MAG (invernadero automático en miniatura): 9 pasos

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

Mi madre está la mayor parte del tiempo bastante ocupada. Así que quería ayudarla automatizando sus invernaderos. De esta forma puede ahorrar un poco de tiempo ya que no necesitará regar las plantas.

Podré lograr esto con MAG (Jardín Automático en Miniatura). Como en el nombre, MAG es un proyecto en miniatura que se puede ampliar para invernaderos más grandes. MAG es un sistema de monitoreo de jardinería automatizado que lee y envía datos de diferentes sensores a un servidor web que se ejecuta en Raspberry Pi. El usuario podrá monitorear sus plantas en un sitio web. Este concepto se está desarrollando como proyecto final dentro del primer año de tecnología multimedia y de comunicación, en Howest Kortrijk, Bélgica.

Paso 1: los materiales

Para construir este proyecto, necesitará los siguientes elementos:

Electrónica:

1. Raspberry pi 4 - kit2. Zapatero en T de frambuesa pi 3. Protoboard 4. Conectores macho a macho 5. Conectores macho a hembra 6. LM35 (sensor de temperatura) 7. 4x sensores de humedad 8. DHT119. MCP300810. Potenciómetro (para controlar, no es necesario) 11. Pantalla LCD SunFounder 12. 4x pompa de agua sin escobillas 12V13. Pipas de agua 14. Adaptador 12V15. 4x relé 5V

Caja:

1. Acuario2. Tablones de madera 3. Barra redonda sólida de hierro 4. Uñas 5. Tornillos 6. Cebador de tejados de Aquaplan

Instrumentos:

1. Martillo2. Saw3. Destornillador 4. Taladro 5. Archivo de madera 6. Pistola de pegamento 7. Cepillo de pintura 8. Máquina de soldar 9. Dispositivo de plegado

En el archivo PDF a continuación, puede ver la lista de precios completa con enlaces a las piezas.

Paso 2: hacer el invernadero

En las imágenes proporcionadas encontrará la medida necesaria para las tablas. Primero encontrarás las imágenes con la medida, en ellas encontrarás un número (debajo de este habrá información extra con el número correspondiente). También se proporcionan algunas imágenes de cómo se verá.

Los números del 1 al 4 son para el estuche y cuando los haya recortado, puede unirlos clavando clavos en los orificios.

El tablero adicional, números 5 + 6, es una tapa que puede colocar sobre el compartimento para el pi.

Notas:

El centro de los agujeros en todas las tablas está a 0,8 cm de distancia de los bordes (líneas grises, vea la imagen con el número uno como referencia). Los agujeros se perforaron con un perno de 2 mm para madera.

1.: Esta es la placa inferior. En el lado izquierdo tienes 64 cm entre 2 agujeros. Esto cuenta para las distancias entre los orificios y los bordes tanto en el lado izquierdo como en el derecho. La placa superior tiene un cuadrado de 2 cm x 2 cm con el fin de dejar pasar los cables de alimentación. La tabla inferior tiene un corte de 8 cm x 2,5 cm para colocar la pantalla lcd.

2.: Estos son los lados más largos y necesitarás 2 de estos tablones. En la parte superior tiene 2 piezas recortadas de 3 mm x 10 mm. Esto se utilizará más adelante para enrutar los cables del sensor de humedad.

3.: Estos son los lados más cortos y necesitará 4 de estos tablones.

4.: Estas son la intersección para el contenedor de plantas, necesitará 2 de estos tablones. Deberá quitar la pieza blanca como se muestra para poder deslizar estos 2 entre sí

Paso 3: Terminando el caso del invernadero

Ahora que todo está montado, nos aseguraremos de que los compartimentos para las plantas sean impermeables. Hacemos esto para asegurarnos de que no haya fugas de agua, por si acaso. Con un pincel pinta los compartimentos, si quieres puedes añadir una segunda capa cuando esté seco.

Lo siguiente es soldar las barras de metal juntas en el medio para que terminemos con una cruz. Pondremos este marco de metal en la carcasa después de perforar 4 agujeros, 1 en cada extremo como en la imagen. Cuando lo coloques, asegúrate de que los 4 lados estén parejos.

Como último haremos una muesca en cada lado del compartimento. Hágalo de manera que las tuberías de agua puedan descansar. Agregue un pequeño trozo de madera encima para mantenerlo en su lugar. Cuando aplique este trozo de madera, asegúrese de poder quitar la tubería de agua fácilmente y volver a colocarla si es necesario.

Paso 4: software en la Raspberry Pi

Para que mi código funcione (que vincularé a continuación), deberá instalar algunos paquetes y bibliotecas. Lo primero que necesita es que actualice su Pi.

Primero, actualice la lista de paquetes de su sistema ingresando el siguiente comando: sudo apt-get update.

Actualice todos sus paquetes instalados a sus últimas versiones con el siguiente comando: sudo apt-get dist-upgrade.

Si el sistema no solicita un reinicio, haga un 'reinicio de sudo'. Esto es para asegurarse de que todo se haya configurado correctamente.

Después de haber instalado los paquetes, deberá instalar algunas bibliotecas:

• sudo pip3 install --upgrade setuptools
• sudo apt-get install python3-flask
• sudo pip install -U flask-cors
• sudo pip instalar flask-socketio
• sudo apt-get install rpi.gpio
• sudo pip3 instalar Adafruit_DHT

Cuando haya terminado, haga un 'reinicio de sudo'.

Paso 5: Hacer el circuito

En el paso 2 vamos a realizar el circuito de este proyecto. Este es el mínimo absoluto que necesita si quiere que funcione. Usa la tabla de fritzing y el diagrama para hacer una copia del circuito. Aquí es donde necesita todos los materiales eléctricos del paso 1.

Información sobre el circuito:

Tenemos 5 sensores conectados al MCP3008 que son el lm35 para la temperatura interior y 4 sensores de humedad del suelo. Un DHT11 para la temperatura y humedad exterior y por último un interruptor de flotador de agua para comprobar si hay suficiente agua en el depósito.

El sensor de humedad del suelo tiene una salida analógica y utiliza un pin GPIO en la Raspberry Pi.

Extra:

También implementé una pantalla LCD que facilitará la conexión más adelante a la Raspberry Pi sin la necesidad de tener que conectarse a su computadora portátil. Esto no es necesario, pero se recomienda encarecidamente.

Antes de soldarlo todo, usé mi tablero para unir todo y probar mis sensores para asegurarme de que todo funciona.

Paso 6: crear una base de datos

Es muy importante almacenar sus datos de los sensores de forma organizada pero también segura. Por eso decidí almacenar mis datos en una base de datos. De esta manera solo yo puedo acceder a esta base de datos (con una cuenta personal) y mantenerla organizada. En la imagen de arriba puede encontrar mi diagrama ERD.

Puede ver mi diagrama ERD arriba, también vincularé un archivo de volcado para que pueda importar la base de datos usted mismo. Con esta base de datos podrá mostrar múltiples cosas como:

• La temperatura cerca y por encima de las plantas.
• La humedad cerca de las plantas.
• La humedad del suelo de cada planta.
• Ver si la bomba está habilitada para la planta.
• Etc..

Adjunto a este paso puede encontrar mi volcado de Mysql. Para que pueda importarlo fácilmente. Obtén el volcado de Mysql.

Paso 7: sitio web

Quería poder monitorear las plantas, así que hice un sitio web para mostrarme estos datos. A través del sitio web, podrá verificar las plantas, así como habilitar / deshabilitar las bombas por separado.

Mientras el Pi se inicia, comenzará a ejecutar mi script de Python. Esto se encargará de que los datos se muestren en el sitio web. Siguiendo el script, el pi leerá los datos de los sensores cada hora exacta y los pondrá en la base de datos. El sitio también responde, por lo que podría abrirse en un dispositivo móvil.

Mi código se puede encontrar en github aquí mismo.

Paso 8: escribir el backend

Ahora es el momento de asegurarse de que todos los componentes funcionen correctamente. Así que escribí un código en Python y lo implementé en Raspberry Pi. Puedes encontrar mi código en Github.

Para programar el código utilicé Visual Studio Code. El código está escrito en html, CSS, javascript y python (Flask)

Paso 9: coloque todo en el estuche

Una vez que haya completado todos los pasos con éxito, puedes empezar a poner todo en el estuche. Para hacerlo, le recomiendo encarecidamente que suelde sus componentes para que no se desconecten por accidente.

Pegué los relés en un trozo de madera para que no cuelguen cuando estén en el estuche. También pegué las bombas al depósito para que no se suelten. También recomiendo pegar el sensor DHT11 en la parte superior del marco.