Mini-Serre: 11 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Como estudante, tenho o péssimo hábito de esquecer as coisas. Por isso, se eu quero cultivar um determinado tipo de planta, geralmente esqueço e ela morre porque não tem ninguém para cuidar dela.

Vou tentar consertar esse problema com o Mini-Serre. Mini-Serre é um sistema automatizado de monitoramento de jardinagem que envia dados de diferentes tipos de sensores instalados para um servidor da Web em execução no Raspberry Pi. Desta forma, o usuário pode monitorar suas plantas em um site onde quer que esteja. Este conceito está sendo desenvolvido como um projeto final dentro do primeiro ano de tecnologia de multimídia e comunicação, em Howest Kortrijk, Bélgica.

Etapa 1: os materiais

Para construir este projeto, você precisará dos seguintes itens:

Eletrônicos

1. Framboesa pi 3 - kit
2. Tábua de pão
3. Conectores macho para macho
4. Conectores macho-fêmea
5. Dallas 18B20 (sensor de temperatura)
6. Sensor de luz fotossensível para detecção de fotoresistor
7. MCP3008
8. Potenciômetro
9. Tela de LCD
10. Resistores
11. LED azul
12. LED RGB

Carcaça:

13. Central Park kweekkas (https://www.brico.be/nl/tuin-buitenleven/moestuin/…) 14. Placa de madeira (parte inferior da caixa) 15. Pregos 16. Parafusos

Ferramentas:

17. Martelo 18. Serra 19. Chave de fenda 20. Broca

Etapa 2: Fazendo o circuito

Na etapa 2 vamos fazer o circuito para este projeto. Este é o mínimo absoluto de que você precisa se quiser que funcione. Use a mesa de fritagem e o diagrama para fazer uma cópia do circuito. É aqui que você precisa de todos os materiais elétricos da etapa 1.

Informações sobre o circuito:

Temos 2 sensores conectados ao MCP3008 que são o sensor de luz e o sensor de umidade do solo. O sensor de temperatura tem uma saída digital e usa um pino GPIO no Raspberry Pi.

Extra:

Também implementei um display LCD que tornará mais fácil, mais tarde, conectar-se ao Raspberry Pi sem a necessidade de conectar ao seu laptop. Isso não é necessário, mas é altamente sugerido.

Etapa 3: Criar um banco de dados

É muito importante armazenar seus dados dos sensores de forma organizada, mas também segura. É por isso que decidi armazenar meus dados em um banco de dados. Só assim consigo aceder a esta base de dados (com uma conta pessoal) e mantê-la organizada. Na imagem acima você pode encontrar meu esquema em meu banco de dados e abaixo um arquivo para exportar o banco de dados para um programa de banco de dados, por exemplo MySQL.

Programa de banco de dados É importante que nosso banco de dados funcione por conta própria a partir do Raspberry Pi. Você pode fazer isso baixando o MySQL ou MariaDB para o Raspberry Pi. Primeiro, você deseja criar o banco de dados em seu computador no MySQL Workbench. Em seguida, você exporta este banco de dados como um arquivo independente. Agora conecte-se ao banco de dados do Raspberry Pi através do MySQL Workbench e restaure o banco de dados aqui. Agora você tem o banco de dados em execução no Raspberry Pi!

Etapa 4: Gravando os dados do sensor no banco de dados

Depois que o banco de dados estiver em execução em seu Raspberry Pi, queremos que nossos sensores possam armazenar seus dados nele. Podemos fazer isso criando 3 scripts separados (o que é feito no PyCharm). Um bom recurso incluído no PyCharm é que você pode se conectar ao seu Pi e, dessa forma, acessar seu banco de dados e escrever diretamente nele. Os dados também são lidos diretamente pelo Raspberry Pi e os LEDs acenderão de acordo com o que você precisa.

O LED azul acende: O solo não está úmido o suficiente. O LED RGB acende em verde: está tudo bem. O LED RGB acende em vermelho: está muito quente, abra o teto para esfriar um pouco. O LED RGB acende em azul: está muito frio, feche o telhado se estiver aberto.

Você pode baixar todos os scripts do meu repositório github:

Nota: Eu usei minhas informações pessoais de login para os bancos de dados, então você pode ter que alterá-las para caber nas suas.

Nota: A pasta DB1 contém uma classe 'banco de dados' que é importada no código que irá conectar ao seu banco de dados.

Etapa 5: Exibindo seu IP na tela

O visor mostra o endereço IP em que o Raspberry Pi está sendo executado, dessa forma, você pode conectar-se facilmente sem fios ao Raspberry Pi. Eu também escrevi um script para isso que lê o IP do seu pi e o exibe no visor (observe que seus pinos GPIO correspondem, caso contrário, pode não funcionar). O Raspberry Pi executa este script automaticamente na inicialização. Você pode fazer isso adicionando algum código ao arquivo rc.local em seu Raspberry Pi. Você pode chegar lá digitando 'sudo nano /etc/rc.local', antes da última linha de código que você deseja adicionar 'Python3.5 / home / user / filelocation &'.

Você pode encontrar o script aqui:

Nota: o '&' no final, fará com que o script seja executado uma vez e imediatamente o parará para que outros scripts também possam ser executados.

Etapa 6: Medir os sensores a cada 10 minutos

Não queremos que nosso banco de dados seja preenchido pelos sensordata a cada 0,001 segundos, caso contrário, isso tornará muito difícil para o banco de dados acompanhar todos os dados que chegam e ele pode travar. É por isso que adicionei um recado ao 'crontab' no Raspberry Pi. Crontab é um programa que mantém o controle de tarefas agendadas para que você possa simplesmente executar o script a cada 10 minutos apenas uma vez.

Como configurar:

Você pode configurar isso digitando primeiro na linha de comando do Raspberry Pi 'crontab -e', o que abre o editor do crontab. Role para baixo até o final do arquivo e adicione 3 linhas, uma para cada sensor.

'* / 10 * * * * python3.5 / home / user / filepath / sensor1'

Nota: O '* / 10' são os 10 minutos que desejamos ter entre cada medição. O código que digitei depois é a versão python que você está executando e o arquivo que deseja executar, portanto, você deve escrever uma linha para cada sensor, porque eles existem a partir de 3 arquivos diferentes.

Etapa 7: Fazendo o site

Criei meu site em um programa chamado Atom. É um programa muito simples de usar e aconselhável se você for iniciante na escrita de HTML e CSS como eu.

Você pode encontrar todos os códigos e imagens usados neste link:

Fiz o front-end do site no Visual Studio Code, portanto, se você não está planejando fazer o HTML e CSS sozinho, pode simplesmente adicionar os arquivos a uma nova pasta no Visual Studio Code em vez de no Atom.

Etapa 8: Criação do back-end

O back-end e o front-end serão as coisas que realmente fazem algo acontecer no site que acabamos de criar. No back-end, nos conectamos ao nosso banco de dados mais uma vez e em vez de colocar os dados no banco de dados. Agora vamos ler todos os dados dos diferentes sensores e usando Socket. IO vamos enviar para o nosso front-end para que possamos exibi-los no site.

Você pode encontrar o código para o back-end aqui:

Observação: usamos a classe de banco de dados que usamos anteriormente, então não incluí neste repositório.

Etapa 9: Criação do front-end

O front-end é onde combinamos nosso código HTML e CSS com JavaScript e nosso back-end. O JavaScript que escrevi tenta fazer uma conexão com o back-end que deve estar em execução. Agora o Back-end nos enviará todos os dados dos sensores e podemos fazer algumas funções em JavaScript que editam o arquivo HTML para que se ajuste aos nossos valores atuais.

O JavaScript pode ser encontrado aqui:

Nota: certifique-se de vincular seu HTML à pasta correta do local do seu JavaScript, caso contrário, pode não funcionar.

Etapa 10: Construindo a Estufa

Comprei um pacote pré-fabricado da Brico:

Basta seguir as etapas que acompanham o pacote. Depois que isso for feito, não estamos totalmente prontos para colocar nosso Raspberry Pi lá. Primeiro, precisamos fazer um 'piso' ou fundo para a estufa, você pode fazer isso pegando uma placa de madeira e medindo seu tamanho para caber. Primeiro fiz uma moldura de madeira para que a placa de madeira tivesse algo para se apoiar.

Etapa 11: juntando tudo

Estamos quase prontos! Apenas esta última etapa e você está pronto para começar. Pegue o Raspberry Pi e a estufa, faça alguns orifícios para passar os LEDs, faça um orifício para a tela e um orifício para a fonte de alimentação do Raspberry Pi. Coloque tudo na estufa, conecte o Pi e pronto! Você tem sua própria estufa!