Oasis loyihasi: Ovozli terrarium: 9 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Project Oasis - bu siz gapirishingiz mumkin bo'lgan ovozli terrarium. Bu o'z-o'zidan ta'minlanadigan yopiq ekotizim, tashqi ob-havoni taqlid qiladi, lekin qutining ichida. Siz terrariumdan "Sietldagi ob -havo" haqida so'rashingiz mumkin, bunga javoban u qutiga quyila boshlaydi. Terrarium, shuningdek, bulutlarni, tumanni yaratishi yoki boshqa ob -havo sharoitlarini aks ettirishi uchun yorug'likni o'zgartirishi mumkin.

1 -qadam: Motivatsiya

Tabiat bilan suhbatimiz vositasi, bugungi texnologiya bilan qilgan ishimizdan farqli o'laroq, vizual va ko'p modali. Telefonlar yoki kompyuterlardagi ob -havo, xuddi ob -havoni ko'rish yoki his qilish kabi hislarni chaqirmaydi. Men bu haqda Google Creative Labda ishlagan paytimda o'yladim va Project Oasisni yaratdim.

Bu terrarium, siz u bilan Google Assistant yordamida gaplashishingiz mumkin. Siz undan ma'lum sharoitlarni yaratishni yoki ma'lum bir joyda ob -havoni ko'rsatishni so'rashingiz mumkin. Bu tajriba texnologiya va tabiiy dunyo bilan suhbatimizni kengaytiradi. Biz tabiat va texnologiya o'rtasida yashaymiz va an'anaviy ravishda ularga ikki xil dunyo sifatida qaraymiz. Oasis - bu ekologik suhbat, lekin tabiiy tarzda; na dasturlashtirilgan, na tartibsiz. O'zingizning faol terrariumlaringizdan birini yaratish bo'yicha qadamlar.

2 -qadam: Umumiy mexanizm

Yuqorida aytib o'tilgan terrarium yomg'ir, tuman va yorug'lik sharoitlarini yaratadi. Terrariumning yuqori qismida svetodiodli chiroqlar, yomg'ir tepsisi va suv bilan aloqa qiladigan keramik rezonatorli kichik korpus mavjud. Bu kichik disklar ~ 1-1,7 MGts da rezonanslashib, suvni tumanga o'xshatadi.

Terrariumning pastki qismida ikkita peristaltik nasos va boshqa elektronika mavjud. Terrariumning pastki qismidagi suv ombori ortiqcha suvni ushlab turadi. Suv qayta ishlanadi/o'rnatiladi va jim peristaltik nasoslardan biri yordamida yomg'ir tepsisiga quyiladi.

3 -qadam: korpus dizayni

SAPR bilan bog'lanish

Uskunalar/materiallar ro'yxati:

1. Qalinligi 0,25 dyuymli akril/pleksiglas plitalar (24 "x 18" - Miqdor: 4)
2. Akril elim
3. Matkaplar to'plami 1/4 dyuymli va pastki bitli
4. O'lchash tasmasi + kaliperlar
5. Epoksi elim (~ 15 min yoqimli vaqt)
6. GE gidroizolyatsiya uchun plomba
7. Shaffof PVX quvurlari 1/4 "OD + tikanli ulagichlar

Ushbu terrarium uchun dizayn ko'rsatmalari moslashuvchan va qat'iy qoidalar emas. Men stolimda ushlab turadigan yoki stol usti ustida chiroyli ko'rinadigan birini qurishni tanladim. Bundan tashqari, menda elektronika, o'simliklar va suv omborlari egallaydigan makon haqida umumiy tasavvurga ega bo'ldim. Men butun korpusni H: 15 "V: 6" L: 10 "deb qaror qildim.

Yuqoridagi rasmdagi SAPR o'lchovlari umumiy bo'linishni ko'rsatadi; yuqori va pastki elektronika har birining balandligi 4 dyuymni egallaydi. Suv ombori pastki qismida 4 dyuymni egallaydi, elektronika uchun 6 dyuymni qoldiradi (keyinroq elektronikada).

Men terrariumning ushbu versiyasi uchun Akril/Pleksiglasdan foydalanishga qaror qildim, chunki uni osonlik bilan olish mumkin, uni lazerda ishlov berish juda oson va uning qismlarini turli akril tsementlar bilan yopishtirish/payvandlash mumkin. Shisha yoki shaffof plastmassa, tashqi ko'rinishingiz bilan qanchalik uzoqqa borishni xohlashingizga qarab, ayniqsa, terrarium egri chiziqli bo'lsa, yaxshi nomzod bo'ladi. Bundan tashqari, pleksiglasning chizilmaslik versiyalari ko'plab do'konlarda mavjud, shuning uchun uni ideal variant sifatida qoldirish mumkin.

Men Fusion 360 -dagi terrariumim uchun 3D modelni yaratdim, chunki men uni suratga olmoqchi edim. Ushbu loyiha uchun SAPR fayllari ushbu qadam bilan biriktirilgan. Men lazer mashinasi fayllarini olish uchun barcha eskizlarni tekisladim va standart lazerli ishlov berish jarayoni ketmoqda. Lazerni o'rnating (mening holatimda Epilog), Corel Draw -da fayllarni oching va ishlov berishni ishga tushiring.

Siz hozir korpusni yig'ish uchun zarur bo'lgan akril qismlarga ega bo'lishingiz kerak. SAPRga qarang va pastdan yuqoriga qarab, qismlarni akril tsement bilan yig'ib, qutini oling, tepada / pastda iskala. O'rnatish jarayonini osonlashtirish uchun yo'riqnoma sifatida kaliper va o'lchagich matosidan (qutingiz shaffof bo'lgani uchun) foydalaning.

4 -qadam: Elektron dizayni

Komponentlar / elektronika ro'yxati:

1. 5V/10A quvvat manbai (Miqdor: 1)
2. 3V-35V Boost konvertori (Miqdor: 2)
3. 12V DC dozali peristaltik nasos (Miqdor: 1)
4. 2200 ml/min peristaltik nasos (Miqdor: 1)
5. Ish stantsiyasi 20 mm sopol disklar chastotasi = 113 KHz, haydovchi platalari bilan (Miqdor: 2)
6. RGB LED tasmasi (Miqdor: 1)
7. 18 AWG va 24 AWG simlar to'plami
8. Tel dastgohi 1/4"
9. Raspberry Pi 3 + Google Voice Hat (sizga ovozli shlyapa + mikrofon kerak, bu erda karnay emas)
10. Mini USB kabeli bilan Arduino Nano
11. ~ 3-24V kuchlanishli yuk-teshik SSR rölesi orqali
12. Yarim o'lchamli protoboard

Bu jarayon davomida sizga o'zgaruvchan kuchlanishli quvvat manbai, multimetr, mustahkamlovchi temir va issiq yopishtiruvchi qurol kerak bo'ladi.

Eslatma: Bu tezkor prototip va ba'zi komponentalar va ulanishlarga yaxshiroq alternativalar mavjud. Agar siz nima qilayotganingizni bilsangiz, hayotiy alternativalar bilan o'zgarishingiz mumkin.

Men bitta chiqish 5V/10A quvvat manbaini o'chirib tashlab, alohida komponentlar uchun o'zimning ko'p tarmoqli kabellarimni qo'shib, muti-chiqish manbaiga aylantirdim.

• Icstation haydovchi platalari uchun 5V liniyasi
• RGB LEDlar uchun 5V liniyasi
• Raspberry Pi 3 uchun 5V liniyasi
• Peristaltik nasosni dozalash uchun 12V liniyasi (Boost Converter orqali o'zgaruvchi)
• Yomg'ir peristaltikasi yuqori oqim tezligi uchun 24V liniyasi (Boost Converter orqali o'zgaruvchan)

Alohida chiziqlarni olib, tartibli ko'rinish uchun ularni simli dastgohga birlashtirdim. Men 5V chizig'iga quvvat to'lqinlarining oldini olish uchun qopqoq qo'shdim, chunki u to'g'ridan -to'g'ri Raspberry Pi -ga ulanadi.

Asosiy ulanishlar:

Men bo'sh joy cheklanganligi uchun mini -usb kabelidan foydalanmaslik uchun 5V liniyalaridan birini to'g'ridan -to'g'ri Raspberry Pi -ga - taxtaning orqa tomoniga PP1 va PP6 -ga uladim. Pi tepasida Google Voice shapkasi bor. Men ketma -ket almashtirish uchun mavjud dasturni oldim va uni Arduino Nano -ga o'tkazdim. Bu Nano Pi 3 ga qisqa USB -kabel orqali ulangan. Arduino Nano o'z o'rni yoqish/o'chirish uchun protobardga ulanadi, bu esa o'z navbatida nasoslarni/tuman ishlab chiqaruvchini yoqadi/o'chiradi.

Protoboardda har biri 5V, 12V va 24V yuk liniyalari bo'lgan uchta o'rni bor. Har bir o'rni, shuningdek, Arduino (D5, D7 va D8) alohida piniga ulanadi. O'zgartirish harakati uchun o'rni kontaktlarini qanday ulash haqida o'rni sxemasiga qarang. A1/A2 Arduino -dan, 13+, 14 -dan esa yuklanish sxemasini bajarish uchun sizning chiziqlaringiz bo'ladi. Men o'rni yaxshi izolyatsiya qilish uchun ishlataman, lekin siz ularni tranzistorlar bilan almashtirishingiz mumkin. O'chirish uchun yuk va Arduino o'rtasida umumiy topraklama bo'lishi kerakligini unutmang.

Seramika rezonatorlari

Seramika rezonatorlari/piezolar haydovchilar paneli bilan birga keladi, ularning har birini o'zgaruvchan quvvat manbasida alohida tekshirish mumkin. Tuman paydo bo'lishi uchun keramikaning yuqori yuzasi suv bilan aloqa qilishi kerak. Haydovchilar taxtasi sinovdan o'tkazilgandan so'ng, ularni 5V kuchlanishli elektr uzatish liniyasiga to'g'ridan -to'g'ri ulang, ularning orasidagi o'rni (yuqoridagi kabi). O'rnimizni yoqilganda va sxema tugallangach, siz suvning tumanga aylanganini ko'rasiz.

LEDlar

Adafruit -dan neopikselli LEDlar to'g'ridan -to'g'ri Arduino -ga nazorat chizig'i bilan boshqariladi, hech qanday o'rni ishlatilmaydi. Men bu uzun chiziqni har birida ~ 15 ta LEDning bir nechta bo'laklariga kesib tashladim. Ushbu LEDlarni qanday kesish va ulash haqida ushbu sahifaga qarang. LEDlarning bir nechta bo'limlarini yaratgandan so'ng (rasmda ko'rinib turganidek), men silikon qoplamani ushlab turdim va hamma narsaga suv o'tkazmaydigan qilib issiq yopishtiruvchi qo'shdim. Yomg'ir tepsisi ostidagi alohida qismlarni yopishtirib qo'ydim, shunda ular yorug'likni yaxshi taqsimlaydilar.

Peristaltik nasoslar

Yuqorida aytib o'tilganidek, bu terrariumda ikkita peristaltik nasos mavjud. Dozalash peristaltikasi tuman generatori uchun ozgina suv beradi. Tumanli suv omborida suv bilan aloqa qiladigan ikkita keramik rezonator bor, lekin suv juda tez tugamaydi. Natijada, bu nasos tuman rezervuarini suv bilan to'ldirish uchun tez -tez ishlamaydi. (Darhaqiqat, men hatto uni koddan olib tashladim va shunchaki terrariumning yuqori qopqog'ini ko'tarib, bug'li suv omborini qo'lda to'ldirdim)

Boshqa tomondan, 24V, 2200 ml/min peristaltik yomg'ir uchun ishlatiladi va shuning uchun bu katta hajm uchun tanlanadi. 24V o'zi ishlab chiqaradigan terrarium uchun oqim tezligi juda yuqori bo'lsa -da, siz ushbu nasosning oqim tezligini maqbul sozlamaga o'zgartirish uchun Boost konverteridagi kuchlanishni o'zgartirishingiz mumkin.

5 -qadam: yig'ish va sinov

O'rnatish

Burg'ulash

Elektronika (2 ta peristaltik nasos, RPi + Ovozli shapka/Mikrofon, Nano, Piezo haydovchi platalari, Relay Protoboard) terrariumning 6 dyuymli pastki qismida qoladi. Men 3D modelga muvofiq pastdan yuqoriga yig'ilishga bordim. pastki elektron qismlarning orqa qismidagi ikkita teshik (har biri taxminan 1/4 ) - teshiklardan biri barcha komponentlarning elektr uzatish liniyalari uchun, ikkinchisi - peristaltik nasoslarni trubkalash uchun.

Yomg'ir suvi quvurining kirishiga ruxsat berish uchun yuqori qopqog'idan 1/4 dyuymni qoldiradigan bitta teshikni burang. LED o'tkazgichlari chiqib ketishi va pastdagi Nano -ga o'tishi uchun boshqa kichik teshikni burang. Barcha elektronikani oxirgi marta sinovdan o'tkazing. ularni qutiga soling.

Joylashtirish va gidroizolyatsiya

Hozirgi vaqtda barcha akril qismlar "Korpus dizayni" bosqichidan joyida qolib ketishi kerak edi. Yuqoridagi elektronikani pastki korpusga joylashtiring va ustiga qopqog'ini qo'ying. Suv o'tkazmaydigan bo'lishi uchun bu qopqoqni yaxshilab yopish kerak. Qopqoq - bu qutining ichidagi press emas, shuning uchun elim oson oqishi va bo'shliqlarni yopish uchun joy beradi. Men epoksi ishlatardim, uni qopqog'ining yon tomonlariga to'kib tashladim va qopqoqni ushlab turadigan iskala ustida ishlashiga ruxsat berdim. Yelim oqishi va bo'shliqlarni muammosiz yopishi kerak. Bir kechada davolanishga ruxsat bering va keyin GE plomba bilan suv o'tkazmaydigan boshqa qatlamni bajaring.

Yomg'ir va tuman yig'ilishi

Yomg'ir tepsisini tumanli suv ombori bilan yig'ish (uning tagida keramik disklar bilan) korpusni loyihalash bosqichida birlashtirilgan bo'lishi kerak. LEDlar, shuningdek, yomg'ir tepsisi ostidagi oldingi qadamga yopishtirilgan bo'lishi kerak va keramik rezonatorlar uchun simlar qutining yuqori/orqa qismidagi tegishli teshikdan chiqadi. Siz bu yomg'ir + tuman ishlab chiqaruvchilar yig'ilishini qutining yuqori qismidagi iskala ustida o'tirishga ruxsat berishingiz mumkin. Yuqori qopqoqni yopishdan oldin, nasos trubkasini shu maqsadda yomg'ir tepsisi ustida ilgari ochilgan teshikdan olib kiring. Quvurlarning kichik qismlarini kesib oling va tepsiga kirganda suvni tekis taqsimlash uchun bir nechta chiqish joylarini yaratish uchun tikanli ulagichlardan foydalaning. Yomg'ir terrariumda bir xil ko'rinishga ega bo'ladi. Qutidagi hamma narsa qutiga kirgandan so'ng, sinov uchun qopqoqni yopishdan oldin, bug'li suv omboriga suv qo'shish uchun siqish suv tarqatish shishasidan foydalanishingiz mumkin.

Sinov

Men quvvatni uladim, bu RPi -ni Internetga kirishiga olib keladi. U ilgari mening mahalliy Wi -Fi tarmog'imga ulanish uchun tuzilgan edi. Men tarmoqning Pi IP -manzilini so'rashim mumkin, shundan so'ng men Pi -ga kirish uchun Mac -da o'rnatilgan ekran almashishni ishlataman. Bu menga narsalarni masofadan turib sinab ko'rish va ishga tushirish imkonini beradi va HDMI kabelini qutiga ulash shart emas. Keyingi bosqichlarga o'tishdan oldin hamma narsa joyida ekanligini tekshirish uchun men oldindan o'rnatilgan dasturlardan foydalanaman (turli komponentlar uchun Pi/Arduino da ishlaydigan dasturlar uchun dasturiy ta'minot bosqichiga qarang).

6 -qadam: Terrarium dizayni (obodonlashtirish)

Bu, ehtimol, butun jarayonning eng qiziqarli qismi. Siz o'simliklarni ovlashingiz yoki xarid qilishingiz mumkin! Men mahalliy bog 'markazlarida, shu jumladan mahalliy uy omborida, yaqin atrofdagi o'simlik do'konlarida aylandim va hatto ko'kalamzorlari ko'p bo'lgan mahallamda yurdim. Iqlimi nam, yopiq va terrariumda juda ko'p o'zgargani uchun, men bardoshli tropik iqlim o'simliklarini topishga harakat qilardim. To'shak ekish uchun tayyor bo'lishi uchun sizga quyidagilar kerak bo'ladi.

• Qora tuproq
• Perlit
• Shag'al
• Faollashtirilgan ko'mir

Suv tuproq qatlami orqali suv omboriga tushib, yana yomg'ir kabi qayta ishlanadi. Tuproq to'shagiga qo'yishdan oldin, taglik sifatida nozik simli to'rdan (masalan, shisha tolali to'r) foydalaning. Terrariumning eng pastki qatlami sifatida faol ko'mirni joylashtiring. Bu terrarium ichida mog'or paydo bo'lishining oldini oladi, shuningdek, yoqimsiz hidni nazorat qiladi. Bu qatlamni shag'al bilan yoping, shunda suvda boshqa filtr qatlami bo'ladi va axloqsizlik suv omboriga erkin oqmaydi. Qora tuproq va perlitni 1: 1 nisbatda aralashtiring, shunda sizda havodor va suvsiz o'sadigan muhit bo'ladi. Siz hozir ekishga tayyormiz.

Eslatma: Bularning barchasini devorga tegmasdan qutiga tashlash uchun men qog'ozdan huni shaklidagi shakl yasadim va shu teshikdan qutiga material quydim va uni to'g'ridan-to'g'ri tashlamadim.

Men o'z mahallamdagi daraxt tanasidan mayda o'tin va mox yig'dim va mahalliy o'simlik do'konlarida turli xil mayda tropik o'simliklar. Men "Bonsai apelsin" daraxtini topdim, u tashqi ko'rinishdagi ehtiyojlarimga mos keldi va Home Depotda iqlim sharoitida omon qoladigan narsani topdi. Terrariumdagi tuproqdan tabiiy yashil ko'rinish uchun men barg barglari va ispan moxlaridan (ikkalasi ham bog 'markazlarida uchraydi) foydalanaman.

Ekish nuqtai nazaridan, men kichikdan katta hajmgacha boraman. Men cımbızla, mayda o'simliklarni qo'yish va qo'llarim bilan mox/loglarni qo'yish, men nihoyat mamnun bo'lgan ko'rinishga etib bormasdan. Bir marta terrariumni engil sug'orib, bir -ikki kunga o'simliklarning yangi to'shakda iqlimlashishi va o'sishi uchun qoldiring.

7 -qadam: dasturiy ta'minot

Ushbu ko'rsatmalar, asosan, github -dan barcha kodlar bilan keladi. Men hali ham ularni tugatish uchun bu erda qoldiraman. Videoda ko'rinib turganidek, men Google yordamchisidan foydalansam, terrarium, shuningdek, Google ovozli shapkasi, terrariumning o'zida mikrofon, buyruqlarni tinglaydi. Siz bu erdagi ko'rsatmalarga muvofiq AIR Voice Hat -dan foydalanishni tanlashingiz mumkin.

Boshlashdan oldin

DialogFlow / Google -dagi harakatlar

Dialogflow agentini yaratish uchun bu erdagi amallarni bajaring. Biz foydalanuvchiga terrarium bilan gaplashishni boshlash imkonini beradigan xush kelibsiz niyatdan foydalanamiz. Foydalanuvchining ma'lum bir joyda, vaqtdagi ob -havo haqida so'rashi (masalan: "menga Sietldagi ob -havoni ko'rsatish") yoki aniq harakat qilish (masalan: "yomg'ir yog'dir") uchun qo'shimcha maqsadlar mavjud.

Foydalanuvchining harakatlariga mos keladigan bulutli funktsiyalaringizni joylashtirishingiz kerak bo'ladi.

-> Yong'in bazasi uchun bulutli funktsiyalarni yoqish uchun bu erdagi ko'rsatmalarga amal qiling. -> CLI -dan funktsiyalarni joylashtirish bo'yicha qadamlar yuqoridagi havolada Firebase CLI bilan o'z vazifalaringizni joylashtirish ostida.

Cloud PubSub Cloud PubSub loyihasini ushbu havoladagi kabi o'rnating

Mavzu yaratish uchun qadamlarni bajaring. Biz loyihamizda "Ob -havo" deb nomlangan mavzuni yaratdik, unga obunalarni qo'shdik. Biz bu loyihada faqat pulli obunalardan foydalanamiz. Obuna ob-havo tafsiloti deb nomlangan terrarium edi

Loyihaning identifikatoriga e'tibor bering, chunki u keyinchalik tinglovchi mijozini ishga tushiradi.

Openweather APIG API kalitini openweathermap.org saytidan oling. Bu funktsiyani foydalanuvchi ma'lum ma'lumotni so'raganda, ob -havo serverlariga kirishi uchun bulutli funktsiyalarga bu kalitni qo'shing

NodeJS -ni RPi -ga o'rnating

Ushbu modullarni qanday ishlatish kerak

Dialogflow Cloud funktsiyasini joylashtirish

Funktsiyalar katalogiga o'ting va quyidagilarni bajaring

$ npm o'rnatish

$ firebase -ga kirish

$ firebase boshlang'ich

Va nihoyat, funktsiyalarni joylashtirish uchun quyidagilarni bajaring:

$ firebase tarqatish

O'rnatilgan funktsiyalar havolasi Dialogflow. Cloud PubSub uchun webhook URL -ga aylanadi

Naivgate -ni subscription.js & package.json fayllari katalogiga o'tkazing va bog'liqliklarni o'rnatish uchun npm install -ni ishga tushiring. Tayyor bo'lgach, "subscritpions.js" tugmachalarini, "ob-havo ma'lumoti" tugmachasini ishga tushiring, bu erda ob-havo tafsiloti-bu oldingi qadamdan siz yaratgan obuna.

Terrarium bilan ishlash uchun siz Google Home yoki AIY Voice Kit -dan foydalanishingiz mumkin. Yuqoridagi dastur sozlamalari ikkalasi uchun ham bir xil.

Ilovangizni Google Assistant -da sinab ko'rish va joylashtirish uchun bu erdagi ko'rsatmalarga amal qiling. Keyin terrariumni ishga tushirish va undan ob -havo haqida so'rash uchun hisobingiz bilan bog'langan Google yordamchisidan foydalanishingiz mumkin.

8 -qadam: Terrariumni ishga tushiring

Ushbu sozlamalarga rioya qilish qiyin ko'rinadi, lekin o'simliklar bilan ishlashda qiziqarli va qiziqarli bo'ladi. Agar to'g'ri bajarilgan bo'lsa, siz oxir -oqibat shunga o'xshash narsani aytishingiz kerak

"Hey Google, Sietlda ob -havo qanday?", "Hey Google, yomg'ir yog'dir" va hokazo.

Yangi terrariumdan zavqlaning va uni do'stlaringizga ko'rsating!

9 -qadam: Ishtirokchilar / QAYD

• Harpreet Sarin va uning do'stlari tomonidan Google Creative Lab.
• Bu loyiha Google ochiq manbali hamjamiyat ko'rsatmalariga amal qiladi. Litsenziya va boshqa ko'rsatmalar uchun bu erga qarang.
• Eslatma: Bu Google tomonidan rasman qo'llab -quvvatlanadigan mahsulot emas.