Smart IoT Garden: 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Si eres como yo, te gustan las frutas y verduras frescas en tu plato, pero no tienes tiempo suficiente para mantener un jardín decente. Este instructivo le mostrará cómo construir un jardín inteligente de IoT (lo llamo: Green Guard) que riega sus plantas por usted y le advierte sobre situaciones peligrosas como: demasiada luz solar, poca luz solar y falta de agua.

Todo esto se logra mediante el uso de un par de sensores simples y un actuador controlado por una Raspberry Pi. En el sitio web, puede ver las mediciones de estos sensores y tomar el control del flujo de agua.

Paso 1: Materiales y herramientas

Materiales:

• 1x frambuesa Pi 4
• Bisagra de piano de 1 m
• 1x soporte de batería 8x AA
• 8 pilas AA
• * 1x electroválvula 12V 1/2"
• Tubo de agua de 3 m (plástico, nailon …) 12 mm
• 1x cordal en forma de T
• 2x cordal 1/2 "12 mm
• Abrazadera de manguera 5x
• 1x bidón de 5 litros
• Tablones de madera de 4 m
• 1x panel de madera 100cm / 50cm
• 1x lámina de estanque 2m / 1m
• min. 50 tornillos
• 1x tablero
• 2x cierres magnéticos
• 1x transistor npn
• 1x sensor de temperatura y humedad
• 1x sensor de luz LDR
• 1x sensor de humedad del suelo
• 1x pantalla LCD
• Tubería de 2x 1/2 "en forma de L

Este documento le muestra dónde conseguí estos materiales.

* Es importante que la válvula solenoide no tenga una presión mínima de funcionamiento. Si lo hace, el agua tendrá dificultades para pasar.

Instrumentos:

• sierra para cortar ingletes (opcional: cualquier otro tipo de sierra)
• taladro de mano (opcional: destornillador)
• pistola de grapas (opcional: tornillos)
• pegamento de madera

Paso 2: construcción del circuito

Los siguientes componentes se conectarán a la Raspberry Pi:

• MCP3008

  • Sensor de luz LDR
  • Sensor de humedad del suelo
• Sensor de temperatura y humedad DHT11

• PCF8574

  pantalla LCD

• Transistor TIP120

  válvula de solenoide

Dos de los sensores (LDR y humedad del suelo) están conectados a un MCP3008 que permite que la Raspberry Pi lea señales analógicas. Estoy usando el PCF8574 para escribir datos en la pantalla LCD porque ahorra muchos pines GPIO.

Puedes seguir la imagen de arriba cuando construyas el circuito.

Paso 3: configurar la base de datos

Para tener un control total sobre su jardín, querrá ver una línea de tiempo que muestre todas las medidas de sus sensores. Estoy usando una base de datos SQL para guardar todas estas medidas.

He preparado un archivo autónomo que incluye toda la base de datos necesaria para este proyecto. Puede encontrar esto en la carpeta de exportación de la base de datos en mi repositorio de Git e importar esta base de datos en MySQL Workbench abriendo servidor> importación de datos y luego seleccionando el archivo autónomo y creando una nueva base de datos.

Esta base de datos contiene cuatro tablas: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning y tblaction. Tbldevice contiene todos los sensores y el actuador. Los mensajes en tblwarning están en holandés, pero puede cambiarlos fácilmente haciendo clic en el símbolo de ejecución en la tabla, cambiando los mensajes y aplicando los cambios. Tblaction contiene acciones que pueden ser ejecutadas por el programa del que hablaré en el siguiente paso. Estas acciones son, por ejemplo: medición de temperatura, electroválvula de activación automática …

Paso 4: programación

Puedes encontrar todo el código necesario en mi repositorio de Git. Parte delantera y trasera.

Este programa hace todas las cosas técnicas como: leer los datos del sensor, activar el actuador …

Arriba, puede ver algunas imágenes del sitio web. Está en holandés pero tú

Paso 5: Construyendo la forma básica del jardín

El primer paso para realizar el proyecto físico es construir la carcasa básica del jardín. Empiece por serrar algunos tablones de las siguientes dimensiones:

• a - 2x 100 cm / 20 cm
• b - 2x 46,4 cm / 20 cm
• c - 1 x 46,4 cm / 18,2 cm
• d - 1x 46cm / 18cm
• e - 1x 15cm / 20cm
• f - 1x 31cm / 20cm

Primero, coloque los tablones a en ambos lados del panel de madera. La mejor forma de adjuntar esto es en cuatro pasos:

1. taladrar agujeros en el panel por donde pasarán los tornillos
2. Use una broca avellanada para dejar lugar para que entre la cabeza del tornillo
3. coloque una línea de pegamento para madera donde se unirá la tabla
4. coloque la tabla sobre el pegamento y taladre los tornillos a través de los orificios que taladró anteriormente

5 tornillos serán suficientes para sujetar los tablones a. Luego puedes hacer lo mismo con los tablones b, para lo cual utilicé 3 tornillos en la parte inferior y 2 en el lateral.

Paso 6: construya el soporte del depósito de agua

Coloca la tabla en la esquina que puedes ver en la imagen usando el método que expliqué en el paso anterior. Puede hacer esto fácilmente por su cuenta usando un trozo de madera y una almeja (vea la segunda imagen).

Para sostener esta tabla, haga una pequeña viga de madera con lados en ángulo de 45 grados en la parte superior e inferior. Para asegurarse de que toque el piso al colocarlo en la tabla vertical, dibuje una línea donde se cortará el lado superior como lo hago en la tercera imagen.

A continuación, use un poco de madera de desecho para construir un marco adecuado para el bidón que usa. Fije el marco a la plataforma con pegamento para madera. El marco que hice no estaba totalmente nivelado, así que lo atornillé con dos almejas mientras estaba pegado y lo dejé reposar por una noche.

Finalmente, deberá colocar la tubería en forma de L en la parte inferior del bidón y hacer un agujero en la tabla que sostiene el bidón para que la tubería pueda pasar. Para unir la tubería, soldé una pieza de tubería adecuada a una placa de metal que adjunté al bidón con pegamento universal Sikaflex. Alternativamente, puede simplemente empujar un trozo de tubo en el orificio que haga en el bidón y ponerle suficiente pegamento universal para que permanezca en su lugar. Puede hacer el agujero debajo del bidón con una broca de sierra para taladro manual.

Paso 7: Conexión de la tubería y la tubería

Antes de conectar cualquiera de los tubos, coloque la lámina del estanque en el interior de la parte del jardín del proyecto. Lo arreglé en el exterior del proyecto con una grapadora. Puede doblar las piezas de las esquinas para que quepan bien y cortar las partes donde hay demasiado papel de aluminio.

Una vez hecho esto, puede comenzar a perforar 2 agujeros desde la parte del jardín hasta la parte de manejo a aproximadamente 15 cm de altura para que la tubería llegue al jardín en sí. Puede reducir la cantidad de astillas y perforar la lámina fijando 2 piezas de madera en la tabla y taladrándolas como se muestra en la imagen de arriba. Puede empujar dos tubos a través de los orificios y conectarlos en el medio detrás de la tabla. Luego puede perforar algunos orificios de 2,5 mm en los tubos para que salga el agua (y no olvide perforar un orificio en la parte superior del tubo para que el agua pueda seguir fluyendo mientras la válvula solenoide está cerrada).

Taladre dos agujeros (no del todo) al final del jardín para sujetar el extremo de los tubos. Pegue 2 piezas cilíndricas de metal en el interior de los agujeros y empuje el extremo de los tubos sobre ellos.

A continuación, coloque un trozo de madera en el panel del piso junto al depósito de agua (como en la imagen). Aquí es donde descansará la válvula solenoide, así que pruebe su posición para asegurarse de que su solenoide encaje en ella. Encima de esta pieza, coloque una pieza de metal en forma de L donde se fijará la válvula solenoide.

Paso 8: Integración de la electrónica

Comience dando forma a dos piezas de madera. Uno para DHT11 y LDR, y otro para el sensor de humedad del suelo. Puedes ver esas piezas en las imágenes de arriba. Adjúntelos como se muestra en las imágenes.

Puede ocultar los cables del DHT11 y LDR engrapando un trozo de papel de aluminio encima de ellos y metiéndolos. Haz un agujero por donde puedan pasar los cables.

A continuación, para hacer el agujero para la pantalla LCD, taladre dos agujeros en los extremos diagonales del espacio para la pantalla LCD y use una sierra para metales para cortar un rectángulo.

Puede colocar la placa de pruebas, la Raspberry Pi y el paquete de baterías de 12 V dentro detrás de la pantalla LCD en la esquina (y usar Velcro para sujetarlos). Luego, usa una caja de plástico, recorta 2 lados y colóquela sobre los componentes electrónicos para protegerlos de cualquier goteo de agua. Pegar un pequeño trozo de madera en el panel del piso junto a la caja de plástico lo mantiene en su lugar.

Finalmente, perfora una línea de agujeros justo debajo de la altura de la caja de plástico para que pueda escapar el aire caliente de la Raspberry Pi.

Paso 9: Colocación de bisagras

Lo único que queda por hacer ahora es unir las dos últimas tablas que cortó al principio.

Primero, corte la esquina inferior derecha de la tabla del costado. Aquí es por donde pasará el cable de alimentación.

Luego, puede atornillar las bisagras en las tablas como se muestra en las imágenes de arriba.

Paso 10: cierre

Si decides hacer este proyecto tú mismo, avísame en los comentarios (:

Gracias por leer.