Layihə Oazisi: Səs Teraryumu: 9 Adım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Project Oasis, danışa biləcəyiniz bir səsli terrariumdur. Xaricdəki havanı təqlid edən, ancaq bir qutunun içərisində özünü təmin edən qapalı bir ekosistemdir. Terrariumdan qutunun içərisinə tökməyə başlaya biləcəyi bir cavab olaraq 'Seattle'daki Hava' haqqında soruşa bilərsiniz. Terrarium, buludlar yarada bilər, digər hava şəraitini əks etdirmək üçün sis və ya işığı dəyişə bilər.

Addım 1: Motivasiya

Təbiətlə söhbətimizin vasitəsi, bu gün texnologiya ilə etdiyimizdən fərqli olaraq, çox vizual və çox modludur. Telefonlarda və ya kompüterlərdə hava sözün əsl mənasında havanı görmək və ya hiss etmək kimi hissləri işə salmır. Google Creative Lab -da işləyərkən bu barədə düşündüm və Project Oasis yaratdım.

Google köməkçisi ilə danışa biləcəyiniz bir terrariumdur. Müəyyən bir şərait yaratmasını və ya müəyyən bir yerdə havanı göstərməsini istəyə bilərsiniz. Bu təcrübə texnologiya və təbii dünya ilə söhbətimizi genişləndirir. Təbiətlə texnologiya arasında yaşayırıq və ənənəvi olaraq onlara iki fərqli dünya kimi baxırıq. Oasis ekoloji bir söhbətdir, ancaq təbii bir şəkildə; nə proqramlaşdırılmış, nə də xaotik. Aşağıda öz aktiv terrariumlarınızdan birini necə yaratmaq barədə addımlar verilmişdir.

Addım 2: Ümumi Mexanizm

Qeyd edildiyi kimi terrarium yağış, sis və işıq şəraiti yaradır. Terrariumun yuxarı hissəsində LEDlər, Yağış Tepsisi və su ilə təmasda olan keramika rezonatorları olan kiçik bir korpus var. Bu kiçik disklər ~ 1-1.7Mhz-də rezonans edərək suyu duman kimi görünənə qədər atomlaşdırır.

Terrariumun dibində iki peristaltik nasos və digər elektronika var. Terrariumun altındakı bir su anbarı artıq suyu saxlayır. Su təkrar emal olunur və təmizlənir və səssiz peristaltik nasoslardan birini istifadə edərək yağış qabına çəkilir.

Addım 3: Kassa Dizaynı

CAD -a keçid

Alətlərin/Materialların siyahısı:

1. Akrilik/Pleksiglas təbəqələr 0,25 "qalınlığında (24" x 18 " - Adet: 4)
2. Akril yapışqan
3. 1/4 "və aşağı bitləri olan qazma dəsti
4. Ölçmə lenti + kaliperlər
5. Epoksi yapışqan (~ 15 dəqiqə sevimli vaxt)
6. Su yalıtımı üçün GE mastik
7. Şəffaf PVC Boru 1/4 "OD + Tikanlı Konnektorlar

Bu terrariumun dizayn qaydaları çevikdir və sərt və sürətli qaydalar deyil. Masamda saxlaya biləcəyim və ya tezgahın üstündə gözəl görünəcək birini tikməyi seçdim. Əlavə olaraq, elektronikamın, bitkilərimin və su anbarının alacağı məkan haqqında ümumi bir təsəvvürə sahib idim. Bütün korpusun H: 15 "W: 6" L: 10 "olmasına qərar verdim.

Yuxarıdakı şəkildəki CAD ölçüləri ümumi ayrılığı göstərir; geniş şəkildə yuxarı və alt elektronika hər biri 4 "hündürlüyə malikdir. Rezervuar alt hissədə 4" L tutur və elektronika üçün 6 "L buraxır (daha sonra elektronikada).

Terrariumun bu versiyası üçün Akril/Plexiglass istifadə etmək qərarına gəldim, çünki asanlıqla əldə edilə bilər, lazerlə işləmək çox asandır və hissələri müxtəlif akril sementlərlə birlikdə yapışdırıla/qaynaqlana bilər. Şüşə və ya şəffaf plastiklər, xüsusən terrariumun əyriləri olacaqsa, görünüşlə nə qədər uzaqlaşmaq istədiyinizə görə yaxşı namizədlərdir. Əlavə olaraq, bir çox mağazada pleksiglasın cızılmaya davamlı versiyaları da mövcuddur ki, bu da onu ideal bir seçim olaraq buraxa bilər.

3D modelini Fusion 360 -da terrariumum üçün dizayn etmək istədim, çünki ona bir şəkil vermək istədim. Bu layihə üçün CAD sənədləri bu addımla əlavə olunur. Lazer Maşın fayllarını əldə etmək üçün bütün eskizləri düzəltdim və standart lazer emal prosesi izləyir. Lazer qurun (mənim vəziyyətimdə Epilog), Corel Draw -da faylları açın və emalını işə salın.

Kassa montajı üçün lazım olan akril hissələrə sahib olmalısınız. CAD -a baxın və aşağıdan yuxarıya doğru gedin, hissələri akril sementlə bir araya gətirərək bir qutu əldə edin, üstdə / altda iskele. Daha asan montaj prosesi üçün bələdçi və çəkic matından (qutunuz şəffaf olduğundan) istifadə edin.

Addım 4: Elektronika Dizaynı

Komponentlərin siyahısı / Elektronika:

1. 5V/10A Güc Təchizatı (Adət: 1)
2. 3V-35V Boost Dönüştürücü (Adət: 2)
3. 12V DC Dozajlı Peristaltik Pompa (Adət: 1)
4. 2200 ml/dəq Peristaltik Pompa (Adət: 1)
5. Sürücü lövhələri olan Icstation 20mm Seramik Disklər freq = 113KHz (Adət: 2)
6. RGB LED Şeridi (Adət: 1)
7. 18 AWG və 24 AWG tel dəsti
8. Tel tezgah 1/4"
9. Raspberry Pi 3 + Google Səs Şapkası (burada səsli şapka + mikrofon lazımdır və dinamikin özü deyil)
10. Mini USB kabeli olan Arduino Nano
11. ~ 3-24V gərginlikli yük, deşik SSR röleləri vasitəsilə
12. Yarım Ölçülü Protoboard

Bütün bu prosesdə dəyişkən gərginlikli bir enerji təchizatı, bir multimetre, bir dəmir və isti yapışqan tabancasına ehtiyacınız olacaq.

Qeyd: Bu sürətli bir prototipdir və bəzi komponentlərə və əlaqələrə daha yaxşı alternativlər var. Nə etdiyinizi bilirsinizsə, uyğun alternativlərlə dəyişməkdən çekinmeyin.

Fişi ayıraraq və ayrı-ayrı komponentlər üçün öz çox telli kabellərimi əlavə edərək tək çıxışlı 5V/10A enerji təchizatını çoxlu çıxış mənbəyinə daxil etdim.

• Icstation sürücü lövhələri üçün 5V xətti
• RGB LED -lər üçün 5V xətti
• Raspberry Pi 3 üçün 5V xətti
• Peristaltik nasosun dozalanması üçün 12V xətti (Boost Converter vasitəsilə dəyişən)
• Yüksək axınlı yağış peristaltik nasosu üçün 24V xətti (Boost Converter vasitəsilə dəyişən)

Fərdi xətləri götürüb səliqəli bir görünüş üçün onları bir tel tezgahına qoydum. Raspberry Pi ilə birbaşa əlaqə qurduğundan güc dalğalanmalarının qarşısını almaq üçün 5V xəttinə bir qapaq da əlavə etdim.

Əsas Əlaqələr:

Yerin məhdud olması səbəbindən mini usb kabelindən istifadə etməmək üçün 5V xətlərindən birini birbaşa Raspberry Pi -yə - lövhənin arxasına PP1 və PP6 -ya bağladım. Pi üzərində oturan bir Google Voice Hat var. Serial keçid üçün əvvəldən mövcud olan bir proqramı götürdüm və Arduino Nanoya köçürdüm. Bu Nano qısa bir mini USB kabeli vasitəsilə Pi 3 -ə qoşulur. Arduino Nano, röleyi açmaq/söndürmək üçün bir protoboardla əlaqəyə malikdir ki, bu da öz növbəsində nasosları/duman istehsalçısını açır/söndürür.

Protoboardda hər biri 5V, 12V və 24V yük xətləri olan üç röle var. Hər bir röle ayrıca Arduino (D5, D7 və D8) üzərindəki ayrı bir pinə bağlıdır. Bəzi keçid hərəkəti üçün rölin kontaktlarını necə bağlamaq barədə rölin diaqramına baxın. A1/A2, Arduinodan olan xətlər, 13+, 14 isə yük üçün dövrəni tamamlamaq üçün xətləriniz olacaq. Yaxşı izolyasiya üçün rölelərdən istifadə edirəm, ancaq onları da tranzistorlar ilə əvəz edə bilərsiniz. Dövrün işləməsi üçün yüklə Arduino arasında ümumi bir topraklamanın olmasını unutmayın.

Seramik rezonatorlar

Seramik rezonatorlar/piezolar, hər birini ayrı -ayrılıqda dəyişə bilən enerji təchizatı ilə yoxlaya biləcəyiniz sürücü lövhəsi ilə gəlir. Sisin əmələ gəlməsi üçün üst keramika səthi su ilə təmasda olmalıdır. Sürücü lövhələrini sınadıqdan sonra, aralarında bir röle olmaqla (yuxarıdakı kimi) birbaşa 5V elektrik xətti ilə bağlayın. Röle açıldıqda və dövrə tamamlandıqda suyun dumana çevrildiyini görəcəksiniz.

LEDlər

Adafruit -dən Neopixel LED -lər heç bir röle istifadə etmədən birbaşa Arduino -ya bir nəzarət xətti ilə idarə olunur. Bu uzun zolağı hər birində ~ 15 LED -in bir neçə hissəsinə kəsdim. Bu LED -lərin kəsilməsi və bağlanması haqqında bu səhifəyə baxın. LED -lərin bir neçə hissəsini yaratdıqdan sonra (şəkildə də göründüyü kimi), silikon örtüyü saxladım və hər şeyi suya davamlı etmək üçün uclarına isti yapışqan əlavə etdim. Yağış tepsisinin altına gözəl və hətta işıqlandırma paylanması üçün ayrı -ayrı hissələri yapışdırdım.

Peristaltik nasoslar

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, bu terrariumda iki peristaltik nasos var. Dozaj peristaltik, duman generatoru üçün yalnız az miqdarda su verir. Duman anbarında su ilə təmasda olan iki keramika rezonatoru var, amma su çox tez bitmir. Nəticədə, bu nasos, su anbarını su ilə doldurmaq üçün çox vaxt işləmir. (Əslində, hətta koddan çıxarıb, sadəcə terrariumun üst qapağını qaldıraraq buxarlanma anbarını əl ilə doldurmağı bitirdim)

Digər tərəfdən 24V, 2200mL/dəq peristaltik yağış üçün istifadə olunur və beləliklə bu yüksək həcm üçün seçilir. 24V -un özü istehsal edəcəyi terrarium üçün çox yüksək bir axın sürəti olsa da, bu nasosun axın sürətini optimal bir ayara dəyişdirmək üçün Boost Konverterindəki gərginliyi dəyişə bilərsiniz.

Addım 5: Montaj və Test

Məclis

Qazma

Elektronika (2 Peristaltik nasos, RPi + Səs Şapka/Mikrofon, Nano, Piezo Sürücü Kartları, Röle Protoboard) terrariumun alt 6 düym L -dədir. 3D modelinə uyğun olaraq aşağıdan yuxarıya montaj üçün getdim. alt elektron bölmələrinin arxasında iki deşik (hər biri təxminən 1/4 ) - deliklərdən biri bütün komponentlərin elektrik xətləri üçün, digəri isə peristaltik nasosların borusu üçün.

Yağış suyu borusunun içəri girməsinə icazə vermək üçün üst qapağın 1/4 düymünü buraxan bir çuxur qazın. LED naqillərinin çıxması və altındakı Nanoya girməsi üçün başqa bir kiçik delik açın. Bütün elektronikanı son dəfə sınayın. onları qutunun içinə qoyur.

Yerləşdirmə və su yalıtımı

İndiyə qədər, bütün akril hissələr Qapı Dizaynı addımından bərk yapışmış olmalı idi. Yuxarıda göstərilən elektronikanı alt korpusa qoyun və üzərinə qapağı qoyun. Suya davamlı olması üçün bu qapağı diqqətlə bağlamaq vacibdir. Qapaq qutunun içərisinə uyğun deyil, belə ki yapışqanın asanlıqla axması və boşluqların bağlanması üçün bir az yer ayırsın. Epoksi istifadə etdim, qapağın yanlarına tökdüm və qapağı tutmaq üçün hazırlanmış iskele üzərində işləməsinə icazə verdim. Yapışqan axmalı və boşluqları sorunsuz bir şəkildə bağlamalıdır. Gecə müalicə üçün oturmasına icazə verin və sonra GE Mastik ilə başqa bir su yalıtım təbəqəsi edin.

Yağış və Sis Məclisi

Yağış qabının duman anbarı ilə (dibində keramika diskləri olan) quraşdırılması, korpusun dizayn mərhələsində bir araya gəlməli idi. LEDlər, əvvəlki addımdakı yağış qabının altına və qutunun yuxarı/arxasındakı müvafiq çuxurdan çıxan keramika rezonatorlarının tellərinə də yapışdırılmalıdır. Bu yağış + sis istehsalçısı qurğusunun qutunun üstündəki iskele üzərində oturmasına icazə verə bilərsiniz. Üst qapağı bağlamadan əvvəl, nasosun borularını əvvəllər bu məqsədlə yağış qabının üstündə qazılmış çuxurdan keçirin. Boruların kiçik hissələrini kəsin və tepsiyə girəndə suyun bərabər paylanması üçün birdən çox çıxış yaratmaq üçün tikanlı bağlayıcılardan istifadə edin. Yağış terrariumda bu şəkildə vahid bir görünüş əldə edəcək. Hər şey qutunun içərisində olduqdan sonra sınamaq üçün qapağı taxmadan əvvəl duman anbarına su əlavə etmək üçün sıxılmış su dispenser şüşəsindən istifadə edə bilərsiniz.

Test

Gücünü bağladım ki, RPi onlayn olsun. Əvvəllər yerli wifi şəbəkəmə qoşulmaq üçün qurulmuşdu. Pi -yə daxil olmaq üçün Mac -da quraşdırılmış ekran paylaşımından istifadə etdiyim Pi -nin IP -si üçün şəbəkəni sorğu edə bilərəm. Bu, hər şeyi uzaqdan sınamağa və işə salmağa imkan verir və bir HDMI kabelini qutuya taxmaq məcburiyyətində deyiləm. Növbəti addımlara keçməzdən əvvəl hər şeyin hazır olduğunu yoxlamaq üçün əvvəlcədən hazırladığım proqramlardan istifadə edirəm (fərqli komponentlər üçün Pi/Arduino üzərində işləyən proqramlar üçün Proqram addımına baxın).

Addım 6: Terrarium Dizaynı (Yaşıllaşdırma)

Bu, bəlkə də bütün prosesin ən əyləncəli hissəsidir. Bitkilər üçün ov və ya alış -veriş edə bilərsiniz! Yerli Ev Deposu, yaxınlıqdakı bitki dükanları da daxil olmaqla yerli bağ mərkəzlərində gəzdim və hətta çoxlu yaşıllıq olan məhəlləmdə gəzdim. İqlim rütubətli, qapalı və terrariumun içərisində çox dəyişdiyindən, elastik tropik iqlim bitkiləri tapmağa çalışırdım. Yatağın əkilməsi üçün hazır olması üçün aşağıdakı maddələrə ehtiyacınız olacaq:

• Qara Torpaq
• Perlit
• Çınqıl
• Aktivləşdirilmiş kömür

Su, torpaq yatağından süzülür və yenidən yağış kimi geri çevrilmək üçün su anbarına düşür. Torpağın yatağına qoymadan əvvəl əsas olaraq incə bir tel örgü (fiberglas mesh) istifadə edin. Aktivləşdirilmiş kömürü terrariumun ən alt qatına qoyun. Bu, terrariumun içərisində böyüyən küflərin qarşısını alır və pis qoxunu da nəzarətdə saxlayır. Bu təbəqəni bir az çınqıl ilə örtün ki, suyun başqa bir süzgəc təbəqəsi olsun və kir su anbarına sərbəst axmağa davam etməsin. Qara torpaq və perlitləri 1: 1 nisbətində qarışdırın ki, həqiqətən havadar və quru bir böyüyən mühitiniz olsun. İndi əkin üçün hazırsınız.

Qeyd: Bütün bunları divarlara toxunmadan qutuya atmaq üçün kağızdan bir huni kimi bir forma düzəltdim və həmin boşluqdan materialı qutuya tökdüm və birbaşa yerə atmadım.

Qonşuluğumdakı ağac gövdələrindən və daha çox yerli tropik bitkilərdən kiçik ağaclar və yosunlar topladım. Ev Depot -da aktual bir iqlim şəraitində yaşaya biləcək bir görünüşə ehtiyacım olan bir Bonsai Portağal ağacı tapdım. Terrariumda torpağın üstündəki bəzi təbii yaşıl görünüş üçün bir az yosun və bir az ispan yosunu (hər ikisi də bağ mərkəzlərində olur) istifadə edirəm.

Əkinçilik baxımından kiçikdən böyüyə gedirəm. Kiçik bitkilərə qoyduğum cımbızlardan istifadə edərək nəhayət məmnun qaldığım görünüşə çatmadan əllərimlə yosun/kütüklər qoyuram. Bir dəfə terrariumun yüngül suvarılması və bitkilərin bu yeni yatağa kök salması və böyüməsi üçün bir -iki gün oturmasına icazə verməlisiniz.

Addım 7: Proqram təminatı

Bu təlimatlar əksər hallarda bütün kodlarla birlikdə github -dan gəlir. Hələ tamamlamaq üçün onları burda qoyacağam. Videoda göründüyü kimi Google köməkçisindən istifadə edərkən, terrarium əmrləri dinləyən terrariumun özündə mikrofonu olan bir Google Voice papağı da var. Buradakı təlimatlara uyğun olaraq yalnız AIR Voice Hat istifadə etməyi seçə bilərsiniz.

Başlamazdan əvvəl

DialogFlow / Google -da hərəkətlər

Dialogflow agenti yaratmaq üçün buradakı addımları izləyin. İstifadəçinin terrariumla danışmağa başlamasına imkan verən xoş niyyətdən istifadə edirik. İstifadəçinin müəyyən bir yerdə, vaxtda hava ilə maraqlanmaq üçün əlavə məqsədləri var (məsələn: 'mənə Seattle'daki havanı göstər') və ya açıq bir hərəkətə müraciət edin (məsələn: 'yağış yağdır')

İstifadəçinin hərəkətləri ilə müqayisə olunan bulud funksiyalarınızı yerləşdirməlisiniz.

-> Firebase üçün bulud funksiyalarını aktivləşdirmək üçün buradakı təlimatları izləyin. -> CLI -dən funksiyaları yerləşdirmək üçün addımlar yuxarıda göstərilən linkdə Firebase CLI ilə funksiyalarınızı yerləşdirin.

Cloud PubSubBu bağlantıda olduğu kimi Cloud PubSub layihəsi qurun

Bir mövzu yaratmaq üçün addımları izləyin. Abunəliklərimizi əlavə etdiyimiz layihəmizdə 'Hava' adlı bir mövzu yaratdıq. Bu layihədə yalnız çəkilmə abunəliklərindən istifadə edirik. Abunəlik hava şəraiti olaraq adlandırılan terrarium idi

Dinləyici müştərisini daha sonra işə salmaq lazım olacağı üçün bu layihə üçün layihə idinə diqqət yetirin.

Openweather APIG API açarınızı openweathermap.org saytından əldə edin. İstifadəçi xüsusi məlumat istədikdə bu funksiyaların hava serverlərində ping edə bilməsi üçün bu düyməni bulud funksiyalarına əlavə edin

RPi -də NodeJS quraşdırın

Bu modulları necə işə salmaq olar

Dialogflow Bulud funksiyasının yerləşdirilməsi

Funksiyalarınızın qovluğuna gedin və aşağıdakı qaydada işləyin

$ npm quraşdırın

$ firebase giriş

$ firebase init

Və nəhayət, funksiyalarınızı yerləşdirmək üçün aşağıdakıları edin:

$ firebase yerləşdirmə

Tətbiq olunan funksiyaların bağlantısı Dialogflow. Cloud PubSub üçün webhook URL olur

Subscription.js & package.json faylının kataloquna daxil olun və asılılıqları qurmaq üçün npm install proqramını işə salın. Hazır olduğunuzda, hava detalının əvvəlki bir addımdan yaratdığınız abunəlik olduğu subscritpions.js dinləmə mesajları hava-təfərrüatını işə salın. Google Assistant / AIY Voice Kit test yerləşdirmə

Terrariumla qarşılıqlı əlaqə qurmaq üçün ya Google Home, ya da AIY Voice Kit istifadə edə bilərsiniz. Yuxarıdakı tətbiq quruluşu hər ikisi üçün eyni olaraq qalır.

Tətbiqinizi Google köməkçisində sınamaq və yerləşdirmək üçün buradakı təlimatları izləyin. Daha sonra terrariumu işə salmaq və hava haqqında soruşmaq üçün hesabınızla əlaqəli bir Google köməkçisindən istifadə edə bilərsiniz.

Addım 8: Teraryumu işə salın

Bütün bu quruluşa riayət etmək çətin görünür, amma bitkilərlə işləyərkən əslində əyləncəli və cazibədar olur. Düzgün iş görsən, nəhayət belə bir söz deyə bilməlisən

'Hey Google, Seattle -da hava necədir?', 'Hey Google, Yağış et' və s.

Yeni terrariumunuzdan zövq alın və dostlarınıza göstərin!

Addım 9: İştirakçılar / QEYD

• Google Creative Lab -da Harpreet Sareen və dostları tərəfindən hazırlanmışdır.
• Bu layihə Google -un Açıq Mənbə Birliyi Təlimatlarına uyğundur. Lisenziya və digər təlimatlar üçün bura baxın.
• Qeyd: Bu rəsmi olaraq dəstəklənən Google məhsulu deyil.