最近、妻が長年使っていたKeurigが動かなくなってしまいました。他のエンジニア/ハッカー/メーカーと同じように、私の最初の本能は、問題を修復できるかどうかを確認するために、あちこちを調べたり、特定の部品を掃除したりすることでした。そしてしばらくして、再びコーヒーが飲めるようになりました。しかし、途中で、内部がかなり汚いこと、そしてこれらの機械は簡単に分解して修理できるようには作られていないことに気付きました。通常、これは悪いことだと言うでしょうが、水と、水を非常に高温に上げるのに十分な電流を扱う場合、なぜそのような方法で作られたのか理解できます。
そこで、新しいユニットを導入することにしました。現在、新しいユニットはカウンターの上に置いてもとても素敵に見えます。しかし、古いものは、水タンクと水を供給する手段を備えており、一種のPiベースのガーデニング セットアップに変えるための完璧なハッキング ターゲットのように思えました。
Raspberry Pi温室オートメーション
前述のとおり、これらのデバイスはユーザーが修理できるようには設計されていません。いくつかのネジは論理的な位置にありましたが、背面カバーを外すには、最終的にはドライバーで破壊的にこじ開けるしか方法がありませんでした。かなりの分解作業を経て、必要なものが見つかりました。水タンク、水を移動させるポンプ、そして元の電子機器を取り外した状態でRaspberry Pi Zero Wと小型ブレッドボードを置くのに十分なスペースがある制御室です。
いくつかのテストと観察を行った結果、ポンプ モーターがタンク内に正圧を押し込み、その結果として元のコーヒー ディスペンサー ノズルから水が滴り落ちることが明らかになりました。ベンチトップ電源5Vで動作させることができ、消費電流は40mA未満でした。つまり、Piとトランジスタで簡単に制御できるということです。
Raspberry Pi植物給水システム
このKeurigをRaspberry Pi搭載の給水装置にするには、次のコンポーネントが必要です。
· 2N2222 トランジスタ
· 270および10kオーム 抵抗器
· ジャンパー線
電子機器プロジェクトに取り組むときは、必ず適切な予防措置を講じてください。変更を行うときは必ずプラグを抜いてください。
Raspberry Pi Zero Wのセットアップ
クリーンなSDカードを使用して、最新バージョンの Raspbian Liteをダウンロードし、Balena Etcherまたは同様のプログラムを使用してPiのSDカードにイメージを作成します。ユーザー名: pi 、パスワード: raspberry でログオンし、 sudo raspi-config を使用してネットワーク上で動作するように設定します。ここでは、タイムゾーンを変更し、パスワードをデフォルト以外のものに更新し、SSHを有効にすることもできます。
cronとBCPピン14 (物理ピン8) を使用して、毎日一定時間ディスペンシング モーターを駆動します。この優れた サービスはここにあります。
ログインしたら、上記のテキストファイルを作成します。 sudoナノ /home/water.py。保存したら、 python3 /home/water.py 試してみる。この時点ではPiは物理的な結果は表示しませんが、GPIOピンはオンになり、ターミナルには「water.py running」と出力されます。これが最初は機能しない場合は、次のように入力する必要があります。 sudo apt-getアップデート それから sudo apt-getでpython3-rpi.gpioをインストールします システムに適切なパッケージが利用可能であることを確認します。
トランジスタモータ制御回路
10Kのプルダウン抵抗もここでは良いアイデアです
ポンプ モーターを制御するには、上記のFritzing図に示すように配線します。スイッチングには2N222トランジスタが使用され、電流入力を制限するためにPiとトランジスタのベースの間に270オームの抵抗が適用されます。また、誤った動作を回避するために、トランジスタのベースを10k抵抗器などで接地することもお勧めします (図には示されていません)。すべてを接続すると、出力14はPiの5Vピンの1つを使用してトランジスタを介してモーターを制御します。
Raspberry Piでウォーターポンプを制御する
この新しい回路を設置したら、Keurigタンクに水を入れて起動します。 python3 /home/water.py またまた。モーターの回転音が聞こえ、通常のコーヒーと同じように注ぎ口から水が滴り落ちます。初めて水を加えるときは、これを数回繰り返す必要があるかもしれません。リモート インターフェイスの場合は、スキャナー プログラムを使用してPiのIPアドレスを見つけ、SSH経由でログオンします。その後、散水ルーチンをリモートで実行できるため、断続的に水を補給するときにのみ植物に近づく必要があります。
毎日午後12時に水をあげます。
もちろん、植物に水が必要なときに毎回ログインして何かを入力しなければならないのであれば、そのような設定は単なる巧妙な仕掛けに過ぎません。あるいは、これを「学習体験」として捉えることもできるかもしれません。Piに水やりを任せるには、次のように入力します。 crontab -e 設定された時間にPiがプログラムを自動的に実行する方法を編集します。このプログラムを初めて実行すると、どのエディターを使用するか尋ねられます。他のオプションでもおそらく問題ないと思いますが、nanoの場合は 1 を選択することをお勧めします。
一度ログインしたら、crontabを好みに合わせて編集し、散水スケジュールを設定します。上の画像に示されているように、毎日午後12時に散水が開始されますが、動作をより細かく制御できます。さらに、計算された間隔でライトを点灯して、タンクを補充する時期であることを知らせるスケジュールを設定することもできます。もちろん、植物に実際に水が与えられているかどうかを感知できればさらに良いのですが...
Raspberry Pi Greenhouse: 次のステップ
ここで概説するのは、Keurigコーヒー メーカーから非常に基本的な散水装置を作成し、Raspberry Pi Zero Wをタイマーとして機能させることです。ただし、これは、Pi/コーヒーメーカーの給水セットアップで実行できることのほんの始まりにすぎません。このシリーズの2番目の投稿では、3Dプリントされた固定具を使用してKeurig内の新しい電子機器を詰め込む方法、センサー機能を設定する方法、さらにここで紹介したテキストベースのSSH接続を超えたインターフェイスを作成する方法についても説明します。