แพลนทากอตจิ! Smart Planter: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

Plantagotchi ตายเพื่อให้พืชของคุณไม่ต้องทำ

ฉันเพิ่งได้เป็นเจ้าของกระถางต้นไม้ใหม่ (ชื่อเชสเตอร์) อย่างภาคภูมิใจ และอยากให้เขามีชีวิตที่ยืนยาวและมีสุขภาพดี น่าเสียดายที่ฉันไม่มีนิ้วหัวแม่มือสีเขียว ฉันมั่นใจทันทีว่าจะส่งเชสเตอร์ไปที่หลุมศพก่อน ถ้าไม่ได้รับความช่วยเหลือ เขาดูเศร้าเล็กน้อยเมื่อฉันได้เขามา

นี่คือวิธีที่ฉันคิดค้น Plantagotchi ซึ่งเป็นเครื่องปลูกอัจฉริยะที่ช่วยให้คุณรู้ว่าเมื่อใดที่คุณเป็นผู้ปกครองพืชที่ถูกทอดทิ้ง Plantagotchi เปลี่ยนโรงงานของคุณให้กลายเป็นไซบอร์กที่ส่งฟีดแบ็คเมื่อไม่ต้องการสนองความต้องการ หากได้รับแสงแดดหรือน้ำไม่เพียงพอ มันก็จะตาย (ตาหันไปทาง Xs) วิธีนี้ช่วยให้คุณสร้างโรงงานได้ก่อนที่จะสายเกินไป!

หมายเหตุ: นี่เป็นรายการเข้าสู่ Planter Challenge และฉันใช้ Tinkercad ในการออกแบบของฉัน

ขั้นตอนที่ 1: แรงบันดาลใจในการออกแบบและการใช้งาน

ขณะฝันถึง Plantagotchi ฉันจินตนาการถึงการข้ามระหว่าง Tamagotchi (สัตว์เลี้ยงดิจิทัลจากยุค 90 ที่เป็นไปไม่ได้ที่จะมีชีวิตอยู่) และ Anana (สับปะรดมานุษยวิทยาจากการแสดงการศึกษาภาษาฝรั่งเศสในยุค 80 ของแคนาดา - Téléfrancais!)

ในระดับพื้นฐานที่สุด ฉันเข้าใจว่าพืชของฉันต้องการสองสิ่งเพื่อความอยู่รอด: น้ำและแสง ดังนั้น Plantagotchi จึงมีเซ็นเซอร์น้ำและเซ็นเซอร์วัดแสง ถ้าต้นไม้ไม่ได้รับแสงเป็นเวลานาน หรือถ้าน้ำแห้ง ตาของ Plantagotchi จะหันไปทาง Xs

ในระหว่างวัน Plantagotchi มองไปรอบๆ ห้อง เมื่อมืดก็จะปิด (ดูวิดีโอในบทนำ) แบบนี้ค่อยมีบุคลิค!

ขั้นตอนที่ 2: รวบรวมเสบียง

นี่ไม่ใช่โครงการที่ยาก อย่างไรก็ตาม ฉันไม่แนะนำสำหรับมือใหม่ด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

• คุณต้องประสานหน้าจอ TFT
• คุณต้องรู้สึกสะดวกสบายในการติดตั้งและแก้ไขปัญหาไลบรารี Arduino
• หากคุณต้องการปรับแต่งการออกแบบดวงตา คุณต้องเรียกใช้โปรแกรม Python ในบรรทัดคำสั่ง

…ถ้าทั้งหมดนี้ฟังดูโอเค - เริ่มกันเลย!!

ดวงตามีพื้นฐานมาจากการสอน Adafruit ที่น่าทึ่ง: Electronic Animated Eyes โดยใช้ Teensy ฉันทำการปรับเปลี่ยนเพื่อปรับแต่งโปรเจ็กต์นี้ แต่บทช่วยสอนดั้งเดิมมีแหล่งข้อมูลที่ยอดเยี่ยมมากมายและคำแนะนำในการแก้ปัญหาในกรณีที่หน้าจอทำงานไม่ถูกต้อง

อุปกรณ์สำหรับดวงตาและเซ็นเซอร์:

1. หน้าจอ TFT ขนาดเล็ก 2 จอ
2. ไมโครคอนโทรลเลอร์ Teensy 3.1 หรือ 3.2
3. ลวด
4. โฟโตรีซีสเตอร์
5. ตัวต้านทาน 10K โอห์ม
6. ตะปูอาบสังกะสีขนาดเล็ก 2 อัน
7. คลิปจระเข้ 2 อัน (อุปกรณ์เสริม)
8. ฟองน้ำนิดหน่อย
9. เขียงหั่นขนม
10. เครื่องตัดลวด
11. เทปช่างไฟฟ้า
12. เคสพิมพ์ 3 มิติสำหรับดวงตา

วัสดุสำหรับการบัดกรี

1. หัวแร้ง
2. ประสาน
3. ไส้ตะเกียง (ในกรณีที่คุณทำผิดพลาด)

อุปกรณ์สำหรับชาวไร่:

1. กระป๋องกาแฟขนาดใหญ่
2. กล่องลูกอมแข็งสำหรับใส่ไมโครคอนโทรลเลอร์ (ฉันใช้ Excel mints หนึ่งซอง)
3. ภาพวาดสีอะคิลิก
4. พู่กัน
5. กรรไกร
6. ตะปูและค้อนสำหรับเจาะรู
7. เทปกาว (อุปกรณ์เสริม - ไม่มีภาพ)
8. กล่องน้ำผลไม้ (อุปกรณ์เสริม - ไม่มีภาพ)
9. ปืนกาว (อุปกรณ์เสริม)
10. ฟอยล์สำหรับตกแต่ง (ไม่จำเป็น - ไม่มีภาพ)

ขั้นตอนที่ 3: ทำให้ตาทำงาน

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ฉันทำตามบทช่วยสอนของ Adafruit นี้เพื่อเตรียมดวงตาในตอนแรก

บทช่วยสอน Adafruit มีคำแนะนำเชิงลึกมากกว่าที่ฉันมีพื้นที่ให้พูดถึงที่นี่ ฉันจะสรุปคำแนะนำทั่วไป และเน้นความท้าทายที่ฉันประสบ

1. บัดกรีสายไฟเข้ากับหน้าจอ คุณจะต้องเชื่อมต่อสายไฟกับพินต่อไปนี้:

• วิน
• GND
• SCK
• SI
• TCS
• RST
• ด/ด

ความท้าทาย - ฉันบัดกรีส่วนหัวไปที่หน้าจอของฉันทันทีเพื่อทำการเขียงหั่นขนม แต่แล้วมันก็ไม่พอดีกับตัวเครื่องที่พิมพ์ 3 มิติ นี่หมายความว่าฉันต้องถอดออกแล้วบัดกรีใหม่บนสายไฟ ข้ามความยุ่งยากนี้ไปโดยใช้สายไฟแทนส่วนหัวตั้งแต่แรก

2) ติดตั้ง Teensyduino libraryChallenge - อย่าปล่อยให้โปรแกรมติดตั้งรวมไลบรารี Adafruit ใด ๆ เมื่อคุณทำตามขั้นตอนการตั้งค่า ไลบรารีเหล่านี้ล้าสมัย และจะทำให้โค้ดของคุณเกิดข้อผิดพลาด

3) ทดสอบ TeensyUpload แบบร่างกะพริบง่าย ๆ เพื่อดูว่าการติดตั้ง Teensyduino ของคุณสำเร็จหรือไม่

4) ติดตั้งไลบรารีกราฟิกใน Arduino IDE คุณจะต้องมีไลบรารี Adafruit_GFX และไลบรารี Adafruit_ST7735

5) ต่อสายหน้าจอไปที่ Teensy โดยใช้เขียงหั่นขนมเชื่อมต่อสายไฟของคุณดังต่อไปนี้กับ Teensy (คลิกที่นี่เพื่อดูแผนที่ของหมุดของ Teensy)

• VIN - USB
• GND - GND
• SCK - SPI CLK
• SI - SPI MOSI
• TCS - พิน 9 (ตาซ้าย) หรือ 10 (ตาขวา)
• RST - พิน 8
• D/C - พิน 7

6) อัปโหลดไฟล์ "uncanny eyes" ไปยัง Teensy วิธีที่ดีที่สุดคือเริ่มต้นด้วยโค้ดต้นฉบับจาก Adafruit Tutorial แทนที่จะเป็นเวอร์ชันที่แก้ไขของฉัน เนื่องจากของฉันอาจแสดง Xs แทนดวงตาเมื่อไม่มีเซ็นเซอร์

ความท้าทาย -การเล่นบอร์ดบอร์ดด้วยหน้าจอ TFT อาจทำให้เจ็บปวดได้ เนื่องจากมันมีความละเอียดอ่อนมาก หากสายไฟที่ยังไม่ได้ขายมีการกระตุกเลย ผมก็จะลงเอยด้วยหน้าจอสีขาวจนกว่าผมจะโหลดภาพสเก็ตช์ใหม่ การประสานการเชื่อมต่อช่วยแก้ไขปัญหานี้ให้ฉัน

ขั้นตอนที่ 4: ปรับแต่งการออกแบบดวงตา

ดวงตาเริ่มต้นที่มาพร้อมกับไลบรารีนี้มีความเหมือนจริงมาก อย่างไรก็ตาม พวกเขารู้สึกน่าขนลุกเกินไปสำหรับโปรเจ็กต์นี้ ฉันต้องการบางอย่างที่คล้ายกับแว่นตา

หากต้องการสร้างดวงตาของคุณเอง ให้แก้ไขไฟล์-p.webp

นี่คือคำสั่งที่คุณจะต้องเรียกใช้เพื่อสร้างบิตแมปใหม่ (โปรดทราบว่าคุณต้องใช้ Python* และแพ็คเกจต่างๆ รวมถึง PIC เพื่อให้ทำงานได้อย่างเหมาะสม)

หลาม tablegen.py defaultEye/sclera.png defaultEye/iris.png defaultEye/upper.png defaultEye/lower.png 80 > defaultEye.h

เมื่อคุณเรียกใช้สคริปต์ ไฟล์.h ใหม่ควรปรากฏขึ้น เพียงลากไฟล์นี้ไปไว้ในโฟลเดอร์เดียวกับไฟล์ uncannyEyes.ino จากนั้นแก้ไขส่วน #include ในโค้ด Arduino เพื่อให้รู้ว่าต้องค้นหาไฟล์.h ที่สร้างขึ้นใหม่ เมื่อคุณอัปโหลดโค้ดไปยัง Teensy หน้าจอของคุณควรแสดงการออกแบบดวงตาใหม่ล่าสุดของคุณ

*โปรดทราบว่าไฟล์ tablegen.py จากบทช่วยสอน Adafruit ใช้งานได้กับ Python 2 เท่านั้น เวอร์ชันที่ฉันอัปโหลดด้านบนใช้งานได้กับ Python 3

ขั้นตอนที่ 5: การพิมพ์ 3 มิติ

ฉันไม่เคยพิมพ์ 3 มิติมาก่อน มันจึงน่าตื่นเต้นมาก!

เดิมทีฉันต้องการพิมพ์หม้อทั้งหม้อโดยมีรอยตัดสำหรับตาและไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่ฉันไม่แน่ใจเกี่ยวกับการขนส่งในการพิมพ์บางอย่างขนาดนี้ ฉันตัดสินใจเริ่มต้นเล็กๆ แทนโดยใช้เคสที่พิมพ์ 3 มิติในเวอร์ชันดัดแปลงซึ่งมีให้ในบทช่วยสอน Adafruit การพิมพ์ถูกกว่า และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในโครงการอื่นได้ในอนาคต

ฉันคิดว่าการปรับแต่งเคสที่พิมพ์ 3 มิติจะเป็นส่วนที่ยากที่สุดของโปรเจ็กต์นี้ แต่กลับกลายเป็นว่าง่ายอย่างน่าขัน ฉันใช้ Tinkercad และกระบวนการปฐมนิเทศใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที

หลังจากเล่นไปสักพักกับการออกแบบที่บ้าระห่ำ (สำหรับโครงการในอนาคต) ฉันอัปโหลดไฟล์.stl จาก Adafruit แล้วเพิ่มสเตคเพื่อช่วยให้มันยืนหยัดในดิน ฉันแค่ต้องลากและวางรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าลงบนดีไซน์และปรับขนาด ง่าย! ก็พร้อมสำหรับการพิมพ์ในเวลาไม่นาน

กระบวนการนี้ไม่ได้ทั้งหมดโดยปราศจากข้อผิดพลาดของมนุษย์ - ฉันส่งไฟล์ผิดไปที่โรงพิมพ์โดยไม่ได้ตั้งใจ และจบลงด้วยชิ้นส่วน "ด้านหน้า" เท่านั้น (สองชิ้นที่มีเสาสี่เหลี่ยมรวมอยู่ด้วยสองชิ้นไม่มี) และไม่มีชิ้นส่วนด้านหลังปิด วิธีนี้ใช้ได้ผลดี ชิ้นส่วนด้านหน้าเพิ่มเติมสามารถเพิ่มเป็นสองเท่าของด้านหลัง และรูขนาดใหญ่พิเศษทำให้ง่ายต่อการผ่านสายไฟ (ชนะโดยไม่ได้ตั้งใจ!)

การออกแบบที่พิมพ์ 3 มิติจาก Adafruit ยังมีพื้นที่สำหรับใส่ลูกปัดพลาสติกทรงกลมด้านบนเพื่อให้ดวงตาดูสมจริงยิ่งขึ้น ฉันตัดสินใจหลังจากพิมพ์ว่าฉันไม่ต้องการรวมสิ่งนี้เพราะมันใกล้หุบเขาลึกลับ ดังนั้นฉันจึงปิดช่องว่างที่ด้านซ้ายของหน้าจอด้วยเทปของช่างไฟฟ้า เทปยังช่วยป้องกันส่วนประกอบของฉันจากความชื้น เป็นที่ยอมรับว่าเทปของช่างไฟฟ้าไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาระยะยาว ถ้าฉันแก้ไขโปรเจ็กต์นี้ใหม่ ฉันจะแก้ไขส่วนประกอบ 3 มิติของฉันเพื่อให้เหมาะกับการออกแบบของฉันมากขึ้น

ฉันได้แนบเคส 3D เวอร์ชันดัดแปลงที่ด้านล่าง ต้นฉบับสามารถพบได้ที่ลิงค์นี้

ขั้นตอนที่ 6: การเพิ่มเซ็นเซอร์และใส่ไมโครคอนโทรลเลอร์

เซนเซอร์ตรวจจับแสง

ฉันทำตามไดอะแกรมจากเว็บไซต์ของ Adafruit เพื่อเชื่อมต่อโฟโตรีซีสเตอร์กับพิน A3 บนไมโครคอนโทรลเลอร์

ในโค้ดนี้ เมื่อค่าเซ็นเซอร์โฟโตรีซีสเตอร์ต่ำกว่าเกณฑ์ Plantagotchi จะเข้าสู่โหมดสลีป ตาจะปิดและเริ่มจับเวลา หากนาฬิกาจับเวลาดำเนินต่อไปเป็นเวลา 24 ชั่วโมงโดยไม่ถูกขัดจังหวะ ตาของ Plantagotchi จะหันไปทาง Xs เพื่อระบุว่าต้องการแสงบางส่วน

หมายเหตุ: พืชต้องการแสงธรรมชาติในการเจริญเติบโต แต่โฟโตรีซีสเตอร์มีความไวต่อแสงธรรมชาติและแสงประดิษฐ์ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องวางตำแหน่ง Plantagotchi โดยไม่ให้เซ็นเซอร์นี้หันไปทางแหล่งกำเนิดแสงในอาคาร

เซ็นเซอร์น้ำ

ฉันอ่านเจอมาว่าเซ็นเซอร์น้ำขึ้นสนิมง่าย ฉันจึงตัดสินใจทำ DIY สุดเจ๋งสำหรับสิ่งนี้ เพื่อที่จะเปลี่ยนได้อย่างง่ายดาย ฉันติดคลิปจระเข้เข้ากับสายไฟสองเส้นแล้วเชื่อมต่ออันหนึ่งกับกราวด์ และอีกอันเพื่อพิน A0 ถ้า A0 ไม่ได้เชื่อมต่อกับกราวด์ โดยทั่วไปแล้วจะดึงค่าประมาณ 50-150 เมื่อฉันเชื่อมต่อกับกราวด์ ค่าต่างๆ จะลดลงเหลือ 1 ฉันใช้จระเข้เพื่อจับตะปูอาบสังกะสีสองตัว ซึ่งฉันติดกันแน่นโดยใช้ชิ้นส่วนของ ฟองน้ำ. คำสั่งมีดังนี้:

(พื้น -----Nail1 [ติดฟองน้ำ] Nail2<------ A0)

Bromeliads เก็บน้ำไว้ในถ้วยที่ก่อตัวขึ้นที่โคนใบ (ดูรูป) เมื่อฟองน้ำเปียกจากน้ำในถ้วยเหล่านี้ สายไฟทั้งสองจะรักษาการเชื่อมต่อ และค่าเซ็นเซอร์ A0 ยังคงต่ำ เมื่อฟองน้ำแห้ง การเชื่อมต่อจะขาด และค่าอินพุตจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้กระตุ้นดวงตาของ Plantagotchi ให้หันไปหา Xs

ส่วนประกอบที่อยู่อาศัย

เพื่อปกป้องส่วนประกอบของฉัน ฉันใช้แพ็คเกจมินต์ที่เหมาะกับวัยรุ่นของฉัน กระทั่งมีฝาปิดที่มีรูขนาดพอๆ กับสายไฟ ฉันห่อบรรจุภัณฑ์ด้วยเทปไฟฟ้าเพื่อให้ดูเหมือนกับตา

ในท้ายที่สุด ฉันก็พันสายเซ็นเซอร์ด้วยเทปสีดำเช่นกัน เพราะมันเก็บสายไฟไว้ด้วยกันและทำให้ง่ายต่อการเคลื่อนย้าย ถ้าฉันจะทำซ้ำโครงการนี้ ฉันจะลงทุนใน Heat Shrink และพึ่งพาเทปน้อยลง

ขั้นตอนที่ 7: ตกแต่งหม้อและเพิ่มจุดสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์

หลังจากใช้เงินไปกับส่วนประกอบและการพิมพ์ 3 มิติมากขึ้น ซึ่งฉันต้องยอมรับ ฉันต้องการทำหม้อให้ถูกที่สุด

ฉันรีไซเคิลกระป๋องกาแฟที่พอดีกับขนาดของกระถางต้นไม้ของฉัน (แม้ว่าฉันต้องทุบริมฝีปากเล็กน้อยเพื่อให้เข้าไปข้างในได้) ก่อนตกแต่งหม้อ ฉันได้ตอกตะปูที่ก้นหม้อเผื่อในกรณีที่เคยถูกรดน้ำมากเกินไป

เนื่องจากฉันต้องการให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของฉันเอากระถางต้นไม้ออก (น้ำ + อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ = ไม่ใช่ความคิดที่ดีเสมอไป) ฉันจึงตัดกล่องใส่น้ำผลไม้และติดกาวไว้ที่ด้านหลังกระป๋องเพื่อยึดส่วนประกอบต่างๆ ช่วยให้แห้งและช่วยให้ถอดออกได้ง่ายเมื่อจำเป็น

ฉันไม่ชอบที่คั้นน้ำผลไม้ยื่นออกมาทางด้านหลัง ฉันจึงใช้เทปกาวเพื่อให้มันเข้ารูป ต่อไปฉันทาสีทั้งหมดด้วยสีอะครีลิค สำหรับการตกแต่ง ฉันทิ้งแถบสีเงินไว้บนกระป๋อง และเลียนแบบสิ่งนี้บนกล่องน้ำผลไม้ด้วยแผ่นดีบุกเล็กๆ สุดท้าย ฉันเพิ่มแถบด้วยเทปสีดำของช่างไฟฟ้า…เพราะเหตุใด!

ขั้นตอนที่ 8: นำมันมารวมกัน & ขั้นตอนถัดไป

รางวัลที่หนึ่งในการท้าทายชาวไร่