智能室内香草园

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简介:智能室内药草园

关于:生物医学工程背景,喜欢所有的东西电子,编码,3D打印,木工,和工艺!

在这个指南中,我将向你展示我是如何创建我的智能室内香草花园的!对于这个项目,我有一些灵感,首先是我对家居感兴趣Aerogarden楷模。此外,我不得不与刚刚坐在我的电子斌多年的TFT触摸屏屏蔽未使用的Arduino的兆。我想,为什么不尝试使用一个Arduino的一些这个额外的时间,我在检疫必须使自己的Aerogarden喜欢的香草园!最后我要在我补充水分传感器,土壤各等分项目一点点额外的,但它已被证明是有用的为止。所有的一切,我不能一切如何变成了快乐!

我刚刚完成了这个项目,并种植一些罗勒和韭菜种子在2020年5月7日。这造说明发布在2020年5月11日。我希望工厂将开始这个即将到来的一周发芽我一定会一起进步成长图片更新此造说明!

以下是我的智能室内香草花园的一些特点:

-触摸屏显示时间,星期的一天,和日期。

- 四个2.35" ×2.35" ×2.33" 等分种植药材分装托盘插入盆收集任何排水和电子隔离本身。

- LED设置,允许用户设置所需的“开机”时间和持续时间。此外,用户可以禁用LED的开启,如果他们这样选择。

-水分传感器页面,指示4种草药中哪一种需要浇水。

-可调节的生长光线,让使用者在植物开始生长时增加6-8英寸的高度。

如果你对我如何做这个项目感兴趣,或者你想为自己做一个,请跟随!

供应:

电子产品:

- Arduino的2560米加

-2.8英寸TFT触摸屏屏蔽

-4倍土壤湿度传感器

-3×N沟道MOSFET P30N06LE

-1X RTC DS3231模块

-LED灯带

-5V 2A电源

- CR1220 3V电池

- 3x 220欧姆电阻

- Perfboard

- DC桶杰克

- - - - - -连接

香草园种植机:

-白色和黑色3D打印机PLA长丝(如果你选择打印自己的底稿)

-红橡木木皮

-薄铝板金属(可选)

-金属光泽喷漆底漆

-木材涂装/污渍

-一层聚氨酯面漆

土壤/草药产品:

-香草种子,您的选择

-表土奇迹生长

杂:

-电工胶带/油漆工胶带

-热熔胶枪

- 三维打印机(可选)

——Exacto刀

- 砂纸(〜220 +砂砾)

- 烙铁焊+

——Cyanoacrylate强力胶

-工具(钢丝钳、剪刀、针嘴钳)

老师的笔记

老师!你在你的课堂上使用这个造说明?
添加一个老师笔记来分享你是如何将它融入到你的课程中的。

步骤1:安装电子设备

有该项目的与正被一个Arduino兆2560 1)TFT触摸屏屏蔽的部件的大脑的电子器件部分基本上4主要组件。2)RTC时钟模块。3)土壤传感器。4)MOSFET晶体管和LED条。我利用这个项目一兆,因为它放置在触摸屏上屏蔽兆丰后附加引脚提供了我。下面是每个我上面列出该项目的4个主要部件的很多教程,我会链接一些我使用,也提供跨我一路上来添加一些附加信息的人的。

请参考我的Fritzing线路板和原理图电路的基本布局。注意:Fritzing没有我在项目中使用的精确的土壤传感器。我使用的那些也带有LM393比较器电路,我尽我所能来复制图像中的布线。如果仍然感到困惑,请参阅下面的详细信息。

1)的Arduino米加和2.8" TFT触摸屏

有用的链接:

Adafruit的教程:在连接屏蔽,安装适当的库和运行示例代码基础。

我相信我从Adafruit购买了我的触摸屏屏蔽,并且在初始设置和运行示例代码时使用了他们的教程。除了适当地连接屏蔽,真的没有更多,直到编码部分,在下一步。的一个重要的步骤但是正在裁剪连接到Arduino Vin pin的盾牌上的Vin pin。裁剪此引脚允许您有引脚访问,以便从外部电源提供arduino电源,所以请务必这样做。

2)RTC时钟模块

有用的链接:

Adafruit的教程:不同的接口板,比我在我的项目,但相同的DS3231芯片使用。

将实时时钟模块连接到Mega也很简单。您所需要的是5V、GND、SDA和SCL连接。在我的项目中,我将SDA和SCL从时钟连接到Mega上的20和21插脚。我也使用Adafruit的教程来初始化时钟,但更多的是在下一步。现在,只需按照所示完成连接。

3)土壤传感器

有用的链接:

Instructables教程:用户mdabusaayed对如何利用这些传感器一个伟大而简单的教程!

我在项目的电子部分开始后订购了这些传感器。在最初的测试中,我使用常规开关来代替这些传感器,这就是为什么在我早期的面包板电路中会出现这些开关的原因。用户mdabusaayed指出,这些土壤传感器可以作为数字输入或模拟输入。因为我只是想让这些传感器告诉我土壤是否干燥,我只用了它们的数字输出针。每个都需要一个5v和GND引脚连接,我用了23-26引脚在Mega上连接它们的数字输出

4)晶体管和RGB LED条

有用的链接:

Arduino的LED灯条教程:这些链接是相同的制作项目,该项目展示了如何利用MOSFET和Arduino的数字输出引脚驱动和RGB LED地带

Arduino的LED灯条视频:

我捡了个便宜RGB LED灯条从五美元店,可以从5V供电。Arduino的数字输出引脚不能为这是在MOSFETS开始发挥作用的条提供足够的电流。链接的教程解释了好多细节的电路比我能这样检查出来,如果你有兴趣,为什么我这样做。按照我的电路图布线,以便将条带和MOSFETS连接到Arduino。免责声明:现在我意识到有很多关于特定植物在Y频率下生长X瓦数的led的研究。我高度怀疑便宜5美元带符合这些标准的但是我觉得一些光比没有强,我穿过我的手指,我将得到一些草增长在未来几周:p在介绍中提到的,我将继续更新这个教程我应该需要使用一个更健壮的LED灯/地带。

步骤2:Arduino程序

当创建我的计划,我脑子里想的几个进球与我想它完成。首先,我想有触摸屏的显示当前时间和日期。第二,我在屏幕上想了几个功能图像,用户可以识别,并按他们采取与其他选项不同的屏幕(浇水桶水分传感器页面,并在LED的设置页面中的设置。)最后,我想要的图像在屏幕上,以告诉用户,如果LED灯都打开(由灯泡指示)。

该代码是有点长,所以我不会走行线,而是突出了代码的功能一般特征。它可能不是完美的,但它实现了我想要完成的任务。随意下载和你的愿望调整我的代码!有一些伟大的Youtube视频,帮助我,当它来到编写代码:如何机电一体化educ8s.tv有一对夫妇伟大的教程。我想提一提的是,浇水桶,灯泡,并设置标志的图像印从其位值在屏幕上。Image2cpp是一个伟大的工具,我用的是自动将图像转换为位图。

如果你对我的代码的思考过程不感兴趣,请忽略下面的内容,下载我的。ino程序和。c文件。一定要将两者放在同一个文件夹中。通过USB接口连接你的Mega到电脑,使用Arduino IDE,上传程序到你的Mega!

Indoor_Flower_Pot.inocode highlights

最初的

- 包括Adafruit的库(GFX,TFTLCD,TouchScreen.h,RTClib.h)

- 定义触摸屏销/变量(多的这个我在TFT触摸屏复制并从Adafruit的的示例代码粘贴

-定义变量使用整个程序

虚空设置

-连接到TFT触摸屏

-使用pinMode()功能配置土壤传感器引脚和led引脚

-绘制主屏幕(我为我的程序做了特定的功能来绘制每个屏幕。你可以在我的程序的底部找到void loop()

无效循环

-画主屏幕,如果那是什么选择

-检查时间,如果时间改变,更新屏幕

- 检查时间,看看它是否落在领导的“时间”和LED“定时器”之间

-如果是的话,打开LED灯,把灯泡画在屏幕上

- 如果没有,把LED的,并从屏幕上删除灯泡

-如果选择了水桶,绘制湿度传感器页面

-读取土壤传感器输入,如果土壤干燥,填入相应的圆

- 如果土壤保持湿润,保持圈空缺

-如果选择了设置图像,绘制LED设置页面

- 读取和存储的时间,上午或下午,和定时器。

-如果LED OFF被选择,保持LED OFF而不管On Time或Timer

第三步:设计草药园并进行3D打印

在设计香草花园之前,我就知道我想要用单板包裹基底。正因为如此,我需要创建一个尖角的方形设计,而不是一个更圆的设计,因为贴面可能不会坚持更椭圆的东西。我想要的另一个特性是led的可调节轴,以适应植物的生长。此外,我需要房间来容纳触摸屏/电子设备,以及一个单独的植物盆,可以容纳任何水,并将其与电子设备隔离。最后,我创建了我自己的托盘插入物的草药,有4个分开的aliquots和完美地适合在盆。我对这个设计的结果很满意!我在这个项目中使用了Fusion 360,并且我已经包含了我的.stl文件和.gcode文件,所以请随意下载、修改和打印!

花盆底座太大了,无法装入我的打印机,所以我必须分两部分打印。我打印的一切在白色PLA灯丝除了托盘插入,我打印在黑色。我使用Cura作为我的切片软件,我的打印细节如下。让我知道如果你想看到更多的图片在切片软件的每个部分。

切片软件详细信息:

- 我的打印机:设备选择打印机V2
- 喷嘴:0.4毫米
- 长丝:黑白PLA纤维1.75毫米
-印刷温度/模板温度:210C / 60C
-打印速度:60mm /s
- 腾空:25%
- 启用支持:是的,无处不在
- 构建镀覆粘合:3毫米布赖姆

第4步:整理药草园

因为药草园基两个部分印刷在第一步骤是胶合在一起使用快速强力胶氰基丙烯酸酯。这些照片突出了一些最重要的步骤,并在下面根据部分我会一一列举出来。

香草园基地:

将两部分粘合在一起后,我用中粗砂纸把底面弄粗一点。然后我铺设了我的贴面,描出了所有的4边的基础以及贴面的顶部。我不想贴面轴,所以我保持裸露。我用一把精确的刀把胶合板切了下来。在描边和切单板时要小心,以确保木纹在上胶时是在正确的方向上。我最终确实犯了这个错误,但幸运的是,它是在背面,很难判断。然后我应用了少量的胶水贴面,足够覆盖整个表面,并粘到草药园基地。我一次做了两面,这样我可以增加重量/夹子。

当所有的单板都粘好晾干后,我用220粒砂纸手工打磨底面。你要小心和耐心,以免不小心抓住一个粗糙的角落并把它扯下来。耐心部分是很重要的,因为它将花费一些时间来完善边缘,使一切看起来光滑。我最终使用了少量的木材填充物来处理一些更大的裂缝,我无法在打磨的时候修复。

打磨完成后,我用Minwax木器漆的情侣外套,在申请时遵循他们的指示。让坐了〜24小时后,我申请单涂层聚氨酯基给它一个很好的平滑光泽!

种植园主盆地:

大概是不需要这一步,但我是偏执的水可能泄漏到电子产品。尽管我怀疑的水会从托盘插入物被排入流域可言,我还是去了提前加硅少量的盆角落。

LED灯支持

我想画的光支架顶部的金属光泽,给它园林苗圃光的感觉。我用胶带在与画家磁带支撑轴,然后应用层的引物与暴露区域这样做。一旦变干,我也跟着用金属光泽喷漆的两件衣服。奇怪的是,我发现在我的工作区中的薄金属片画的片之后,并认为这将看起来更加逼真,比喷漆更好。我跟踪的光载体的顶部的区域中,切出的金属,和所使用的副把手弯曲金属。然后我粘在它上面。我用钢丝绒清洁过的金属,并给它一个很好的光泽。

第5步:完成的电子和接线

现在药草花园的底座已经完成了,LED灯的支撑也粉刷好了,最后一步就是完成布线和添加所有的组件!我将在下面列出每一个重要的步骤。我发现很多电线和热胶是我最好的朋友。

Perfboard:

我有一个小perfboard奠定了MOSFET的,RTC模块,和电阻器在它来得到近似的尺寸。然后我把它剪下来,并开始焊接部件。你真的可以设计自己的perfboard,但是你会喜欢。你会在我的perfboard看到,我有一个主要的(+ 5V)线,以及一个主(GND)线。要知道,通过它结束你的perfboard会看起来像一个坏头发的一天,电线到处跑。这是因为您需要7根电线将你的Arduino(SDASCL在RTC模块中,VINGND,3数字针连接到你的电阻器/ MOSFET的基脚上。)你还需要额外的8根电线从它到你的水分传感器(4根正电线到每个土壤传感器5v引脚,4根地线到每个土壤传感器地引脚)。

灯架上的LED灯条:

解开后的LED,我发现,带材的两个部分可以配合在支承部的长度之前,我不得不切割。有一次,我把所有的条带,我用热胶胶水他们在的地方给每个条之间的一个小房间。然后我用灵活28号线到焊料和每个(+)连接 - (+),B-B,R-R,和G-G到它们各自的焊盘。一旦完成后,我测试条通过支承轴喂丝之前,以确保所有焊盘被正确焊接。

最后的组装:

我在的地方热粘合DC插孔开始总装。然后我喂4根小灵活28规格导线从所述基部,通过中间轴,并且向上通过的光的支持。注意:它的线切割成长度将通过达到即使在中期轴和光完全升起的灯光是很重要的。然后我钎焊每根导线上的光各自的焊盘。的(+)线直接连接到DC插孔。

从(+)DC插座端子,我连接的导线和焊接在另一端上的perfboard 5V线。我重复从该进程( - )DC插座端子到接地线。

然后我用热胶轻拍,将perfboard粘到香草花园底部的位置。我根据我的原理图将相应的电线连接到arduino上,并将触摸屏放到底座前面的窗口中。根据贴合的紧密程度,你可能需要也可能不需要用热胶把它封好。

最后,我热胶合四个土壤传感器模块到位侧壁确保每个传感器被适当地放置于触摸屏湿度传感器页面上对应的读出的上。此后,连接了4个土壤传感器,通过微小的槽供给的导线,和与所述托盘中添加植物盆!

就这样,布线完成了!

步骤6:土壤,种子,完成!

最后一步是获得一些盆栽土壤和种子的选择!我从顶部开始往每个插入物中填充陶土直到0.5英寸。我在每片土壤的中央做了一个小印记,在每片土壤上添加了一些种子,并覆盖了0.25英寸的土壤。

然后我把托盘添加到植物盆,并把它放在香草花园基地!浇水时,我发现做到这一点的最好办法是用吸管,并加水,直到土壤湿润,似乎。我可以再确认土壤浇水足够等待几分钟,检查湿度传感器页之后。如果圆圈是空缺,指示植物浇水适当!

现在继承人到希望的草药实际增长:P我希望你喜欢这个指导,并期待看到你是否有人自己做。让快乐!

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    22个讨论

    0
    Sunyecz22

    回复7天前

    我没有用在电路中的LED部分的任何二极管,只是电阻和MOSFET。无论LED工作电压的,我需要经由Arduino的使用某种类型的晶体管的开/ MOSFET以上的LED开关作为Arduino的本身可以简单地不提供所需的电流提供给条带。我找到了制作教程,我在造说明上市,他们使用与MOSFET的栅线相同的1K的电阻供电的12V带。我想在我的电路和LED的工作完美,即使我在5V工作。在此之前,我一直在使用几个不同的2nXXXX NPN晶体管代替MOSFET,尝试,但他们都很快过热。我真的不能多远添加为理由/理论在在线电阻,但它的工作对我的电路在一天结束的时候,我很高兴与:P

    0
    drmarkglickman

    回复7天前

    你可以使用电源NPN晶体管与散热片和传热膏都试过了。MOSFET的花费更多的钱比双极结晶体管(BJT)。一些晶体管被设计与漏极和源极或集电极和发射极(BJT)之间输出感应负载保护二极管。我当时一看一个数据表,为您使用的MOSFET。奇怪的是,有一个真兰二极管输入保护(晶体管的栅极)。数据表都清楚地说明这两种真兰输入二极管的电压值。因此,可能需要在1千欧姆电阻器,如果MOSFET输入以上为约5 V(图8中的数据表):https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/RFP30N06LE.pdf

    0
    drmarkglickman

    10天前

    我不知道为什么笔者使用的MOSFET与二极管电源指示灯。这些二极管只需要电感负载(例如,电机,螺线管,电感器,和继电器)。

    0
    morsegates

    10天以前

    很好,很有创意!渴望建立一个。你用什么制作3D打印机?

    0
    Sunyecz22

    17天前回覆

    谢谢你,我很感激!我用白色和黑色PLA纤维制造商选择V2打印机为这个项目

    0
    Bearduino

    20天以前

    我不明白的“重要一步”。到底为什么你会夹(切断)从TFT基板的销?

    0
    Sunyecz22

    回复20天以前

    是的,我知道这有点令人困惑,我希望我能拍一张更好的照片。tft屏蔽有一个针,插入到arduino Vin,但它是没有用的。为了从外部为arduino供电,我想在arduino Vin pin中添加一条电源线。为了做到这一点,我从tft防护罩上剪下了一个别针,这样我就有足够的权限在防护罩下面加上一根电线,连接到arduino的Vin别针上。我希望这能讲得通!在我最初的测试板中,您可以看到我是如何将鳄鱼夹连接到arduino Vin pin后,我剪了相应的tft屏蔽pin

    0
    HarryDSomers

    25天前

    这太酷了。我喜欢园艺和小玩意,但arduino似乎总是有点超出我的能力范围。谢谢你清晰的一步一步的指导——如果我最终做到了,我一定会让你知道并分享它是如何实现的

    0
    Sunyecz22

    23日前答覆

    谢谢,我很期待呢!我不是专家的Arduino自己,但有这么多有用的教程在网上,我能很快把它捡起来!

    0
    chefmichel

    25天前

    尼斯项目,做得非常好,并解释。但在我个人看来,这是一个矫枉过正。太复杂的复制。

    1
    Sunyecz22

    回复前25天

    谢谢你!我在做这个项目时很开心,想和其他人分享一下。无论你是决定做还是只是享受我做的一切,这完全取决于你:)

    1
    MartyJ1

    11天以前

    漂亮的构建。我期待你使用的LED的结果。我认为室内生长灯是必要的。或者你只是在增加自然的阳光?

    1
    Sunyecz22

    26日前回复

    谢谢你!我知道没有合适的LED可能是个问题。我有我用了一段时间的连环画,它很便宜,所以我想我会试一试。如果植物没有发芽或长得很好,我就会考虑使用更结实的led灯,也许一天中会有几个小时吸收阳光

    2
    SaintS4

    4周前第6步

    我喜欢这个!我唯一要改变的就是土壤湿度传感器。从我在他们上面读到的一切,你正在使用的类型是臭名昭著的腐蚀,IIRC可以开始相当快。

    我建议使用电容式土壤湿度传感器如果你想避免腐蚀问题。

    另外,他们也生产5v的水泵(有些是用硬电线做的,有些是用USB线做的),所以如果你想的话,你可能可以自动浇水。这是一个伟大的项目,期待着更新!

    0
    Sunyecz22

    27天前回覆

    非常感谢!是的,在我买了这些土壤传感器之后,我确实做了一些调查,发现它们也很容易腐蚀,所以我肯定很快会买一些电容传感器。至于自动水泵,我将不得不考虑版本2:p

    1
    tantris

    27天前回覆

    据我所知,腐蚀的主要原因是传感器不断地在土壤中运行小直流电,你基本上是在溶解一块板。
    所以,在你获得新传感器之前,有一个想法是:只在需要的时候给传感器供电。我会断开从V+到传感器的线路,在两者之间放一个便宜的npn-晶体管,晶体管的基极(带有一个下拉电阻)连接到一个备用arduino I/O,传感器的“使能”引脚。
    在soilCheck()中,您首先启用传感器,可能需要等待一秒,读取传感器,禁用传感器。
    只要您不经常调用soilCheck(),这将真正最小化电流和腐蚀。

    0
    Sunyecz22

    26日前回复

    太棒了,谢谢你的提示!我得试一试