Tölvustýrður blómapottur

From Fab Lab Wiki - by NMÍ Kvikan
Revision as of 12:09, 15 July 2009 by Spm (Talk | contribs)

Jump to: navigation, search

Tölvustýrður blómapottur er blómapottur sem hefur tölvustýringu sem gerir honum kleift að fylgjast með og bæta umhverfið sem blómin vaxa í.

Það hve mikið blómapotturinn mælir er alveg háð smekk, en hægt er að mæla til dæmis ljósmagn, hitastig og rakastigið í moldinni. Með þessum mælingum er svo hægt að taka skynsamlegar ákvarðanir um hvernig eigi að bæta umhverfið, en slíkt má gera með vatnspumpum, ljósum, hitalömpum og fleiru.

Grunnbúnaður

Efnisþörf

  • 1x Arduino (Diecimilla, Dumillanove, etc.)
  • 1x 60cm×30cm akrýlplata (plexigler), mælt með 3mm þykkt

Verkfæri

  • Laserskeri
  • Plastbeygjuvél
  • Límbyssa
  • Lóðbolti
  • Skrúfjárn
  • USB snúra

Hugbúnaður

  • Inkscape
  • Arduino Wiring

Að útbúa pottinn

Hanna pottinn

Hér er dæmi um skruðarskrá fyrir blómapott.

Þú getur notað Inkscape forritið til að hanna blómapottinn. Epilog Mini laserskeri er með 60cm×30cm grunnflöt, þannig að best er að stilla Inkscape til að hafa vinnublað í þeirri stærð. Meðfylgjandi er dæmi um skurðarskrá fyrir slíkan blómapott; á myndinni sést hvar Arduinoinn verður tengdur síðar, en gert var ráð fyrir götum til að skrúfa hann fastan í á teikningunni - eðlilegt er að velta fyrir sér hvað annað muni þurfa að festast við blómapottinn og hvar áður en að lengra er haldið.

Þér er auðvitað frjálst að hanna þinn eigin pott, og það er auðvitað mælt með því, en hafðu nokkra hluti í huga:

  • Mundu eftir að hafa göt neðst til að hleypa vatni út, annars gætu blómin drukknað.
  • Fyrst þú ert að hleypa vatni út neðst er gott að hafa undirskál til að taka við því vatni.
  • Mundu að hafa pottinn að öðru leyti vatnsþéttan

Laserskera pottinn

Fyrir þetta skref þarftu laserskera. Vistaðu skurðarskjalið sem PDF skrá eða álíka sem virkar vel með laserskeranum þínum. Líttu á leiðbeiningarnar með laserskeranum til að finna réttar stillingar.

Setja saman pottinn

Þegar þú hefur alla partana þína þá geturðu fest þá saman. Séu þeir smellanlegir þá smellirðu þá saman en hvort sem þeir virka þannig eða ekki er örugglega skynsamlegt að fara í kverkina með límbyssu svo að potturinn haldi vatni. Festu partana í það minnsta saman, og gættu þess að límbyssan verður stundum svolítið sóðaleg - notaðu tunguspaða til að dreifa vel úr líminu.

Búa til bakkann

Undirbakkinn tekur við vatni sem lekur úr holunum að neðan. Hér er ágætt að nota plastbeygjuvél til að búa til sveigju á skálina og nota svo smávegis af lími til að laga endana.

Tengja Arduino

Ef að hönnunin sem þú ert með gerir ráð fyrir því að Arduinoinn festist utan á geturðu gert það núna. Ef þú setur smávegis af lími á endana á skrúfunum innan á þá lekur ekki raki meðfram. Arduinoinn tengist svo í spennubreyti, en í bili er nóg að tengja hann við tölvu í gegnum USB þar sem við eigum eftir að forrita hann.

Arduino verður aðal stýringin okkar, hún sér um að safna saman upplýsingum um hvernig ástandið er á umhverfinu og mun stjórna öllum jaðartækjunum sem breyta umhverfinu. Auðvitað er ekki nauðsynlegt að nota Arduino frekar en neitt annað - þú gætir smíðað þér þína eigin stýringu eða notað einhverja aðra vinsæla stýringu. Aðalatriðið er að þú hafir góða hugmynd um hvað þú villt gera og með hvaða hætti þú ætlar að ná því fram. Allar leiðbeiningar héreftir munu hinsvegar gera ráð fyrir Arduino.

Mæla umhverfið

Fyrsta skrefið í öllum vísindum er að framkvæma mælingar. Við mælum umhverfið og söfnum saman upplýsingum, og byggt á þeim upplýsingum sem við höfum getum við reynt að bæta umhverfið. Hér verða nokkrir mismunandi nemar vera útskýrðir sem þú getur tengt við blómapottinn til að mæla umhverfið.

Rakanemi

Auðveldasti rakanemi sem er hægt að smíða er úr tveimur nöglum, smá vír og viðnámi. Viðnámið tengist í jörð (GND pinni á Arduino) annars vegar og hinsvegar í nagla. Á milli viðnámsins og naglans er svo tekinn út vír sem er notaður til mælinganna, en hann tengist í Analog pinna á Arduino rásinni. Hinn naglinn er tengdur í +5V DC (5V pinni á Arduino).

Naglarnir fara báðir ofan í moldina og hleypa þá straum í gegnum moldina. Ef að straumurinn á greiða leið í gegn er nóg vatn í moldinni, en eftir því sem vatnsmagnið minnkar minnkar leiðni moldarinnar. Andhverfa leiðni er viðnám, sem mælist í Ohmum (Ω). Breytileiki á viðnámi moldarinnar gæti numið nokkrum þúsund kílóohmum (kΩ), en það fer mjög eftir samsetningu moldarinnar nákvæmlega hversu mikil breytingin er og því þarf að byrja á því að kvarða búnaðinn. Best er að gera það með því að framkvæma mælingu í mold sem er "nógu þurr til að vökva" og svo mold sem er "nógu blaut til að hætta að vökva" og skilgreina það sem efri og neðri mörk.

Hitanemi

Svokallaður "1380" hitanemi er mjög þægilegur í notkun. Það er búið að kvarða hann með innbyggðri lógík og mælingarnar sem hann gefur frá sér eru stafrænar mælingar, sem gerir hann mjög auðveldan í notkun. Hann notar samskiptakerfi sem heitir OneWireBus.

Einn pinninn á honum fer í jörð, einn í 5V fæðuspennu, og þriðji pinninn fer í einhvern stafrænan inntakspinna á Arduinoinum.

Ljósnemi

Ljósneminn okkar er breytilegt viðnám eins og rakaneminn. Slíkir ljósnemar eru ódýrir og einfaldir í notkun en það þarf að túlka úr mælingunum frá þeim. Það er ekki nauðsynlegt að kvarða þá, enda koma þeir kvarðaðir frá verksmiðjunni innan ákveðinna skekkjumarka, en þar sem eingöngu viðnámsmæling getur átt sér stað þá þarftu að túlka viðnám yfir í ljósmagn.

Ólíkt rakanemanum þar sem við vorum með viðnám á nemanum sjálfum getum við notað innbyggt 20kΩ pull-up viðnám í Arduinonum fyrir ljósnemann. Þetta þýðir að við snúum dæminu við: tengjum nemann í digital inntak á Arduinonum og svo í jörð. Svo skilgreinum við í forrituninni á eftir:

pinMode(LJOSNEMAPINNI, INPUT);
digitalWrite(LJOSNEMAPINNI, HIGH);

Þessar tvær línur láta LJOSNEMAPINNI (sem er fasti sem við skilgreinum sem sá pinni þar sem ljósneminn er tengdur) gefa frá sér spennu og svo mælum við hversu mikla spennu við höfum á línunni, sem fer eftir því hve mikið ljósmagn er.

Breyta umhverfinu

Þegar búið er að mæla umhverfið til hlítar má fara að huga að því að gera breytingar á því.

Loftpumpa

Ódýrustu pumpurnar til að pumpa vatni eru loftpumpur eins og notaðar eru í fiskibúrum. Þar sem þær eru hannaðar til að pumpa lofti en ekki vatni þá þurfum við að útbúa smávegis af pípulagningum.

Byrjaðu á því að útvega tveggja lítra gosflösku. Boraðu tvö göt á tappann og settu tvær slöngur í gegn. Önnur slangan er loftslangan sem við tengjum í loftpumpuna, en hin slangan er vatnsslangan sem fer ofan í blómapottinn. Passaðu að hafa nógu mikið af slöngunni innan á tappanum til að ná niður í botn á gosflöskunni. Notaðu límbyssuna til að þétta vel í kringum slöngurnar svo að lokið sé aftur loftþétt - sé það ekki loftþétt mun þetta ekki virka.

Nú geturðu fyllt flöskuna af vatni og látið báðar slöngurnar ofan í. Hafðu flöskuna ögn neðar en blómapottinn þannig að vatnið renni ekki af sjálfsdáðum vegna þrýstingsmismunar og loftdæluna svo á góðum stað við hliðina. Þegar þú kveikir á loftdælunni mun þrýstingurinn aukast í gosflöskunni sem verður til þess að vatnið þrýstist út um hina slönguna. Þá er vökvarabúnaðurinn tilbúinn.

Nú þarf að gera loftpumpuna sjálfvirka.

Flestar loftpumpur munu ýmist vera með rafhlöðustæði eða spennubreyti. Hvort heldur sem er þurfum við að setja tölvustýranlegan rofa á það. Sé um spennubreyti að ræða er nóg að klippa snúruna þannig að annað hvort jörðin eða fæðulínan séu aðgengileg og setja þar stýringu. Sé lítil spenna og straumur geturðu notað MOSFET en líkast til þarftu relay (segulrofa). Ef við notum relay þá tengirðu hann þannig að tveir pinnarnir eru tengdir í sitthvorn endann á vírnum sem þú klipptir og hinir tveir séu tengdir í stafrænt úttak á Arduinonum og í jörð, en sé samsíða díóðu.

Error creating thumbnail: Unable to save thumbnail to destination
Athugaðu að ef þú gleymir díóðunni er líklegt að Arduino stýringin brenni yfir!

Hitalampi

Þröskuldar

Error creating thumbnail: Unable to save thumbnail to destination