Oaza

Tehnička škola Ruđera Boškovića Vinkovci

Oaza je projekt za sve ljubitelje životinja koje zahtijevaju posebne uvjete staništa. Namijenjeno je najviše teraristima i onima koji imaju egzotične životinje koje teško preživljavaju naše uobičajene uvjete. U terariju očitavamo sve parametre koji bi bili važni poput temperature, vlage u zraku, temperature grijane točke, vlažnosti podloge, količinu vode u posudi i najvažnije da li su nam vrata terarija otvorena, da ne bi životinja slučajno pobjegla (jako važno ako imate krhke ili potencijalno opasne životinje). Na temelju očitanja radimo korekcije mikroklime kako bi se što bolje približili idealnim vrijednostima za životinju koju imamo. Parametre klime možemo sami ubaciti u kod ili postaviti negdje na webu odakle bi se učitali prilikom spajanja na internet.

Izrada projekta

Na prvoj fotografiji vidimo grijač podloge koji grije samo jednu stranu terarija. Na podlozi je temperaturna sonda otporna na tekućinu i vanjske uvjete, tako da ne može smetati životinji. S desne strane imamo senzor vlage u zemlji, važno kasnije za usporedbu relativne vlage zraka, jer natapanjem zemlje možemo povećati kod grijača relativnu vlagu zraka. Sve će to biti pokriveno supstratom, odnosno podlogom tako da neće biti ni vidljivo.

Bazen s vodom ima mjerač razine vode. Nažalost nismo našli način kako bi elektronički provjeravali i čistoću vode, pa zasad samo razina vode je tu. Ako razina vode padne ispod određene granice, aktivira se pumpa koja nadopunjuje posudu preko slamčice sa slike.

Pumpu smo izradili na 3D printeru u školi. Radi se o peristaltičkoj pumpi koja koristi koračni (step) motor za pumpanje vode kroz cjevčicu. Pumpa je s lijeve strane, bijelo kućište. Kablovi su malo neuredni, no sve je vidljivo kako je spojeno. Ekran nam očitava cijelo vrijeme vrijednosti senzora, tako da znamo što se događa unutar terarija cijelo vrijeme.

Problem s ovim je što smo došli do limita što možemo napraviti direktno s MKR1000 mikroupravljačem. Digitalne pinove smo skoro u potpunosti iskoristili, ostao nam je samo jedan slobodan digitalni pin, no imamo 4 analogna pina na raspolaganju za proširenja s dodatnim senzorima.

Relej smo koristili da bi mogli grijaču dati potrebnih 220V iz utičnice. S takvim istim sklopom bi mogli zamijeniti osvjetljenje, pa umjesto svjetleća dioda dodati grla za UVB lampu i grijaču lampu za životinje kojima bi bilo neophodno (npr. za bradatu agamu).

Mobilna aplikacija

Aplikacija služi za nadzor i davanje nekoliko osnovnih naredbi. Imamo veliki ekran koji pokazuje očitane vrijednosti kao i ekran na terariju. Gumb “Sljedeca vrijednost” za listanje. Zatim gumbovi “Vrata” za otvaranje i zatvaranje, gumb “dosipaj vodu” koji aktivira pumpu da doda vodu u posudu, gumb “Svjetlo” koji pali/gasi svjetlo i gumb “Grijac” koji pali/gasi grijač.

Fotografija 2 pokazuje da imamo istu funkcionalnost, samo prikazuje drugu vrijednost kad pritisnemo gumb “sljedeca vrijednost”.

Shema projekta

Odakle početi sa spajanjem… Idemo metodom kazaljke na satu: Temperaturna sonda je spojena na napajanje i digitalni pin, no morali smo koristiti otpornik za premostiti visoki napon i digitalni ulaz. Gumb je normalno spojen na pin koji omogućava prekidni način rada, tako da neovisno o radu ostalih komponenti, on može odraditi zadanu naredbu. Hallov senzor služi da detektira magnet na vratima da znamo kad su otvorena ili zatvorena. Nismo našli komponentu u programu, pa je korištena dioda za simbol, no naznačeno u komentaru o čemu se radi. Pošto je već bila na maloj pločici s otpornicima, nije bilo potrebe dodavati dodatno otpornike koje bi trebali kao i s temperaturnom sondom. Relej smo jednostavno spojili s jedne strane na pločicu za kontrolu, s druge strane prema grijaču i utičnici s 220V da se pali/gasi. DHT senzor je isto na svojoj pločici s otpornicima, pa preko digitalnog pina možemo očitati sve vrijednosti. LCD smo spojili preko I2C sklopa, ne bi nikako imali dovoljno digitalnih pinova da to nismo napravili. Koračni, odnosno step motor na slici je reprezentativan. Koristili smo ta 4 pina za spajanje na steper kontroler. To nam je motor koji koristimo za vodenu pumpu. Senzor razine vode nam je u posudi s vodom. Spojen je na Vcc napon i analogni pin, jer mjerimo vrijednost obzirom na očitanje analognog pina. Ventilator je prikazan DC motorom (opet nedostatak simbola u Fritzing-u). Tu je bilo problema, morali smo koristiti tranzistorsku sklopku jer je ventilator 5V, a MKR je 3.3V. Gate je spojen na PWM pin, pa time iako nije PWM ventilator, možemo zbog brzine rada tranzistorske sklopke regulirati brzinu vrtnje DC motora. LED rasvjeta je spojena sljedeća. Svjetleće diode su spojene paralelno, no i taj spoj je spojen serijski na otpornik da ne bi slučajno pregorjele zbog većeg napona. Sljedeći je senzor vlage, koji je isto analogni senzor. Spajamo ga tako da mu dovodimo referentni napon, te pin za očitavanje stanja stavljamo na analogni ulaz. Zadnji je beskonačni servo koji služimo za otvaranje i zatvaranje vrata s njegovim okretajima. Spaja se direktno kontrolni kontakt s mikroupravljačem i naravno moramo mu dovesti referentno napajanje.

Arduino program

Arduino program ovoga projekta možete preuzeti ovdje.

Autori

Projekt su izradili Sara Stojanović i Karla Blažević uz mentorstvo Danijela Pobija iz Tehničke škole Ruđer Bošković Vinkovci.

Projekt je prijavljen na temu: Internet of Things: Kućni ljubimci i domaće životinje.

Drugi projekti