18. diel - Raspberry Pi - Zavlažovač rastlín
V predchádzajúcej lekcii, Raspberry Pi - Pripojenie kamery , sme si k Raspberry Pi pripojili kameru.
V tomto Raspberry Pi tutoriáli si vytvoríme zavlažovací systém pre rastlinu. V praxi tým využijeme znalosti z lekcií, v ktorých sme sa naučili merať vlhkosť pôdy a pripojiť vodné čerpadlo.
Tutoriál bude rozdelený na dve lekcie. Prvá bude vysvetľovacia a prevažne hardvérová. Vysvetlíme si, aké súčiastky a materiál budeme potrebovať, a čo kam zapojíme. Pripomenieme si tiež, ako použité súčiastky fungujú. V nasledujúcej lekcii potom vytvoríme kód, ktorý bude celý zavlažovací systém ovládať.
Schéma zapojenia bola vytvorená pomocou Fritzing.
Potrebné súčiastky
Na úspešné zapojenie budeme potrebovať:
- Raspberry Pi
- vodné čerpadlo
- relé
- senzor vlhkosti pôdy
- reproduktor, bzučiak
- externý zdroj
- nepájivé pole a niekoľko drôtov, prípadne iba drôty
Vodné čerpadlo
Na zavlažovanie našej rastliny budeme využívať vodné
čerpadlo. Vodné čerpadlo funguje ako jednoduchý jednosmerný motor,
ktorý pri otáčaní vytláča vzduch a spolu s ním aj vodu. Ovláda sa
pomocou relé. Viac sme sa o oboch súčiastkach dozvedeli v
predchádzajúcich lekciách tu
a tu.
Na to, aby sme zistili, či kvet potrebuje zálievku, využijeme senzor
vlhkosti pôdy. Tento senzor budeme ovládať pomocou digitálneho
pinu. Informácie z neho budeme dostávať v podobe True a
False. Ďalej budeme musieť ošetriť stav zostávajúcej vody na
zálievku. To je možné vykonať viacerými spôsobmi. Aby sme nemuseli
zbytočne pridávať ďalší senzor, vyriešime tento problém pomocou
programu. Ten nás na to upozorní pomocou pripojeného
reproduktora, prípadne bzučiaka.
Reproduktor
Reproduktor je jednoduché zariadenie, ktoré prehráva zvuk. Funguje ako prevodník. Jeho funkciou je premena energie z jednej formy na druhú. Konkrétne tento prevádza zosilnený elektrický signál z prehrávacieho zariadenia, či už ide o telefón, gramofón, alebo čokoľvek iné, na akustické vlnenie (zvuk), ktoré môžu detekovať ľudské sluchové orgány. Reproduktorov je viacero typov. Všetky napospol pracujú na tom, že elektrický signál pomocou napr. cievky rozochvieva membránu, ktorá potom pohybuje masou vzduchu, čím vzniká zvuk.
Bzučiak
Bzučiak je zariadenie, ktoré dokáže prevádzať elektrické vlny na zvukové vlny (rovnako ako reproduktor). Obvykle je napájaný jednosmerným napätím. Je široko používaný v alarmoch, počítačoch, tlačiarňach a ďalších elektronických produktoch, ktoré potrebujú vydávať jednoduché akustické signály. Opäť ich existuje viacero typov.
Zapojenie
Ako sme už povedali v úvode lekcie, k Raspberry Pi budeme pripájať tri súčiastky. Bzučiak, vodné čerpadlo a senzor vlhkosti pôdy.
Zapojenie reproduktora alebo bzučiaka
Obe súčiastky majú iba plus a mínus.
Plus zapojíme do GPIO portu číslo 23 na doske
Raspberry Pi. Mínus zapojíme do GND.
Zapojenie vodného čerpadla
Vodné čerpadlo máme zapojené do relé. Relé má tri piny,
VCC, GND a pin na ovládanie čerpadla. Na opačnej strane má
potom tri zdierky. Pripravíme si teraz náš externý zdroj. Plus
zdroje zapojíme do jednej z troch zdierok relé, rovnako ako plus
vodného čerpadla. Mínus vodného čerpadla potom spojíme s
mínus nášho externého zdroja. VCC pin relé
zapojíme do 5V na Raspberry Pi. GND potom zapojíme
do GND. Pin na ovládanie čerpadla potom pripojíme ku
GPIO pinu číslo 14.
Zapojenie senzora vlhkosti pôdy
Senzor vlhkosti pôdy má dve možnosti zapojenia, AO a
DO. My použijeme zapojenie DO. Digitálne zapojenie
je jednoduché. Stačí iba zapojiť GND do GND na
Raspberry Pi, VCC do 5V a pin DO do portu
GPIO číslo 4:
Takto by teda malo vyzerať celé finálne zapojenie. Senzor vlhkosti zastrčíme do pôdy k rastline. Na dno vhodnej nádoby so známym objemom vložíme vodné čerpadlo. Hodnota objemu je dôležitá, budeme ju potrebovať pri písaní nášho kódu. Z vodného čerpadla potom povedieme hadičku k rastline. Reproduktor/bzučiak necháme položený niekde dostatočne ďaleko od nádoby s vodou.
Pozor, treba dbať na to, aby voda netekala priamo na senzor vlhkosti.
V ďalšej lekcii, Raspberry Pi - Zavlažovač rastlín - programová časť , si naprogramujeme zavlažovač rastlín.
