Jardin IoT intelligent : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Si vous êtes comme moi, vous aimez les fruits et légumes frais dans votre assiette, mais vous n'avez pas assez de temps pour entretenir un jardin décent. Cette instructable vous montrera comment construire un jardin IoT intelligent (je l'appelle: Green Guard) qui arrose vos plantes pour vous et vous avertit des situations dangereuses telles que: trop de soleil, pas assez de soleil et hors de l'eau.

Tout cela est réalisé en utilisant quelques capteurs simples et un actionneur contrôlé par un Raspberry Pi. Sur le site, vous pouvez visualiser les mesures de ces capteurs et prendre le contrôle du débit d'eau.

Étape 1: Matériaux et outils

Matériaux:

• 1x Raspberry Pi 4
• charnière piano 1m
• 1x porte-piles 8x AA
• 8x piles AA
• *1x électrovanne 12V 1/2"
• Tube d'eau 3m (plastique, nylon…) 12mm
• 1x cordier en forme de T
• 2x cordier 1/2" 12mm
• 5x collier de serrage
• 1x bidon de 5 litres
• planches de bois de 4m
• 1x panneau en bois 100cm / 50cm
• 1x feuille d'étang 2m / 1m
• min. 50 vis
• 1x planche à pain
• 2x fermetures magnétiques
• 1x transistor npn
• 1x capteur de température et d'humidité
• 1x capteur de lumière LDR
• 1x capteur d'humidité du sol
• 1x écran LCD
• 2x 1/2" passepoil en forme de L

Ce document vous montre où j'ai obtenu ces documents.

*Il est important que l'électrovanne n'ait pas de pression minimale de fonctionnement. Si c'est le cas, l'eau aura du mal à passer.

Outils:

• scie à onglet (facultatif: tout autre type de scie)
• perceuse à main (facultatif: tournevis)
• agrafeuse (en option: vis)
• colle à bois

Étape 2: Construire le circuit

Les composants suivants seront connectés au Raspberry Pi:

• MCP3008

  • Capteur de lumière LDR
  • Capteur d'humidité du sol
• Capteur d'humidité et de température DHT11

• PCF8574

  affichage LCD

• Transistor TIP120

  électrovanne

Deux des capteurs (LDR et humidité du sol) sont connectés à un MCP3008 qui permet la lecture des signaux analogiques par le Raspberry Pi. J'utilise le PCF8574 pour écrire des données sur l'écran LCD car il économise beaucoup de broches GPIO.

Vous pouvez simplement suivre l'image ci-dessus lors de la construction du circuit.

Étape 3: Configuration de la base de données

Pour vraiment avoir un contrôle total sur votre jardin, vous voudrez voir une chronologie montrant toutes les mesures de vos capteurs. J'utilise une base de données SQL pour enregistrer toutes ces mesures.

J'ai préparé un fichier autonome qui comprend toute la base de données nécessaire à ce projet. Vous pouvez le trouver dans le dossier d'exportation de base de données de mon référentiel Git et importer cette base de données dans MySQL Workbench en ouvrant serveur > importation de données, puis en sélectionnant le fichier autonome et en créant une nouvelle base de données.

Cette base de données contient quatre tables: tblmeasurement, tbldevice, tblwarning et tblaction. Tbldevice contient tous les capteurs et l'actionneur. Les messages de tblwarning sont en néerlandais, mais vous pouvez facilement les modifier en cliquant sur le symbole d'exécution sur le tableau, en modifiant les messages et en appliquant les modifications. Tblaction contient des actions qui peuvent être exécutées par le programme dont je parlerai dans la prochaine étape. Ces actions sont par exemple: mesure de température, électrovanne d'activation automatique…

Étape 4: Programmation

Vous pouvez trouver tout le code nécessaire dans mon dépôt Git. Front-end et back-end.

Ce programme fait toutes les tâches techniques telles que: lire les données du capteur, activer l'actionneur…

Ci-dessus, vous pouvez voir quelques photos du site. C'est en néerlandais mais toi

Étape 5: Construire la forme de base du jardin

La première étape de la réalisation du projet physique consiste à construire le boîtier de base du jardin. Commencez par scier des planches dans les dimensions suivantes:

• un - 2x 100cm / 20cm
• b - 2x 46,4 cm / 20 cm
• c - 1x 46,4 cm / 18,2 cm
• d - 1x 46cm / 18cm
• e - 1x 15cm / 20cm
• f - 1x 31cm / 20cm

Tout d'abord, fixez les planches a des deux côtés du panneau de bois. La meilleure façon de l'attacher se fait en quatre étapes:

1. percer des trous sur le panneau où les vis passeront
2. utiliser un foret à fraiser pour faire place à la tête de la vis pour entrer
3. mettre une ligne de colle à bois là où la planche sera fixée
4. placez la planche sur la colle et percez les vis dans les trous que vous avez percés plus tôt

5 vis suffiront pour maintenir les planches a. Ensuite, vous pouvez faire de même avec les planches b, pour lesquelles j'ai utilisé 3 vis sur le bas et 2 sur le côté.

Étape 6: Construisez le support du réservoir d'eau

Fixez la planche e dans le coin que vous pouvez voir sur l'image en utilisant la méthode que j'ai expliquée à l'étape précédente. Vous pouvez facilement le faire vous-même en utilisant un morceau de bois et une palourde (voir deuxième photo).

Pour soutenir cette planche, faites une petite poutre en bois avec des côtés inclinés à 45 degrés en haut et en bas. Pour vous assurer qu'il touche le sol lorsque vous le fixez à la planche verticale, tracez une ligne où scier le côté supérieur comme je le fais sur la troisième photo.

Ensuite, utilisez des chutes de bois pour construire un cadre adapté au jerrycan que vous utilisez. Fixez le cadre à la plate-forme à l'aide de colle à bois. Le cadre que j'ai fabriqué n'était pas totalement de niveau, alors je l'ai vissé avec deux palourdes tout en étant collé et l'ai laissé reposer pendant une nuit.

Enfin, vous devrez attacher la tuyauterie en forme de L au fond du jerrycan et faire un trou dans la planche supportant le jerrycan pour que la tuyauterie puisse passer. Pour fixer la tuyauterie, j'ai soudé un raccord de tuyauterie sur une plaque métallique que j'ai fixée au jerrycan à l'aide de la colle universelle Sikaflex. Alternativement, vous pouvez simplement pousser un morceau de tube dans le trou que vous faites dans le jerrycan et mettre suffisamment de colle universelle dessus pour qu'il reste en place. Vous pouvez faire le trou sous le jerrycan avec un foret de scie cloche pour votre perceuse à main.

Étape 7: connexion de la tuyauterie et du tube

Avant de connecter l'un des tubes, fixez la feuille d'étang à l'intérieur de la partie jardin du projet. Je l'ai fixé à l'extérieur du projet avec une agrafeuse. Vous pouvez plier les coins pour qu'ils s'ajustent bien et couper les parties où il y a trop de papier d'aluminium.

Ceci fait, vous pouvez commencer à percer 2 trous de la partie jardin à la partie gestion à environ 15 cm de haut pour que le tuyau arrive au jardin lui-même. Vous pouvez réduire la quantité d'éclats et percer la feuille en fixant 2 morceaux de bois sur la planche et en les perçant comme sur l'image ci-dessus. Vous pouvez pousser deux tubes à travers les trous et les connecter au milieu derrière la planche. Ensuite, vous pouvez percer des trous de 2,5 mm dans les tubes pour que l'eau sorte (et n'oubliez pas de percer un trou sur la partie supérieure du tube pour que l'eau puisse continuer à couler pendant que l'électrovanne est fermée).

Percez deux trous (pas complètement) au bout du jardin pour y attacher l'extrémité des tubes. Collez 2 pièces cylindriques de métal à l'intérieur des trous et poussez l'extrémité des tubes par-dessus.

Ensuite, fixez un morceau de bois au panneau de plancher à côté du réservoir d'eau (comme sur la photo). C'est là que l'électrovanne reposera, alors testez sa position pour vous assurer que votre solénoïde s'y adapte. Au-dessus de cette pièce, fixez une pièce de métal en forme de L sur laquelle l'électrovanne sera fixée.

Étape 8: Intégration de l'électronique

Commencez par façonner deux morceaux de bois. Un pour le DHT11 et le LDR, et un pour le capteur d'humidité du sol. Vous pouvez voir ces pièces dans les images ci-dessus. Attachez-les comme indiqué sur les photos.

Vous pouvez cacher les fils du DHT11 et du LDR en agrafant un morceau de papier d'aluminium sur eux et en les poussant à travers. Percez un trou où les fils peuvent passer.

Ensuite, pour faire le trou pour l'écran LCD, percez deux trous sur les extrémités diagonales de l'espace pour l'écran LCD et utilisez une scie à métaux pour scier un rectangle.

Vous pouvez placer la planche à pain, le Raspberry Pi et la batterie 12 V à l'intérieur derrière l'écran LCD dans le coin (et utiliser du Velcro pour les maintenir enfoncés). Ensuite, vous utilisez une boîte en plastique, découpez 2 côtés et placez-la sur l'électronique pour les protéger des gouttes d'eau. Coller un petit morceau de bois sur le panneau de plancher à côté de la boîte en plastique le maintient en place.

Enfin, percez une ligne de trous juste en dessous de la hauteur du boîtier en plastique pour que l'air chaud du Raspberry Pi puisse s'échapper.

Étape 9: Fixation des charnières

Il ne vous reste plus qu'à attacher les deux dernières planches que vous avez sciées au début.

Commencez par scier le coin inférieur droit de la planche sur le côté. C'est par là que passera le câble d'alimentation.

Ensuite, vous pouvez visser les charnières sur les planches comme sur les photos ci-dessus.

Étape 10: Clôture

Si vous décidez de réaliser ce projet vous-même, faites le moi savoir dans les commentaires (:

Merci d'avoir lu.