Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Kisah OpenSprinkler: Pengawal Pemercik Berbasis Web Terbuka

OpenSprinkler (berasaskan Arduino)

Inilah kisah bagaimana pembelajaran Arduino mengilhami saya untuk mencipta OpenSprinkler - pengawal pemercik berasaskan sumber terbuka. Saya mempunyai semangat untuk membuat litar elektronik sejak saya masih kanak-kanak, menghabiskan berjam-jam melihat skema dan membina litar mudah seperti radio transistor tunggal, kriket elektronik, suis kawalan bunyi. Kebanyakan bahagian elektronik yang saya bekerjasama dengan belakang kemudiannya dibuang dari papan litar sisa. Mengambil bahagian litar yang digunakan, belajar untuk pateri, dan mengetuk PCB - ini adalah sebahagian daripada detik-detik paling bahagia zaman kanak-kanak saya.

Pertemuan Pertama dengan Arduino

Saya mula-mula mengetahui Arduino apabila saya membaca panduan hadiah perkakasan sumber terbuka Phillip Torrone pada tahun 2007. Perkakasan terbuka, pengkomputeran fizikal, Arduino, semuanya adalah konsep baru untuk saya, dan mereka kelihatan sangat menarik. Mengenali Arduino adalah seperti menemui semula keghairahan zaman kanak-kanak untuk elektronik - saya menyedari betapa ia akan membolehkan saya lakukan sekiranya saya masih kecil. Saya mula belajar tentang Arduino.

Sebagai seorang profesor Sains Komputer di UMass Amherst, saya melihatnya sebagai alat yang memberi inspirasi dan membolehkan penyelidikan dan pengajaran. Bersama-sama dengan pelajar saya, kami membina kamera jauh untuk mengambil foto masa lapang, dan pengawal untuk kamera pan-tilt yang menjejaki objek secara real-time. Saya mula memberikan kuliah mengenai Arduino dan pengkomputeran fizikal dalam kelas Grafik Komputer dan pengaturcaraan Java yang saya ajar. Baru-baru ini saya menawarkan beberapa bengkel elektronik yang boleh pakai di UMass dan kolej-kolej berhampiran, menggunakan papan pengawal yang berasaskan Arduino yang direka saya dipanggil SquareWear.

Pengawal Valve Air Mint-timah

Saya selalu berharap untuk menggunakan Arduino dalam projek automasi rumah. Kesempatan datang apabila saya memasang halaman baru di halaman belakang saya pada musim bunga tahun 2010. Saya terpaksa membeli pemasa pemercik untuk menyiram rumput dengan kerap. Saya pergi ke kedai runcit dan tidak begitu gembira dengan apa yang saya dapati di sana. Pemasa pemercik yang dijual di kedai-kedai runcit kelihatan seperti mereka direka dalam 80-an - fungsi yang sangat terhad dan tiada sambungan web sama sekali.

Bagaimana jika saya memerlukan jadual air yang lebih fleksibel? Bagaimana jika saya melakukan perjalanan dan perlu mematikan alat penyiram dari jauh? Bukankah akan menjadi sejuk jika saya boleh membina pengawal pemercik saya sendiri, menetapkan jadual apa-apa cara yang saya mahu, dan lebih baik, program secara wayarles? Pengalaman saya di Arduino membuat saya berfikir secara serius tentang idea itu. Saya mula melakukan penyelidikan mengenainya, dan beberapa minggu kemudian, saya menyelesaikan prototaip berfungsi pertama yang dibina dengan Arduino Pro Mini, transceiver wayarles, dan PCB buatan sendiri. Saya menerbitkan projek itu bersama-sama dengan video demo sebagai jawatan blog pertama saya: "Pengawal Injap Air Mint-timah." Beberapa hari kemudian ia telah disiarkan di Buat: blog.

Pengawal Valve Air Mint-timah

OpenSprinkler berasaskan Arduino

Pengawal injap mint-timah adalah projek yang memuaskan dan banyak keseronokan untuk dibuat. Tetapi pada masa itu saya tidak menyedari penyiram automatik akan menjadi bahagian penting dalam hidup saya untuk beberapa tahun akan datang. Itu adalah sehingga Chris Anderson (bekas ketua editor dari Berwayar majalah dan kini Ketua Pegawai Eksekutif 3DRobotics) menghubungi saya selepas melihat pos blog saya. Beliau berada di tengah-tengah menulis buku yang akan datang Pembuat - Revolusi Industri Baru, dan dia melihat projek saya sebagai bukan sahaja cerita bagus untuk bukunya, tetapi peluang perniagaan yang berpotensi: pengawal pemercik pintar berasaskan web, boleh memiliki pasaran yang besar. Oleh kerana kami bersemangat untuk membuat, perkakasan sumber terbuka, dan penyiram automatik, kami mula bekerjasama. Kami datang dengan nama 'OpenSprinkler' - yang bermaksud ia adalah pengawal pemercik sumber terbuka.

Menjaganya sebagai projek sumber terbuka penting bagi saya: sebagai seorang pendidik, saya selalu mahukan orang ramai bukan sahaja menggunakan produk, tetapi berpeluang untuk mempelajari asas-asas - bagaimana produk berfungsi secara dalaman. Terdapat satu tujuan pendidikan yang kuat daripadanya.Juga, sesiapa yang ingin merancang pengawal pemercik baru boleh meletakkan kerja mereka di atas lombong, tanpa perlu mencipta semula roda. Ini adalah cara terbaik untuk mempromosikan inovasi teknologi.

Chris dan saya menetapkan rancangan awal untuk OpenSprinkler. Pertama, pengawal harus serasi dengan injap pemercik AC 24V standard dalam penyiraman rumput dan sistem pengairan. Kedua, ia harus berasaskan Arduino, kerana perpustakaan yang tersedia secara meluas dan sokongan komuniti Arduino menjadikannya mudah untuk memanjangkan fungsi OpenSprinkler. Akhir sekali dan yang paling penting, ia perlu mempunyai pengawal Ethernet dan antara muka berasaskan web, supaya seseorang boleh menetapkan dan mengubah suai program pemercik dalam talian dalam pelayar web atau melalui aplikasi mudah alih. Ini akan menjadi lebih intuitif dan mudah daripada pengawal pemercik tradisional, di mana segala-galanya perlu ditetapkan pada badan pengawal menggunakan butang, tombol, dan LCD kecil (yang tidak disukai!). Di samping itu, pengawal berasaskan web membolehkan akses jauh, dan memungkinkan untuk menarik data cuaca dalam talian untuk membantu menyesuaikan jadwal penyiram apabila perlu.

OpenSprinkler 1.0 telah dikeluarkan pada 9 Oktober 2011 sebagai kit DIY. Ia termasuk PCB, semua komponen lubang melalui lubang, dan penutup plastik yang jelas dan jelas. Berikutan arahan pematerian dan pemasangan, anda boleh membina pengawal pemercik berasaskan web anda dari awal, dalam masa beberapa jam.

OpenSprinkler v1.1

Sejak versi 1.0, OpenSprinkler telah melalui beberapa pusingan semakan sehingga versi terbaru 2.1. Setiap semakan meningkatkan reka bentuk litar dengan mempertimbangkan maklum balas dan cadangan yang diterima daripada pusingan sebelumnya. Ia telah menjadi pengalaman pembelajaran yang sangat menggembirakan bagi saya. Pada bulan Mei 2012 saya pergi ke Kawasan Maker Faire Bay untuk menunjukkan OpenSprinkler buat kali pertama, dan ia diterima dengan baik. Faedah dan permintaan telah meningkat dengan ketara sejak itu. Dari versi 1.4 kami mula menawarkan OpenSprinklers yang dipasang secara keseluruhan yang dibuat dengan komponen mount permukaan terutamanya. Kit DIY masih tersedia bagi mereka yang menikmati litar dan litar bangunan. Dari versi 2.0, kami telah menaik taraf mikropengawal dari ATmega328 ke ATmega644, dan ini juga merupakan versi pertama yang menggunakan singki OpenSprinkler yang dibentuk oleh SeeedStudio.

OpenSprinkler v2.1 semasa mempunyai ciri-ciri perkakasan terbina dalam berikut:

  • ATmega644 disertakan dengan firmware OpenSprinkler dan bootloader USB
  • 16 × 2 LCD, DS1307 RTC dengan bateri sandaran, slot microSD, geganti mini
  • Bicu Ethernet, terminal sensor hujan, dan penyambung pengembangan zon untuk menghubungkan papan pengembangan zon OpenSprinkler
  • Menjaga pin digital dan analog untuk menyambung ke sensor, transceiver tanpa wayar, atau komponen lain.

The firmware OpenSprinkler (yang ditulis dalam Arduino) menyediakan satu set ciri yang kaya, termasuk antara muka pengguna berasaskan web, pengaturcaraan selang waktu, pratonton grafik, nama stesen adat, sokongan untuk stesen induk, kelewatan hujan, larian stesen bersamaan, dan sebagainya. Anda boleh mengubah program data dan tetapan dalam pelayar web atau menggunakan aplikasi mudah alih OpenSprinkler. Reka bentuk perkakasan dan kod perisian tersedia untuk dimuat turun di repositori OpenSprinkler Github.

OpenSprinkler Pi dan Beagle

Pada akhir tahun 2012, saya perhatikan bahawa sesetengah pengguna menggunakan OpenSprinkler bersempena dengan Raspberry Pi (RPi), untuk menyediakan ciri-ciri canggih seperti pelarasan dan pelarasan berasaskan cuaca. Idea datang ke fikiran saya: mengapa tidak merancang papan penyembur penyiram untuk RPi, supaya seseorang boleh menggunakan pin RPIO RPI untuk mengawal injap pemercik secara langsung? Saya dengan serta-merta membeli RPi, dan terkejut bahawa ia sesuai dengan kehadiran OpenSprinkler sedia ada dengan sempurna. Selepas dua pusingan prototaip, OpenSprinkler Pi (OSPi) 1.0 dilahirkan dan dibebaskan pada 18 Februari 2013.

OpenSprinkler Pi dan OpenSprinkler Beagle

Berbeza dengan OpenSprinkler yang berpangkalan di Arduino, perisian untuk OSPi sebenarnya tidak dikembangkan sendiri, tetapi oleh sekumpulan pengguna yang bersemangat. Dan Kimberling mula-mula memindahkan kod Arduino ke Python, dan sejak itu telah memperkenalkan banyak ciri perisian baru. Rich Zimmerman telah membangunkan program sprinklers_pi yang mempunyai frontend mudah alih terbina dalam dan pembalakan canggih. Baru-baru ini, Samer Albahra dan Jonathan Marsh telah menyertai pasukan untuk mengubah kod dan menyediakan antara muka pengguna yang moden dan diperkemas. Saya berterima kasih kepada kumpulan orang yang berkongsi keghairahan yang sama dengan saya dan bersedia untuk membantu dan menyumbang kepada projek ini - ini merupakan bukti besar semangat pembangunan sumber terbuka.

Dengan kejayaan OSPi, saya kemudiannya membuat papan penyembur yang sama untuk BeagleBone Black, dan mengeluarkannya sebagai OpenSprinkler Beagle (OSBo) pada 15 Nov 2013.

Bagi kedua-dua OSPi dan OSBo, saya telah mengeluarkan imej kad SD yang telah dikonfigurasikan dengan perisian OpenSprinkler yang diprapasang. Muat turun imej, membakarnya ke kad SD, pop masuk, dan anda boleh segera mengubah RPi atau BeagleBone anda menjadi pengawal pemercik yang mampu.

App Mobile OpenSprinkler oleh Samer Albahra

Sehingga pertengahan 2013, OpenSprinkler mempunyai satu ciri besar yang hilang - aplikasi mudah alih. Frontend web terbina dalam berfungsi dengan baik dalam penyemak imbas desktop, tetapi ia tidak begitu bergaya, ataupun mesra mudah alih. Pada 07 Jun 2013, Samer Albahra mengeluarkan versi pertama OpenSprinkler Mobile App. Aplikasi ini mendapat sambutan hangat. Sejak itu, Samer terus meningkatkan aplikasinya dengan mengintegrasikan maklum balas dan cadangan pengguna. Hari ini aplikasi ini tersedia di kedai aplikasi iOS, Android dan Windows (hanya mencari 'opensprinkler'), dan ia menyediakan banyak ciri yang kemas termasuk penyetempatan bahasa dan sokongan untuk pelbagai peranti dan lain-lain.

App Mobile OpenSprinkler

OpenSprinkler Bee and Sip

Seperti dalam dua tahun yang lalu, saya akan pergi ke Maker Faire Bay Area sekali lagi tahun ini untuk menunjukkan OpenSprinkler. Sebagai tambahan kepada OpenSprinkler yang berpangkalan di Arduino, OpenSprinkler Pi, dan Beagle, saya akan membawa beberapa projek menarik baru yang saya berharap untuk melepaskan tidak lama lagi. OpenSprinkler Bee adalah varian OpenSprinkler yang direka khusus untuk injap pemercik beroperasi bateri. Ia dikuasakan oleh bateri AA dan mempunyai terbina dalam 2.4G RF transceiver untuk membolehkan pengaturcaraan tanpa wayar. OpenSprinkler Sip adalah satu lagi pengawal kuasa bateri, direka untuk penyiraman tumbuhan dalaman. Ia dilengkapi dengan pam air mini dan sensor kelembapan tanah untuk secara automatik menyiram tumbuh-tumbuhan dan bunga anda. Kedua-dua OpenSprinkler Bee dan Sip akan menjadi sumber terbuka dan berasaskan Arduino.

Beberapa tahun kebelakangan ini telah menjadi perjalanan yang luar biasa bagi saya, dari belajar menulis program Arduino pertama untuk membangun OpenSprinkler yang lengkap. Bahagian perjalanan yang paling menakjubkan adalah sambungan yang saya buat dengan orang yang berkongsi semangat yang sama. Ia menjadi satu perjalanan yang menyeronokkan dan bermanfaat, yang saya berharap untuk meneruskan.

Kongsi

Meninggalkan Komen