ระบบสวนอัตโนมัติที่สร้างขึ้นบน Raspberry Pi สำหรับกลางแจ้งหรือในร่ม - MudPi: 16 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ชอบจัดสวนแต่ไม่มีเวลาดูแล? บางทีคุณอาจมี houseplants ที่ดูกระหายน้ำเล็กน้อยหรือกำลังมองหาวิธีที่จะทำให้ไฮโดรโปนิกส์ของคุณเป็นแบบอัตโนมัติ? ในโครงการนี้ เราจะแก้ปัญหาเหล่านั้นและเรียนรู้พื้นฐานของ MudPi โดยการสร้างระบบสวนอัตโนมัติเพื่อช่วยในการดูแลสิ่งต่างๆ MudPi เป็นระบบสวนโอเพ่นซอร์สที่ฉันสร้างขึ้นเพื่อจัดการและบำรุงรักษาทรัพยากรสวนที่สร้างขึ้นจาก Raspberry Pi คุณสามารถใช้ MudPi สำหรับโครงการทำสวนทั้งในร่มและกลางแจ้งที่ปรับขนาดได้ตามความต้องการของคุณ เนื่องจากเป็นการออกแบบให้ปรับแต่งได้

วันนี้เราจะเริ่มต้นด้วยการตั้งค่าพื้นฐานที่ฉันใช้ที่บ้านเพื่อดูว่า MudPi สามารถนำไปใช้เพื่อจัดการสวนกลางแจ้งและควบคุมการชลประทานได้อย่างไร ในบทช่วยสอนนี้ คุณจะได้เรียนรู้วิธีปรับใช้คอนโทรลเลอร์หลักที่ใช้งาน MudPi ในตอนท้ายจะมีแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับผู้ที่ต้องการขยายการตั้งค่านอกเหนือจากพื้นฐานหรือผู้ที่ต้องการดูข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับการตั้งค่าต่างๆ เช่น ในอาคาร สามารถกำหนดค่า MudPi สำหรับการตั้งค่าที่หลากหลายและมีเอกสารมากมายในไซต์โครงการ

เสบียง

คุณสามารถเพิ่ม/ถอดเซ็นเซอร์หรือส่วนประกอบเฉพาะใดๆ ที่คุณต้องการสำหรับระบบของคุณเองได้ตามสบาย เนื่องจากความต้องการของคุณอาจแตกต่างกันไปจากของฉัน

เครื่องใช้ทั่วไป

• Raspberry Pi พร้อม Wifi (ฉันใช้ Pi 3 B)

  เดเบียน 9/10

• จอภาพ/แป้นพิมพ์/เมาส์ (สำหรับการตั้งค่า Pi)
• การ์ด SD สำหรับ Raspbian (8gb)
• สายไฟกลางแจ้ง (4 สาย)
• กล่องรวมสัญญาณกันน้ำสำหรับกลางแจ้ง
• ต่อมเคเบิล
• Din Rail (สำหรับติดตั้งเบรกเกอร์และแหล่งจ่ายไฟ DC)
• ท่อพีวีซี
• สว่านพร้อมดอกสว่าน

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

• DHT11 เซ็นเซอร์อุณหภูมิ/ความชื้น
• เซ็นเซอร์ระดับลอยของเหลว x2
• รีเลย์ 2 ช่อง

• ปั๊ม 12v (หรือ 120v หากคุณใช้แรงดันไฟหลัก)

  ตัวแปลง DC เป็น DC หากคุณใช้12v

• พาวเวอร์ซัพพลาย 5v

  หรือแหล่งจ่ายไฟ DC (ถ้าจ่ายไฟ pi จากไฟหลัก)

• ตัวต้านทาน 10k สำหรับการดึงขึ้น/ลง

เครื่องมือ

• ไขควง
• เครื่องปอกสายไฟ
• มัลติมิเตอร์
• หัวแร้ง
• ประสาน
• สกรู (สำหรับติดตั้งกล่องภายนอก)
• ซิลิโคนแคลค

ขั้นตอนที่ 1: การวางแผนสวนและการชลประทาน

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้วางแผนการชลประทานหากคุณกำลังสร้างระบบใหม่ สิ่งสำคัญคือต้องมีสิ่งเหล่านี้อยู่แล้วเมื่อคุณไปเตรียมฮาร์ดแวร์เพื่อให้คุณรู้ว่าส่วนประกอบของคุณต้องการ ความต้องการสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา แต่เป็นการดีที่จะเตรียมตัวสำหรับอนาคต สองทางเลือกในการจ่ายน้ำของคุณคือการใช้ปั๊มในอ่างเก็บน้ำหรือท่อที่มีโซลินอยด์เพื่อเปิดและปิดท่อ ทางเลือกจะขึ้นอยู่กับคุณขึ้นอยู่กับความต้องการของสวนของคุณ ระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นอาจใช้ทั้งสองอย่าง (เช่น สูบน้ำผ่านโซลินอยด์วาล์วสำหรับการรดน้ำตามโซน) หากคุณวางแผนที่จะใช้ MudPi ในที่ร่ม คุณอาจจะใช้เครื่องสูบน้ำถ้ามี MudPi สามารถควบคุมไฟโรงงานในร่มของคุณได้โดยใช้รีเลย์เช่นกัน

เคล็ดลับสำหรับผู้สร้าง: โปรดทราบว่าคุณสามารถสร้างโครงการได้ทุกขนาด หากคุณเพียงแค่ต้องการลอง MudPi เป็นครั้งแรก ให้ลองทำบางอย่างเช่นขวดน้ำและปั๊ม 3.3v เพื่อรดน้ำต้นไม้ในร่ม!

พิจารณาตัวเลือกการส่งน้ำด้วย คุณจะใช้สายน้ำหยด สายฉีดน้ำ หรือสายฉีดน้ำหรือไม่? ต่อไปนี้เป็นวิธีการทั่วไปบางประการ:

• สปริงเกลอร์
• ท่อน้ำ
• เส้นหยด
• น้ำมือแบบใช้มือ

เพื่อไม่ให้ขอบเขตของบทช่วยสอนนี้มีขนาดใหญ่เกินไป สมมติว่าคุณมีระบบชลประทานอยู่แล้วและต้องการทำให้เป็นระบบอัตโนมัติ ในการตั้งค่าของฉัน ฉันมีถังเก็บน้ำที่มีปั๊มต่อกับท่อน้ำหยด มาเรียนรู้วิธีทำให้ปั๊มเป็นแบบอัตโนมัติ

ขั้นตอนที่ 2: เซ็นเซอร์และการวางแผนส่วนประกอบ

ด้านการวางแผนที่สำคัญอื่น ๆ ที่ควรพิจารณาคือข้อมูลใดที่คุณต้องการรับจากสวนของคุณ โดยปกติอุณหภูมิและความชื้นจะมีประโยชน์เสมอ การตรวจจับความชื้นในดินและฝนเป็นสิ่งที่ดี แต่อาจไม่จำเป็นสำหรับการติดตั้งในอาคาร การตัดสินใจขั้นสุดท้ายของคุณเกี่ยวกับเงื่อนไขที่สำคัญในการตรวจสอบความต้องการของคุณ สำหรับบทช่วยสอนกลางแจ้งขั้นพื้นฐาน เราจะตรวจสอบ:

• อุณหภูมิ
• ความชื้น
• ระดับน้ำ (สวิตช์ลอย x2)

ฉันใช้เซ็นเซอร์ระดับน้ำ 5 ตัวเพื่อกำหนดระดับ 10% 25% 50% 75% และ 95% ในถังขนาดใหญ่ ในบทช่วยสอนนี้ เราจะทำ 10% สำหรับค่าต่ำสุดที่สำคัญและ 95% เต็มเพื่อความเรียบง่าย

คุณอาจต้องการควบคุมอุปกรณ์ในสวนของคุณ หากคุณวางแผนที่จะสลับปั๊มหรือไฟที่ไม่ทำงานบน 3.3v (ขีดจำกัด pi GPIO) คุณจะต้องมีรีเลย์ รีเลย์ช่วยให้คุณสามารถควบคุมวงจรไฟฟ้าแรงสูงในขณะที่ใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำเพื่อสลับรีเลย์ สำหรับจุดประสงค์ของเรา เรามีปั๊มที่ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 3.3V ดังนั้น เราจึงจำเป็นต้องมีรีเลย์เพื่อสลับปั๊ม ต้องใช้รีเลย์เพียงตัวเดียวในการควบคุมปั๊ม แม้ว่าเพื่อจุดประสงค์ในอนาคต (และเนื่องจากรีเลย์มีราคาถูก) ฉันติดตั้งรีเลย์ 2 แชนเนลและปล่อยให้สล็อตเพิ่มเติมสำหรับการอัพเกรดในภายหลัง

สิ่งสำคัญที่สุดในการวางแผนคือแหล่งจ่ายไฟ Pi จะถูกขับเคลื่อนอย่างไรและมาจากไหน นอกจากนี้ คุณควรคิดถึงอุปกรณ์ที่คุณใช้และวิธีที่อุปกรณ์เหล่านั้นจะได้รับพลัง โดยทั่วไปแล้ว Pi สามารถใช้พลังงานจากอะแดปเตอร์แปลงไฟ usb แต่ต้องใช้ปลั๊กด้วยตัวเอง หากเรากำลังจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อื่นๆ ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า แหล่งจ่ายไฟ DC เป็น DC สามารถใช้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือ 5v สำหรับ Pi หากคุณวางแผนที่จะใช้แหล่งจ่ายไฟเพื่อลดแรงดันไฟฟ้า ขอแนะนำว่าอย่าใช้ตัวเลือกที่ถูกที่สุด

โปรดจำไว้ว่า Raspberry Pi สามารถรองรับ GPIO ดิจิทัลโดยค่าเริ่มต้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าคุณไม่สามารถเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ดินซึ่งใช้การอ่านแบบอะนาล็อกกับ Pi GPIO เพื่อให้เข้ากันได้กับส่วนประกอบแอนะล็อก คุณต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่รองรับแอนะล็อก เช่น Arduino หรือ ESP32 (หรือ ESP8266)

โชคดีที่ MudPi รองรับการควบคุมอุปกรณ์เช่นโหนดทาสเพื่อออกคำสั่งสำหรับอุปกรณ์หลายตัวจากตัวควบคุมหลักหนึ่งตัว (pi) ทำให้สามารถมีตัวควบคุมหลักที่มีหน่วยเซ็นเซอร์หลายตัวที่สามารถควบคุมพร้อมกับส่วนประกอบแอนะล็อกที่แนบมาได้ ฉันใช้ตัวควบคุมหลักเพื่อตรวจสอบพื้นที่ปั๊มและชุดเซ็นเซอร์สำหรับเตียงสวนยกแต่ละเตียง วันนี้เรามาสร้างตัวควบคุมหลักกันต่อเพื่อเริ่มต้น

ขั้นตอนที่ 3: รวบรวมเสบียง

ถึงเวลาที่เราจะรวบรวมวัสดุของเรา ส่วนประกอบและเครื่องมือที่ใช้ในงานสร้างนี้มีจำหน่ายทั่วไปตามชั้นวางสินค้า เพื่อให้ผู้อื่นสร้างเองที่บ้านได้ง่าย ส่วนใหญ่สามารถพบได้ทางออนไลน์หรือที่ร้านฮาร์ดแวร์ในพื้นที่ รายการวัสดุที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับรูปแบบสวนเฉพาะของคุณ เพื่อประโยชน์ของบทช่วยสอนนี้ เราจะเก็บข้อมูลที่จำเป็นตามที่วางแผนไว้เพื่อให้ได้หน่วยที่ใช้งานได้ก่อนที่จะดำเนินการต่อไป

หมายเหตุ: ฉันต้องการจดบันทึก ณ จุดนี้หากคุณวางแผนที่จะสลับส่วนประกอบที่ไฟดับ โปรดใช้ความระมัดระวัง! เป็นสิ่งสำคัญที่คุณจะต้องปลอดภัยเมื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไม่ต้องวุ่นวายกับไฟฟ้าแรงสูงหากคุณไม่รู้ว่ากำลังทำอะไรอยู่ ด้วยที่กล่าวว่าฉันใช้ปั๊ม 120v ในการตั้งค่าบ้านของฉัน กระบวนการนี้เหมือนกันสำหรับปั๊ม 12v โดยมีความแตกต่างหลักที่ต้องการตัวควบคุม 12v คุณยังสามารถใช้รีเลย์เพื่อสลับไฟหรืออุปกรณ์อื่นๆ ได้อีกด้วย

ขั้นตอนที่ 4: ติดตั้ง MudPi บน Raspberry Pi

ด้วยแผนพร้อมและวัสดุสิ้นเปลือง ก็ถึงเวลาเตรียมฮาร์ดแวร์ ในการเริ่มต้น คุณควรเตรียม Raspberry pi เพื่อติดตั้ง MudPi คุณจะต้องมี Raspberry Pi ที่มีความสามารถ Wifi ที่ใช้ Debian 9 หรือสูงกว่า หากคุณยังไม่ได้ติดตั้ง Raspbian ไว้ คุณจะต้องดาวน์โหลด Raspbian จากหน้าเว็บที่นี่

เมื่อดาวน์โหลดไฟล์รูปภาพแล้ว ให้เขียนลงในการ์ด SD โดยใช้โปรแกรมเขียนรูปภาพที่คุณเลือก Raspberry pi มีคำแนะนำสำหรับการเขียนไฟล์ไปยังการ์ด SD หากคุณต้องการความช่วยเหลือ

เสียบการ์ด SD เข้ากับ pi ของคุณและเปิดเครื่อง เชื่อมต่อ Pi ของคุณกับ Wifi โดยใช้ GUI หากคุณติดตั้ง Raspbian Desktop หรือโดยการแก้ไขไฟล์ /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf ผ่านเทอร์มินัลบน Raspbian Lite

สิ่งต่อไปที่คุณควรทำหลังจากเชื่อมต่อ Wifi แล้วคือเรียกใช้การอัปเดตและอัปเกรดบน pi

ในการอัปเดตการเข้าสู่ระบบ Pi และจากการรันเทอร์มินัล:

sudo apt-get update

sudo apt-get อัพเกรด

เมื่อรีบูตเสร็จแล้ว

sudo รีบูต

หลังจากที่ Pi บูทสำรองแล้ว เราก็สามารถติดตั้ง MudPi ได้แล้ว คุณสามารถทำได้โดยใช้โปรแกรมติดตั้ง MudPi โดยใช้คำสั่งต่อไปนี้:

curl -sL https://install.mudpi.app | ทุบตี

โปรแกรมติดตั้งจะดูแลแพ็คเกจและการกำหนดค่าที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับ MudPi โดยค่าเริ่มต้น MudPi จะถูกติดตั้งลงในไดเร็กทอรี /home/mudpi โดยมีแกนหลักอยู่ที่ /home/mudpi/core

คุณสามารถเรียกใช้ MudPi ด้วยตนเองโดยใช้คำสั่งต่อไปนี้:

cd /home/mudpi

mudpi --debug

อย่างไรก็ตาม MudPi มีงานหัวหน้างานที่จะดูแลคุณ นอกจากนี้ คุณจะต้องมีไฟล์กำหนดค่าก่อนเรียกใช้ MudPi ในการสร้างไฟล์คอนฟิกูเรชัน คุณจะต้องรู้ว่าพินใดที่คุณเชื่อมต่อส่วนประกอบใดด้วยซึ่งเป็นสิ่งที่ทำในขั้นตอนต่อไป ต่อไปข้างหน้า!

ขั้นตอนที่ 5: เชื่อมต่อเซ็นเซอร์และส่วนประกอบกับ Pi สำหรับการทดสอบ

ขั้นตอนต่อไปคือการเชื่อมต่อส่วนประกอบของเรากับ Pi (โปรดทราบว่าฉันกำลังทดสอบส่วนประกอบเพิ่มเติมในภาพ) คุณอาจใช้สายจัมเปอร์และเขียงหั่นขนมสำหรับการทดสอบซึ่งก็ใช้ได้ เพียงจำไว้ว่าให้อัปเกรดเป็นสิ่งที่น่าเชื่อถือมากขึ้นเมื่อคุณสร้างยูนิตสุดท้ายสำหรับภาคสนาม

เชื่อมต่อพินข้อมูลเซ็นเซอร์ DHT11/22 เข้ากับพิน GPIO 25

เชื่อมต่อพลังงาน DHT11/22 และกราวด์

เชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งของเซ็นเซอร์ลอยน้ำ 2 ตัวเข้ากับหมุด GPIO 17 และ 27 ตามลำดับโดยใช้ตัวต้านทานแบบดึงลง 10k

เชื่อมต่อปลายอีกด้านของเซ็นเซอร์ลูกลอยกับ 3.3v เพื่อให้ GPIO ถูกดึงตามปกติ LOW แต่จะสูงเมื่อปิดสวิตช์ลูกลอย

แนบหมุดสลับรีเลย์ 2 ช่องสัญญาณเข้ากับหมุด GPIO 13 และ 16

ต่อรีเลย์ 5V เข้ากับกำลังและกราวด์กับกราวด์

เราจะกังวลเกี่ยวกับการเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูงของรีเลย์ในขั้นตอนต่อไปเมื่อเราเชื่อมต่อปลั๊ก สำหรับตอนนี้ เราควรพร้อมที่จะสร้างไฟล์การกำหนดค่า MudPi และทดสอบส่วนประกอบต่างๆ

ขั้นตอนที่ 6: กำหนดค่า MudPi

เมื่อติดตั้งเซ็นเซอร์และส่วนประกอบแล้ว คุณสามารถสร้างไฟล์การกำหนดค่า MudPi และทดสอบว่าทุกอย่างทำงานก่อนที่จะประกอบยูนิตเสร็จ ในการกำหนดค่า MudPi คุณจะต้องอัปเดตไฟล์ mudpi.config ที่อยู่ในไดเร็กทอรี /home/mudpi/core/mudpi นี่คือไฟล์รูปแบบ JSON ที่คุณสามารถอัปเดตเพื่อให้เหมาะกับความต้องการส่วนประกอบของคุณ อย่าลืมตรวจสอบการจัดรูปแบบที่เหมาะสมหากคุณมีปัญหาใดๆ

หากคุณกำลังติดตามไฟล์กำหนดค่าต่อไปนี้จะใช้งานได้กับส่วนประกอบที่เราเชื่อมต่อ:

{ "mudpi": { "name": "MudPi", "debug": false, "location": { "latitude": 40, "longitude": -88 } }, "sensor": [{ "interface": "dht_legacy", "name": "dht", "key": "dht", "pin": 25 }, { "interface": "gpio", "name": "float1", "key": "float1 "," พิน": "D17" }, { "อินเทอร์เฟซ": "gpio", "ชื่อ": "float2", "คีย์": "float2", "พิน": "D27" }], "สลับ": [{ "อินเทอร์เฟซ": "gpio", "พิน": "D13", "ชื่อ": "ปั๊ม", "คีย์": "ปั๊ม", "invert_state": เท็จ, "max_duration": 960 }, { "อินเทอร์เฟซ" ": "gpio", "pin": "D16", "name": "Extra", "key": "extra", "invert_state": false }], "trigger": [{ "interface": "cron ", "ชื่อ": "ปั๊มรายวัน 12 ชั่วโมง", "คีย์": "turn_on_pump", "กำหนดการ": "0 */12 * * *", "การดำเนินการ": [".pump.turn_on"] }, { "อินเทอร์เฟซ": "cron", "name": "Daily Pump Off", "key": "turn_off_pump", "schedule": "15 */12 * * *", "actions": [".pump.turn_off "] }]}

มีหลายอย่างที่เกิดขึ้นในการกำหนดค่าด้านบน ฉันแนะนำให้เจาะลึกในเอกสารการกำหนดค่าเพื่อดูข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติม เราตั้งค่า DHT11 และลอยในอาร์เรย์เซ็นเซอร์และวางการตั้งค่ารีเลย์ในอาร์เรย์สลับ ระบบอัตโนมัติเกิดขึ้นโดยการตั้งค่าทริกเกอร์และการดำเนินการ ทริกเกอร์เป็นวิธีที่บอกให้ MudPi ฟังเงื่อนไขบางอย่างที่เราต้องการดำเนินการเมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป ทริกเกอร์ไม่มีประโยชน์มากเกินไป จนกว่าเราจะจัดให้มีการดำเนินการเพื่อทริกเกอร์ ในการกำหนดค่าด้านบนมีทริกเกอร์สองครั้ง ทริกเกอร์เวลาใช้สตริงที่จัดรูปแบบงาน cron เพื่อกำหนดว่าเมื่อใดควรเปิดใช้งาน ทริกเกอร์เวลาด้านบนถูกตั้งค่าทุกๆ 12 ชั่วโมง (ดังนั้นวันละสองครั้ง) พวกเขาจะทริกเกอร์สองการกระทำที่เรากำหนดค่าไว้ซึ่งจะเปิด/ปิดรีเลย์ของเราด้วยเหตุการณ์ที่ปล่อยออกมาจาก MudPi ทริกเกอร์ที่สองจะถูกชดเชย 15 นาทีเพื่อให้ปั๊มของเราจะเปิดและจ่ายน้ำเป็นเวลา 15 นาทีก่อนที่จะปิดเครื่อง สิ่งนี้จะเกิดขึ้นวันละสองครั้งทุกวัน

ตอนนี้คุณสามารถรีบูต MudPi โดยบอกผู้บังคับบัญชาให้รีสตาร์ทโปรแกรม:

sudo Supervisorctl รีสตาร์ท mudpi

ตอนนี้ MudPi ควรโหลดการกำหนดค่าใหม่และทำงานในพื้นหลังโดยอ่านเซ็นเซอร์และฟังเหตุการณ์เพื่อสลับรีเลย์ คุณสามารถตรวจสอบว่า MudPi กำลังทำงานด้วย:

sudo Supervisorctl สถานะ mudpi

MudPi จะจัดเก็บไฟล์บันทึกในไดเร็กทอรี /home/mudpi/logs หากคุณกำลังประสบปัญหาที่ควรตรวจสอบก่อน

หากคุณได้ตรวจสอบแล้วว่า MudPi กำลังทำงานอยู่ ก็ถึงเวลาที่จะเริ่มการประกอบขั้นสุดท้ายของยูนิต ปิด Raspberry Pi และทำการประกอบฮาร์ดแวร์ให้เสร็จ

ขั้นตอนที่ 7: ประสานส่วนประกอบกับบอร์ดต้นแบบ

เมื่อกำหนดค่า MudPi แล้ว คุณสามารถใช้งานฮาร์ดแวร์ต่อไปได้ ส่วนประกอบที่ยังคงอยู่ในกล่องควรบัดกรีกับบอร์ดต้นแบบเพื่อความมั่นคงมากกว่าสายจัมเปอร์ มันไม่สวยเท่าแผงวงจรแบบกำหนดเอง แต่จะใช้ได้ในตอนนี้ เซ็นเซอร์ DHT11 ที่เราใช้จะเป็นเซ็นเซอร์ภายนอก แต่คุณสามารถเลือกรวมเซ็นเซอร์อื่นไว้ภายในสำหรับอุณหภูมิกล่องภายในได้

ฉันบัดกรีสายเคเบิลฝ่าวงล้อม pi เข้ากับบอร์ดพร้อมกับขั้วต่อเทอร์มินัลบางตัวเพื่อการเชื่อมต่อ GPIO ที่ง่ายขึ้นเมื่อเราเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และรีเลย์อีกครั้ง สายเคเบิลฝ่าวงล้อมทำให้สามารถถอด pi ออกได้โดยไม่ต้องถอดโมดูลทั้งหมด ฉันยังรวมตัวต้านทานแบบดึงลงที่จำเป็นสำหรับทุ่นด้วย เมื่อเสร็จแล้ว เราสามารถใส่ทุกอย่างไว้ในกล่องรวมสัญญาณกลางแจ้งที่สวยงามเพื่อปกป้องมัน

ขั้นตอนที่ 8: เริ่มวางอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในกล่องรวมสัญญาณกลางแจ้ง

ณ จุดนี้ทุกอย่างได้รับการทดสอบการทำงานกับ MudPi และถึงเวลาที่จะประกอบหน่วยกลางแจ้งเพื่อให้ทนต่อองค์ประกอบต่างๆ ร้านฮาร์ดแวร์ในพื้นที่ของคุณจะมีกล่องรวมสัญญาณหลายแบบให้เลือกในส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่คุณสามารถซื้อได้ในราคาต่ำกว่า 25 ดอลลาร์ มองหาขนาดที่เหมาะสมและมีซีลกันน้ำ ฉันใช้เวลาเพิ่มอีกเล็กน้อยเพื่อซื้อกล่องเสริมใยแก้วพร้อมสลักสปริง สิ่งที่คุณต้องมีคือสิ่งที่จะช่วยป้องกันความชื้นและพอดีกับส่วนประกอบทั้งหมดของคุณ คุณจะต้องเจาะรูในกล่องนี้เพื่อเดินสายเคเบิลเช่นกัน

ขั้นตอนที่ 9: ต่อปลั๊กเข้ากับรีเลย์และติดตั้งในกล่องรวมสัญญาณ *คำเตือนไฟฟ้าแรงสูง*

Pi ควรปิดเมื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบ หากคุณกำลังใช้ปั๊ม 120v หรือ 12v ให้พิจารณาใช้ปลั๊ก ปั๊มที่ใช้ไฟ 12v มักใช้ขั้วต่อแจ็คแบบบาร์เรล การทำงานกับไฟ 120v คุณสามารถใช้งานกับปลั๊กต่อสายพ่วงตัวเมียได้ ตอนนี้อย่าไปตัดสายไฟต่อและไปยุ่งกับสิ่งนี้โดยไม่มีอุปกรณ์ที่เหมาะสม

ใช้ดอกสว่านหรือดอกจอบเจาะรู 3/4 นิ้ว 2 รูที่ด้านล่างของกล่องรวมสัญญาณกลางแจ้ง และใส่ต่อมสายเคเบิลขนาด 3/4 นิ้ว 2 อัน ต่อสายต่อตัวผู้ผ่านต่อมหนึ่งและตัวเมียอีกครึ่งผ่านอีกต่อมหนึ่ง หากคุณต้องการใช้ช่องรีเลย์อื่น ให้ติดตั้งสายปลายตัวเมียอีกตัวหนึ่งเข้าไป

ในกล่อง ฉันได้ติดตั้งส่วนเล็กๆ ของราง din บนรางมีแหล่งจ่ายไฟ DC เพื่อลดระดับ 120v เป็น 5v เพื่อจ่ายไฟให้กับ Pi รวมถึงเบรกเกอร์นิรภัยบางตัว ฉันใช้เบรกเกอร์สองตัวเท่านั้นเพื่อให้สามารถปิด Pi ได้โดยไม่ต้องปิดระบบทั้งหมด เบรกเกอร์ตัวเดียวก็เพียงพอแล้ว ตอนนี้ภายในสายไฟต่อมีสายไฟสามสี WHITE เป็นกลาง สีเขียวคือพื้น และสีดำคือ 120v+ สีเขียวและสีขาวจะเข้าสู่แหล่งจ่ายไฟ DC โดยตรง สีดำจะเข้าไปในเบรกเกอร์ก่อนแล้วจึงไปที่แหล่งจ่ายไฟ DC บนแหล่งจ่ายไฟมีสกรูขนาดเล็กซึ่งเป็นโพเทนชิออมิเตอร์เพื่อตัดแรงดันไฟฟ้าให้เป็น 5v

เราจะใช้เทอร์มินัลบล็อกเพื่อเชื่อมต่อระหว่างปลั๊ก ใช้บล็อกเดียวเชื่อมต่อสายกลางสีขาวทั้งหมดเข้าด้วยกัน ถ้าไม่มีเทอร์มินอลบล็อก เทปพันสายไฟก็เพียงพอแล้ว ควรต่อสายกราวด์สีเขียวเข้าด้วยกัน ด้านไฟฟ้าแรงสูงรีเลย์มีสามการเชื่อมต่อ: COM (ทั่วไป), NC (ปกติปิด) และ NO (ปกติเปิด) ขึ้นอยู่กับรีเลย์ของคุณอาจมี NC หรือ NO เท่านั้น ต่อสายเคเบิลพิเศษเล็กน้อยจากเบรกเกอร์ที่จะจ่ายกระแสไฟ 120v ไปยังเทอร์มินัลรีเลย์ COM (ทั่วไป) ของเราที่ด้านไฟฟ้าแรงสูง ตอนนี้ต่อสายต่อหญิง 120v สีดำเข้ากับขั้ว NC นี่หมายความว่าปลั๊กปกติจะถูกปิดและไม่ได้เชื่อมต่อ แต่เมื่อเราสลับรีเลย์ มันจะจ่ายไฟ 120v ให้กับปลั๊กจึงเปิดปั๊มของเรา

ณ จุดนี้ สายต่อทั้งหมดควรมีนิวตรอนสีขาวผูกไว้ด้วยกันและต่อกับพื้นสีเขียวไว้ด้วยกัน สายตัวเมียมี 120v สีดำติดอยู่กับขั้ว NC ของรีเลย์ สายไฟต่อตัวผู้ควรต่อสายตรงสีดำไปยังจุดขาดบนราง DIN แล้วแยกเป็นแหล่งจ่ายไฟ DC และ COM ของรีเลย์

สิ่งสำคัญคือต้องติดตั้งทุกอย่างในกล่องกันน้ำและป้องกัน/เดินสายเคเบิลทั้งหมดของคุณอย่างเหมาะสม สิ่งสุดท้ายที่คุณต้องการคือไฟหรือมีคนถูกกระชาก อย่ายุ่งกับไฟฟ้าแรงสูงหากคุณไม่สามารถปลอดภัยได้ คุณยังสามารถทำอะไรได้บ้างกับส่วนประกอบ 12v และต่ำกว่า

ขั้นตอนที่ 10: ใส่เซ็นเซอร์ในเคสป้องกัน

ธรรมชาติและความชื้นไม่เป็นมิตรกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มากเกินไป คุณได้ปกป้อง Pi ด้วยกล่องรวมสัญญาณกลางแจ้ง แต่ตอนนี้ คุณต้องปกป้องส่วนประกอบภายนอกใดๆ คุณสามารถสร้างตัวเรือนที่เหมาะสมเพื่อปกป้องส่วนประกอบภายนอกโดยใช้ท่อพีวีซีหรือเศษท่ออื่นๆ ฉันติดตั้งฝาปิดช่องระบายอากาศแบบเรียบง่ายสำหรับเซ็นเซอร์ DHT11 เพื่อช่วยป้องกันฝนและแมลง แต่ช่วยให้หายใจได้เพื่อการอ่านค่าภายนอกที่แม่นยำ ใช้กาวซิลิโคนปิดสายเคเบิลในขั้นตอนต่อไป

ไม่ใช่ทางออกที่ดีที่สุด แต่ใช้ได้กับเซ็นเซอร์ 4$ ราคาถูก (ฉันยังทำบางอย่างสำหรับเซ็นเซอร์ดินที่ฉันทำการทดสอบในขณะนั้นด้วย) เซ็นเซอร์ลูกลอยจะถูกติดตั้งในถังเก็บน้ำและไม่ต้องการที่อยู่อาศัยเพิ่มเติม

คุณจะพบว่าเซ็นเซอร์มักจะมาพร้อมกับสายเกจบางราคาถูกเท่านั้น สิ่งนี้จะคงอยู่ไม่นานในการจัดการทั่วไปหรือสภาพอากาศภายนอก ในขั้นตอนต่อไปเราจะพูดถึงเรื่องนี้

ขั้นตอนที่ 11: เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ด้วยสายเคเบิลและปลั๊กกลางแจ้ง

การรับสายเคเบิลภายนอกอาคารเป็นสิ่งจำเป็นหากคุณต้องการให้เซ็นเซอร์ภายนอกเชื่อมต่อกับกล่อง สายเคเบิลที่ได้รับการจัดอันดับภายนอกอาคารมีฉนวนป้องกันเพื่อช่วยป้องกันสายไฟภายใน ฉันหยิบสายเคเบิลและปลั๊ก 4wire ขึ้นมา คุณไม่จำเป็นต้องใช้ปลั๊กและสามารถใช้ต่อมสายเคเบิลแทนได้ แต่ฉันต้องการเปลี่ยนเซ็นเซอร์อย่างรวดเร็ว

ตัดสายเคเบิลตามความยาวสำหรับเซ็นเซอร์อุณหภูมิและเซ็นเซอร์ลูกลอยของคุณ ฉันจะให้เท้าเพิ่มอีกสองสามฟุตเพราะมันดีเสมอที่จะมีส่วนพิเศษเพื่อตัดถ้าจำเป็นฉันแนะนำให้บัดกรีสายเคเบิลเพื่อการเชื่อมต่อที่ดีที่สุดแล้วพันด้วยเทปพันสายไฟ ฉันแนะนำให้ใช้สีเดียวกันสำหรับกำลังและกราวด์กับสายไฟแต่ละเส้นเพื่อให้จดจำได้ง่าย สอดสายเข้าไปในตัวเรือนด้วยซิลิโคนคาล์คผนึกส่วนที่เหลือของด้านล่างของตัวเรือน ให้มีเพียงฝาปิดช่องระบายอากาศเท่านั้นที่เป็นจุดเริ่มต้น

ปลายอีกด้านของสายเคเบิลที่คุณสามารถวิ่งเข้าไปในกล่องผ่านต่อมสายเคเบิลและเชื่อมต่อกับ Pi บนหมุดเดิมเหมือนเมื่อก่อน หากคุณเลือกใช้ปลั๊ก ให้ติดตั้งปลายปลั๊กเข้ากับสายเคเบิล เจาะและติดตั้งปลายอีกด้านในกล่องรวมสัญญาณ จากนั้นเชื่อมต่อภายใน

ขั้นตอนที่ 12: ติดตั้งเซ็นเซอร์ลูกลอยลงในถัง

ด้วยเซ็นเซอร์อื่นๆ ที่ได้รับการปกป้องและพร้อมที่จะติดตั้งเซ็นเซอร์ลูกลอยลงในถังเก็บน้ำ เนื่องจากเราใช้เพียงสองตัวเท่านั้น คุณควรติดตั้ง 1 ที่ระดับต่ำวิกฤตที่ปั๊มไม่ควรทำงาน และอีกอันที่ควรทำเครื่องหมายว่าถังเต็ม ค้นหาดอกสว่านขนาดที่ถูกต้องและเจาะรูในถังในระดับที่เหมาะสม ขันสกรูเซ็นเซอร์ลูกลอยลงในถังโดยมีแหวนรองและน็อตให้มา มองเข้าไปในถังและให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์ลูกลอยอยู่ในตำแหน่งปิดและยกขึ้นเมื่อน้ำขึ้นทำให้ปิดวงจร

เนื่องจากตัวต้านทานแบบดึงลงหมายความว่าเมื่อระดับน้ำถึงเซ็นเซอร์ลูกลอยที่ระดับนั้นด้วยการอ่าน 1 มิฉะนั้นเซ็นเซอร์ลอยจะคืนค่า 0 หากน้ำไม่ได้ยกเซ็นเซอร์ปิดวงจร

ขั้นตอนที่ 13: ปรับใช้หน่วยภายนอก

หน่วย MudPi พร้อมแล้วและเราสามารถติดตั้งภายนอกในตำแหน่งสุดท้ายได้ กล่องรวมสัญญาณภายนอกมักจะมาพร้อมกับฝาปิดเพื่อขันให้แน่นเพื่อปิดผนึกกันน้ำ คุณควรหารูสำหรับยึดที่ด้านหลังเพื่อใช้สำหรับติดตั้งเครื่อง ฉันติดตั้งกล่องของฉันไว้ข้างๆ รางน้ำด้านนอก เนื่องจากเซ็นเซอร์ลูกลอยมีสายเคเบิลจำกัดเท่านั้น

คุณสามารถเสียบสายไฟต่อชายเข้ากับเต้ารับและพลิกเบรกเกอร์เพื่อให้ MudPi ออนไลน์ได้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกอย่างทำงานก่อนที่จะปล่อยทิ้งไว้เป็นระยะเวลานาน ทดสอบว่าเซ็นเซอร์กำลังอ่านค่าโดยดูค่า redis ที่เก็บไว้หรือตรวจสอบบันทึกของ MudPi หากทุกอย่างดูดี ก็ถึงเวลาปล่อยให้ MudPi ทำงานในขณะที่คุณผ่อนคลาย

ขั้นตอนที่ 14: การตรวจสอบ MudPi

ตอนนี้ MudPi ใช้งานได้แล้ว คุณอาจสงสัยเกี่ยวกับวิธีการตรวจสอบระบบของคุณ วิธีที่ง่ายและตรงที่สุดคือการตรวจสอบไฟล์บันทึกของ MudPi:

tail -f /home/mudpi/logs/output.log

อีกทางเลือกหนึ่งคือผ่านอินเทอร์เฟซเช่นหน้าเว็บท้องถิ่น ฉันยังไม่มีเวลาเผยแพร่ MudPi UI สาธารณะ แต่คุณสามารถคว้าเซ็นเซอร์และสถานะส่วนประกอบจาก redis ด้วย PHP ได้อย่างง่ายดาย เรียนรู้วิธีที่ MudPi จัดเก็บข้อมูลของคุณในรูปแบบ Redis มากขึ้นในเอกสาร

การอ่านค่าเซ็นเซอร์ล่าสุดจะถูกเก็บไว้ใน redis ภายใต้ตัวเลือกคีย์ที่คุณตั้งค่าในการกำหนดค่า เมื่อใช้สิ่งนี้ คุณสามารถสร้างแอปพลิเคชัน PHP แบบง่าย ๆ เพื่ออ่านค่าที่อ่านจากการโหลดหน้าเว็บและแสดงผลได้ จากนั้นเพียงรีเฟรชหน้าสำหรับข้อมูลใหม่

นอกจากนี้ยังสามารถฟังเหตุการณ์ MudPi บน redis และเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าในการรับการอัปเดตแบบเรียลไทม์จากระบบ คุณสามารถอ่านเหตุการณ์ได้โดยตรงผ่าน redis-cli

redis-cli psubscribe '*'

ขั้นตอนที่ 15: แทนที่บอร์ดต้นแบบด้วย PCB แบบกำหนดเอง (อุปกรณ์เสริม)

ฉันได้ไปไกลกว่านั้นอีกเล็กน้อยและทำแผงวงจรแบบกำหนดเองสำหรับ MudPi พวกเขาช่วยฉันเร่งกระบวนการสร้างด้วยการสร้างหน่วย MudPi หลายหน่วยและเชื่อถือได้มากขึ้น ฉันได้เริ่มเปลี่ยนบอร์ดต้นแบบเก่าของฉันด้วย PCB ที่เชื่อถือได้มากขึ้นในยูนิตที่มีอยู่ทั้งหมดที่ฉันมี ในอนาคต ฉันต้องการขายบอร์ดเหล่านี้ในปริมาณเล็กน้อยเพื่อช่วยสนับสนุนงานโอเพ่นซอร์สของฉัน MudPi ไม่ต้องการแผงวงจรแบบกำหนดเองใดๆ ในการทำงาน เพียงช่วยลดภาระงานของฮาร์ดแวร์ด้วยส่วนประกอบออนบอร์ดที่ติดตั้งไว้แล้ว เช่น ตัวต้านทานแบบดึงลงและเซ็นเซอร์อุณหภูมิ/ความชื้น

ขั้นตอนที่ 16: ผ่อนคลายและเฝ้าดูพืชของคุณเติบโต

ตอนนี้คุณมีระบบสวนอัตโนมัติของคุณเองแล้ว ซึ่งคุณสามารถขยายและขยายได้ตามที่คุณต้องการ สร้างยูนิตเพิ่มเติมหรือขยายยูนิตที่คุณสร้างไว้แล้ว มีอะไรอีกมากมายที่คุณสามารถทำได้ด้วย MudPi และข้อมูลมากมายบนเว็บไซต์ของโครงการที่ https://mudpi.app เป้าหมายของฉันคือการทำให้ MudPi เป็นทรัพยากรที่ฉันกำลังมองหาเมื่อฉันเริ่มทำโครงการสวน ฉันหวังว่าคุณจะพบประโยชน์ที่ดีใน MudPi และแบ่งปันคำนี้ถ้าคุณชอบงานที่ฉันทำ โดยส่วนตัวแล้วฉันใช้ MudPi ทั้งภายนอกและในบ้านเพื่อจัดการพืชของฉัน และมีความสุขมากกับผลลัพธ์จนถึงตอนนี้

MudPi ยังคงได้รับการอัปเดตด้วยคุณสมบัติและการพัฒนาเพิ่มเติม คุณสามารถเยี่ยมชมไซต์เพื่อดูรายละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่ฉันได้ทำและตรวจดูลิงก์ด้านล่างเพื่อแนะนำแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมบางส่วน ฉันยังเข้าร่วม MudPi ในการประกวด Raspberry Pi ปี 2020 หากคุณชอบ MudPi และต้องการช่วยฉันให้คะแนนฉันด้านล่าง

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับการก้าวต่อไป

เอกสาร MudPi

ซอร์สโค้ด MudPi

คู่มือ MudPi

แบ่งปันคุณ MudPi Build

สนับสนุนงานของฉันบน MudPi

สนับสนุน MudPi

มีความสุขเติบโตทุกคน!

- เอริค

ทำด้วย♥จากวิสคอนซิน

รางวัลที่หนึ่งในการประกวด Raspberry Pi 2020