًا أن يعيش حياة طويلة وصحية. لسوء الحظ ، ليس لدي إبهام أخضر. لقد اقتنعت على الفور بأنني سأرسل تشيستر إلى قبر مبكر إذا لم أحصل على مساعدة. لقد كان بالفعل حزينًا بعض الشيء عندما حصلت عليه.

هذه هي الطريقة التي توصلت بها إلى Plantagotchi - وهو وعاء نباتي ذكي يتيح لك معرفة ما إذا كنت أحد الوالدين المهملين للنبات. يحول Plantagotchi نباتك إلى سايبورغ يقدم ملاحظات عندما لا يتم تلبية احتياجاته. إذا لم تحصل على ما يكفي من ضوء الشمس أو الماء فإنها تموت (عيونها تتحول إلى Xs). هذا يسمح لك بتعويض نبتتك قبل فوات الأوان!

ملاحظة: هذا مدخل في تحدي Planter Challenge واستخدمت Tinkercad في تصميمي.

الخطوة 1: إلهام التصميم والوظائف

أثناء حلمي بلانتاجوتشي ، تخيلت تقاطعًا بين تماغوتشي (حيوان أليف رقمي من التسعينيات كان من المستحيل أن يبقى على قيد الحياة) ، وأنانا (أناناس مجسم من العرض التعليمي الكندي الفرنسي منخفض التكلفة في الثمانينيات - Téléfrancais!)

في المستوى الأساسي ، فهمت أن نبتتي تحتاج إلى شيئين من أجل البقاء: الماء والضوء. وفقًا لذلك ، يحتوي Plantagotchi على مستشعر للمياه وجهاز استشعار للضوء. إذا لم يستقبل النبات الضوء لفترة طويلة من الزمن ، أو إذا جفت مياهه ، فإن عيون Plantagotchi تتحول إلى Xs.

أثناء النهار ، تنظر عيون بلانتاغوتشي حول الغرفة. عندما يحل الظلام ، يغلقهم (انظر الفيديو في المقدمة). هذا يعطيها القليل من الشخصية!

الخطوة الثانية: جمع الإمدادات

هذا ليس مشروع صعب. ومع ذلك ، لا أوصي به للمبتدئين تمامًا للأسباب التالية:

• تحتاج إلى لحام شاشات TFT
• يجب أن تشعر بالراحة عند تثبيت مكتبات Arduino واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
• إذا كنت ترغب في تخصيص تصميم العين ، فأنت بحاجة إلى تشغيل برنامج Python في سطر الأوامر.

… إذا كان كل هذا يبدو جيدًا - فلنبدأ !!

تستند العيون إلى برنامج تعليمي Adafruit مذهل: العيون المتحركة الإلكترونية باستخدام Teensy. لقد أجريت تعديلات لتخصيص هذا المشروع ، لكن البرنامج التعليمي الأصلي يحتوي على الكثير من الموارد الممتازة ونصائح حول استكشاف الأخطاء وإصلاحها في حالة عدم عمل الشاشات بشكل صحيح.

مستلزمات للعيون وأجهزة الاستشعار:

1. عدد 2 شاشة TFT صغيرة
2. متحكم صغير 3.1 أو 3.2
3. الأسلاك
4. مقاوم ضوئي
5. 10 كيلو أوم المقاوم
6. عدد 2 مسامير صغيرة مجلفنة
7. 2 مقاطع التمساح (اختياري)
8. قليلا من الاسفنج
9. اللوح
10. قواطع للاسلاك
11. شريط كهربائي
12. حافظة مطبوعة ثلاثية الأبعاد للعيون

لوازم اللحام

1. لحام حديد
2. جندى
3. فتيل اللحام (في حالة ارتكابك خطأ)

لوازم الغراس:

1. علبة قهوة كبيرة
2. صندوق الحلوى الصلبة لإيواء المتحكم الدقيق (استخدمت حزمة من النعناع في Excel)
3. طلاء أكريليك
4. فرشاة الرسم
5. مقص
6. مسمار ومطرقة لعمل الثقوب
7. شريط لاصق (اختياري - غير مصور)
8. صندوق عصير (اختياري - غير مصور)
9. مسدس الغراء (اختياري)
10. البربون للزينة (اختياري - غير مصور)

الخطوة 3: جعل العيون تعمل

كما ذكرنا سابقًا ، اتبعت هذا البرنامج التعليمي Adafruit للحصول على عيون في البداية.

يحتوي البرنامج التعليمي Adafruit على تعليمات أكثر تعمقًا مما لدي مساحة تغطيتها هنا. سوف ألخص التعليمات العامة وأسلط الضوء على التحديات التي مررت بها.

1. أسلاك اللحام على الشاشة. ستحتاج إلى توصيل الأسلاك بالدبابيس التالية:

• فين
• GND
• SCK
• SI
• TCS
• RST
• د / د

التحدي - لقد قمت بلحام الرؤوس على شاشتي على الفور من أجل اللوح ، ولكن بعد ذلك لن تتناسب مع العلبة المطبوعة ثلاثية الأبعاد. هذا يعني أنني اضطررت إلى إزالتها وإعادة لحام الأسلاك. تخطي هذا الإحباط باستخدام الأسلاك بدلاً من الرؤوس في المقام الأول.

2) قم بتثبيت مكتبة Teensyduino LibraryChallenge - لا تدع المثبت يتضمن أي مكتبات Adafruit عندما تمر بعملية الإعداد. هذه المكتبات قديمة ، وستتسبب في حدوث أخطاء في التعليمات البرمجية الخاصة بك.

3) اختبار Teensy: قم بتحميل رسم وميض بسيط لمعرفة ما إذا كان تثبيت Teensyduino ناجحًا.

4) قم بتثبيت مكتبات الرسومات في Arduino ID سوف تحتاج إلى مكتبة Adafruit_GFX ومكتبة Adafruit_ST7735

5) قم بتوصيل الشاشة إلى Teensy باستخدام لوحة توصيل توصيل الأسلاك الخاصة بك على النحو التالي إلى Teensy (انقر هنا للحصول على خريطة دبابيس Teensy)

• فين - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS - دبوس 9 (العين اليسرى) أو 10 (العين اليمنى)
• RST - دبوس 8
• D / C - دبوس 7

6) قم بتحميل ملف "العيون الخارقة" إلى Teensy ، من الأفضل أن تبدأ بالشفرة الأصلية من البرنامج التعليمي Adafruit ، بدلاً من نسختي المعدلة ، حيث قد أعرض Xs بدلاً من العيون عندما لا تكون هناك أجهزة استشعار.

التحدي - يمكن أن تكون لعبة اللوح مع شاشات TFT مزعجة لأنها حساسة للغاية. إذا تم اهتزاز الأسلاك غير الملحومة على الإطلاق ، فسوف ينتهي بي الأمر بشاشة بيضاء حتى أعيد تحميل الرسم. أدى لحام الوصلات إلى إصلاح هذا التحدي بالنسبة لي.

الخطوة 4: تخصيص تصميم العين

العيون الافتراضية التي تأتي مع هذه المكتبة واقعية للغاية. ومع ذلك ، فقد شعروا بالخوف الشديد من هذا المشروع - أردت شيئًا أشبه بالعين المرصعة.

لإنشاء عينك المخصصة ، قم بتعديل ملفات-p.webp

هذا هو الأمر الذي ستحتاج إلى تشغيله لإنشاء الصورة النقطية الجديدة (لاحظ أنك تحتاج إلى Python * والعديد من الحزم بما في ذلك PImage حتى يعمل هذا بشكل صحيح).

python tablegen.py defaultEye / sclera-p.webp

بمجرد تشغيل البرنامج النصي ، يجب أن يظهر ملف.h جديد. ما عليك سوى سحب هذا الملف إلى نفس المجلد مثل ملف uncannyEyes.ino ، ثم قم بتعديل قسم #include في كود Arduino حتى يعرف أنه يبحث عن ملف h الذي تم إنشاؤه حديثًا. عند تحميل الرمز إلى Teensy ، يجب أن تعرض شاشاتك تصميم عينك الجديد تمامًا.

* لاحظ أن ملف tablegen.py من البرنامج التعليمي Adafruit يعمل فقط على Python 2. الإصدار الذي قمت بتحميله أعلاه يعمل مع Python 3.

الخطوة 5: الطباعة ثلاثية الأبعاد

لم أكن أطبع الطباعة ثلاثية الأبعاد من قبل ، لذلك كان هذا مثيرًا للغاية!

كنت أرغب في الأصل في طباعة وعاء كامل بقصاصات للعيون ومتحكم دقيق ، لكنني لم أكن متأكدًا من الخدمات اللوجستية لطباعة شيء بهذا الحجم. قررت بدلاً من ذلك أن أبدأ صغيرًا باستخدام نسخة معدلة من الغلاف المطبوع ثلاثي الأبعاد المقدم في البرنامج التعليمي Adafruit. كانت الطباعة أرخص ، ويمكن إعادة استخدامها في مشاريع أخرى في المستقبل.

افترضت أن تخصيص العلبة المطبوعة ثلاثية الأبعاد سيكون أصعب جزء في هذا المشروع ، لكن اتضح أنه سهل للغاية. لقد استخدمت Tinkercad ، واستغرقت عملية الإعداد بضع دقائق فقط.

بعد اللعب لبضع دقائق ، عمل تصميمات مجنونة (للمشاريع المستقبلية). قمت بتحميل ملف.stl من Adafruit ، ثم أضفت حصة لمساعدته على الوقوف في الأوساخ. كان علي فقط سحب وإسقاط شكل مستطيل على التصميم وتغيير حجمه. سهل! كانت جاهزة للطباعة في أي وقت من الأوقات.

لم تكن هذه العملية بدون خطأ بشري تمامًا - لقد أرسلت بطريق الخطأ الملف الخطأ إلى المطبعة ، وانتهى بي الأمر بقطع "أمامية" فقط (قطعتان مع وجود وتد مستطيل ، واثنتان بدونهما) ، ولا توجد قطعة خلفية مغلقة. نجح هذا الأمر جيدًا ، على الرغم من أن القطع الأمامية الإضافية يمكن أن تتضاعف كظهر ، كما أن الفتحة الكبيرة جدًا جعلت من السهل تمرير الأسلاك من خلالها (فوز عرضي!)

يحتوي التصميم المطبوع ثلاثي الأبعاد من Adafruit أيضًا على مساحة لتشمل حبة بلاستيكية مستديرة في الأعلى لجعل العيون تبدو أكثر واقعية. قررت بعد الطباعة أنني لا أريد تضمين هذا لأنه اقترب من وادي غريب ، لذلك قمت بتغطية الفجوات الموجودة على جانب الشاشة بشريط كهربائي. يساعد الشريط أيضًا في الحفاظ على مكوناتي محمية من الرطوبة. من المسلم به أن شريط كهربائي ليس حلاً طويل الأمد. إذا قمت بإعادة تصميم هذا المشروع ، فسأقوم بتعديل مكوناتي ثلاثية الأبعاد لتناسب تصميمي بشكل أفضل.

لقد أرفقت نسختي المعدلة من الغلاف ثلاثي الأبعاد أدناه. يمكن العثور على النسخ الأصلية على هذا الرابط.

الخطوة 6: إضافة مجسات وإسكان المتحكم الدقيق

مستشعر الضوء

لقد اتبعت رسمًا تخطيطيًا من موقع Adafruit على الويب لتوصيل المقاوم الضوئي بدبوس A3 على المتحكم الدقيق.

في الكود ، عندما تكون قيمة مستشعر المقاوم للضوء أقل من العتبة ، يدخل Plantagotchi في وضع السكون. انها عيون مغلقة ، ويبدأ الموقت. إذا استمر المؤقت لمدة 24 ساعة دون مقاطعة ، فإن عيون Plantagotchi تتحول إلى Xs للإشارة إلى أنها بحاجة إلى بعض الضوء.

ملاحظة: تحتاج النباتات إلى الضوء الطبيعي لتزدهر ، لكن المقاوم الضوئي حساس لكل من الضوء الطبيعي والاصطناعي. لذلك من المهم وضع بلانتاجوتشي بحيث لا يكون هذا المستشعر مواجهًا لمصدر ضوء داخلي.

جهاز استشعار المياه

قرأت أن مستشعرات الماء تصدأ بسهولة ، لذلك قررت أن أستخدم DIY الفائق لهذا الغرض حتى يمكن استبداله بسهولة. لقد أرفقت مقاطع التمساح بسلكين ووصلت أحدهما بالأرض والآخر بالدبوس A0. إذا لم يكن A0 متصلاً بالأرض ، فإنه عادةً ما يلتقط القيم حول 50-150 ، بمجرد أن أقوم بتوصيله بالأرض ، تنخفض القيم إلى 1. لقد استخدمت التمساح للتمسك بمسمارين مغلفن ، وقد قمت بلصقهما معًا عن كثب باستخدام قطعة من اسفنجة. الترتيب على النحو التالي:

(الأرض ----- Nail1 [عالق في الإسفنج] Nail2 <------ A0)

تخزن البروميليا الماء في أكواب تتشكل في قاعدة أوراقها (انظر الصورة). عندما تكون الإسفنجة مبللة من الماء في هذه الأكواب ، يحافظ السلكان على الاتصال ، وتظل قيمة مستشعر A0 منخفضة. ومع ذلك ، بمجرد أن يجف الإسفنج ، ينقطع الاتصال ، وتتصاعد قيمة الإدخال. هذا يدفع عيون بلانتاغوتشي إلى التحول إلى Xs.

مكونات السكن

لحماية مكوناتي ، استخدمت حزمة من النعناع التي تناسب سن المراهقة تمامًا ، حتى أنها تحتوي على غطاء بفتحة بالحجم المناسب للأسلاك. لقد قمت بلف العبوة في شريط كهربائي بحيث تبدو مشابهة للعينين.

في النهاية ، قمت بلف أسلاك المستشعر بشريط أسود أيضًا لأنه أبقى الأسلاك معًا وجعلها أسهل في الحركة. إذا كنت سأعيد هذا المشروع ، فسأستثمر بالتأكيد في بعض الانكماش الحراري وأعتمد بشكل أقل على الشريط..

الخطوة 7: تزيين وعاء وإضافة بقعة للميكروكونترولر

بعد أن أنفقت المزيد من المال على المكونات والطباعة ثلاثية الأبعاد التي أهتم بالاعتراف بها ، أردت أن أجعل القدر أرخص ما يمكن.

لقد قمت بإعادة تدوير علبة قهوة تتناسب تمامًا مع حجم وعاء نباتي (على الرغم من أنني اضطررت إلى الضغط على الشفة قليلاً حتى يمكن وضعها في الداخل). قبل تزيين الوعاء ، قمت بتثبيت بعض الثقوب في القاع في حالة زيادة الماء فيه.

نظرًا لأنني كنت أرغب في الاحتفاظ بإلكترونياتي بإزالة الغراس إلى حد ما (الماء + الإلكترونيات = ليست دائمًا فكرة رائعة) ، قمت بتقطيع صندوق عصير ولصقه في الجزء الخلفي من العلبة لعقد المكونات. هذا يحافظ عليها جافة ، ويسمح لي بإزالتها بسهولة عند الحاجة.

لم يعجبني كيف ظهر صندوق العصير في الخلف ، لذلك استخدمت شريطًا لاصقًا لمنحه بعض الشكل. بعد ذلك ، رسمت كل شيء بطلاء أكريليك. للزينة ، تركت شريطًا من الفضة على القصدير ، وقمت بتقليد هذا على علبة العصير بشريط صغير من القصدير. أخيرًا ، أضفت شريطًا به شريط كهربائي أسود … فلماذا لا!

الخطوة 8: ضعها معًا والخطوات التالية

الجائزة الأولى في تحدي الغراس