Lekce 18 - Raspberry Pi - Zavlažovač rostlin
V předchozí lekci, Raspberry Pi - Gyroskop, jsme si k Raspberry Pi připojili gyroskop.
V tomto Raspberry Pi tutoriálu si vytvoříme zavlažovací systém pro rostlinu. V praxi tím využijeme znalosti z lekcí, v nichž jsme se naučili měřit vlhkost půdy a připojit vodní čerpadlo.
Tutoriál bude rozdělen na dvě lekce. První bude vysvětlovací a převážně hardwarová. Vysvětlíme si, jaké součástky a materiál budeme potřebovat a co kam zapojíme. Připomeneme si také, jak použité součástky fungují. V následující lekci pak vytvoříme kód, který bude celý zavlažovací systém ovládat.
Schéma zapojení bylo vytvořené pomocí Fritzing.
Potřebné součástky
K úspěšnému zapojení budeme potřebovat:
- Raspberry Pi
- vodní čerpadlo
- relé
- senzor vlhosti půdy
- reproduktor, bzučák
- externí zdroj
- nepájivé pole a několik drátů, případně pouze dráty
Jak vidíme, potřebného materiálu není mnoho:
Vodní čerpadlo
K zavlažování naší rostliny budeme využívat vodní
čerpadlo. Vodní čerpadlo funguje jako jednoduchý stejnosměrný
motor, který při otáčení vytlačuje vzduch a spolu s ním i vodu. Ovládá
se pomocí relé. Více jsme se o obou součástkách dozvěděli v
předchozích lekcích zde
a zde
. K tomu, abychom zjistili, zda květina potřebuje zálivku, využijeme
senzor vlhkosti půdy. Tento senzor budeme ovládat pomocí
digitálního pinu. Informace z něj budeme dostávat v podobě
True a False. Dále budeme muset ošetřit stav
zbývající vody na zálivku. To lze provést vícero způsoby. Abychom
nemuseli zbytečně přidávat další senzor, vyřešíme tento problém
pomocí programu. Ten nás na to upozorní pomocí připojeného
reproduktoru, případně bzučáku.
Reproduktor
Reproduktor je jednoduché zařízení, které přehrává zvuk. Funguje jako převodník. Jeho funkcí je přeměna energie z jedné formy na druhou. Konkrétně tento převádí zesílený elektrický signál z přehrávacího zařízení, ať už jde o telefon, gramofon, nebo cokoliv jiného, na akustické vlnění (zvuk), které mohou detekovat lidské sluchové orgány. Reproduktorů je vícero typů. Všechny vesměs pracují na tom, že elektrický signál pomocí např. cívky rozechvívá membránu, která pak pohybuje masou vzduchu, čímž vzniká zvuk.
Bzučák
Bzučák je zařízení, které dokáže převádět elektrické vlny na zvukové vlny (stejně jako reproduktor). Obvykle je napájen stejnosměrným napětím. Je široce používán v alarmech, počítačích, tiskárnách a dalších elektronických produktech, které potřebují vydávat jednoduché akustické signály. Opět jich existuje vícero typů.
Zapojení
Jak už jsme si řekli v úvodu lekce, k Raspberry Pi budeme připojovat tři součástky. Bzučák, vodní čerpadlo a senzor vlhkosti půdy.
Zapojení reproduktoru nebo bzučáku
Obě součástky mají pouze plus a mínus.
Plus zapojíme do GPIO portu číslo 23 na desce
Raspberry Pi. Mínus zapojíme do GND.
Zapojení vodního čerpadla
Vodní čerpadlo máme zapojené do relé. Relé má tři piny,
VCC, GND a pin na ovládání čerpadla. Na opačné straně
má pak tři zdířky. Připravíme si nyní náš externí zdroj.
Plus zdroje zapojíme do jedné ze tří zdířek relé, stejně
jako plus vodního čerpadla. Mínus vodního
čerpadla poté spojíme s mínus našeho externího zdroje.
VCC pin relé zapojíme do 5V na Raspberry Pi.
GND pak zapojíme do GND. Pin na ovládání čerpadla
pak připojíme ke GPIO pinu číslo 14.
Zapojení senzoru vlhkosti půdy
Senzor vlhkosti půdy má dvě možnosti zapojení, AO a
DO. My použijeme zapojení DO. Digitální zapojení
je jednoduché. Stačí pouze zapojit GND do GND na
Raspberry Pi, VCC do 5V a pin DO do portu
GPIO číslo 4:
Takto by tedy mělo vypadat celé finální zapojení. Senzor vlhkosti zastrčíme do půdy k rostlině. Na dno vhodné nádoby o známém objemu vložíme vodní čerpadlo. Hodnota objemu je důležitá, budeme ji potřebovat při psaní našeho kódu. Z vodního čerpadla pak povedeme hadičku k rostlině. Reproduktor/bzučák necháme položený někde dostatečně daleko od nádoby s vodou.
Pozor, je třeba dbát na to, aby voda netekla přímo na senzor vlhkosti.
V další lekci, Raspberry Pi - Zavlažovač rostlin - programová část, si naprogramujeme zavlažovač rostlin.
