খরচ ট্র্যাক করার জন্য স্বয়ংক্রিয় জল সরবরাহকারী: 6 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

হাই!

কয়েক মাস আগে, আমি আমার রুমে ভাবছিলাম যে আমি কোন স্কুলের নিয়োগের জন্য কোন ধরনের প্রকল্প করতে চাই। আমি এমন কিছু করতে চেয়েছিলাম যা আমার জন্য উপযুক্ত এবং ভবিষ্যতে আমার উপকারে আসবে। হঠাৎ, আমার মা রুমে enoughুকে পর্যাপ্ত পানি পান না করার অভিযোগ করতে লাগলেন। আমি সঙ্গে সঙ্গে একটি epiphany ছিল। আমার কাছে একটি স্বয়ংক্রিয় ওয়াটারডিপেনসার (মুভি থিয়েটারের মতো) তৈরির ধারণা এসেছে যা প্রতিদিন আপনার পানির ব্যবহার ট্র্যাক করে।

একটি রাস্পবেরি পাই, কয়েকটি সেন্সর, একটি পাম্প এবং সামান্য জ্ঞান দিয়ে, আমি এটিকে যতটা সম্ভব ভাল করার চেষ্টা করেছি।

সমস্ত ধাপের শেষে, আপনার একটি কাজ করার পানি সরবরাহকারী থাকবে যা আপনার জলের বোতল পূরণ করে এবং এটি আপনার রাস্পবেরি পাই এর সাথে সংযোগ স্থাপন করে। আপনি শুধুমাত্র শতাংশের ভিত্তিতে আপনার পানির ব্যবহার ট্র্যাক করতে পারবেন না, তবে আপনার পানির পাত্রে তাপমাত্রা এবং জলের স্তর দেখার সম্ভাবনাও থাকবে। অবশেষে, আপনি আপনার পরিসংখ্যান পরীক্ষা করতে সক্ষম হবেন। যদি এটি আপনার কাছে আকর্ষণীয় মনে হয় তবে এটি পরীক্ষা করে দেখুন এবং নিজে চেষ্টা করুন!

গিটহাব সংগ্রহস্থল:

সরবরাহ

মাইক্রোকন্ট্রোলার

রাস্পবেরি পাই 4

সেন্সর এবং মডিউল

আমি 4 টি সেন্সর ব্যবহার করেছি:

2xHC-SR04 আল্ট্রাসোনিক সেন্সর

অতিস্বনক সেন্সর অতিস্বনক তরঙ্গ ব্যবহার করে দূরত্ব পরিমাপ করে। সেন্সর মাথা একটি অতিস্বনক তরঙ্গ নির্গত করে এবং লক্ষ্য থেকে ফিরে প্রতিফলিত তরঙ্গ গ্রহণ করে। অতিস্বনক সেন্সর নির্গমন এবং অভ্যর্থনার মধ্যে সময় পরিমাপ করে লক্ষ্যমাত্রার দূরত্ব পরিমাপ করে। কাছাকাছি একটি বোতল আছে কিনা তা পরীক্ষা করতে এবং ট্যাঙ্কের পানির দূরত্ব পরিমাপ করতে আমি তাদের মধ্যে দুটি ব্যবহার করেছি।

তথ্য তালিকা

1x DS18B20 তাপমাত্রা সেন্সর

DS18B20 হল 1-তারের প্রোগ্রামযোগ্য তাপমাত্রা সেন্সর যা সর্বোচ্চ সংহত। এটি কঠিন পরিবেশে তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় যেমন রাসায়নিক দ্রবণ, খনি বা মাটি ইত্যাদি। আমি এটি জলের ট্যাঙ্কের জল তাপমাত্রা পরিমাপ করতে ব্যবহার করেছি

তথ্য তালিকা

1x RC522 RFID মডিউল

RC522 হল 13.56MHz RFID মডিউল যা NXP সেমিকন্ডাক্টর থেকে MFRC522 কন্ট্রোলারের উপর ভিত্তি করে তৈরি। মডিউল I2C, SPI এবং UART সমর্থন করতে পারে এবং সাধারণত একটি RFID কার্ড এবং কী ফোব দিয়ে পাঠানো হয়। এটি সাধারণত উপস্থিতি সিস্টেম এবং অন্যান্য ব্যক্তি/বস্তু সনাক্তকরণ অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়। এই প্রকল্পে, এটি একটি সনাক্তকরণ/লগইন সিস্টেমের জন্য ব্যবহৃত হয়।

তথ্য তালিকা

এবং 2 actuators:

1x পেরিস্টালটিক পাম্প 12-24V

ট্যাংক থেকে পানির বোতলে পানি আনতে আমি পেরিস্টালটিক পাম্প ব্যবহার করেছি। বেশিরভাগ পাম্প খুব ধীর ছিল, তাই আমি একটি 24V সংস্করণের জন্য গিয়েছিলাম যা আমি একটি 24V পাওয়ার অ্যাডাপ্টারের সাহায্যে চালাই।

1x LCD ডিসপ্লে

এলসিডি আইপি ঠিকানা এবং গুরুত্বপূর্ণ বার্তা প্রদর্শন করতে ব্যবহৃত হয়। লিকুইড-ক্রিস্টাল ডিসপ্লে (এলসিডি) হল একটি ফ্ল্যাট-প্যানেল ডিসপ্লে বা অন্যান্য ইলেক্ট্রনিক্যালি মডুলেটেড অপটিক্যাল ডিভাইস যা পোলারাইজারের সাথে মিলিত তরল স্ফটিকগুলির হালকা-মডুলেটিং বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে।

তথ্য তালিকা

কেসিং

কেসিংয়ের কথা বললে, আমি একটি হোম ডিপো থেকে সরবরাহের সাথে একটি DIY করেছি (আমার ক্ষেত্রে বেলজিয়ামের ব্রিকো)। আমি পাতলা পাতলা কাঠ ব্যবহার করেছি যা আমি সঠিক আকারে কেটেছি। আমি আরও একটি ধাপে কীভাবে আমার কেস তৈরি করেছি সে সম্পর্কে কথা বলব, তবে এখানে আপনার প্রয়োজনীয় জিনিসগুলি রয়েছে:

• 3x পাতলা পাতলা কাঠ
• 1x ছোট ফানেল
• 1x জলের ট্যাংক (আপনি কোন পরিমাণ চান তা চয়ন করতে পারেন, আমি 10L এর জন্য গিয়েছিলাম)
• 1x ড্রিপ ট্রে

আপনি সংযুক্ত BOM- এ সমস্ত উপকরণ এবং মূল্য খুঁজে পেতে পারেন।

ধাপ 1: সমস্ত ইলেকট্রনিক্স সংযোগ

এখন যেহেতু আমরা সমস্ত ইলেকট্রনিক্সের সংক্ষিপ্তসার করেছি, এখন তাদের সাথে সংযোগ করার সময় এসেছে। সমস্ত ইলেকট্রনিক্স কিভাবে এবং কোথায় সংযুক্ত করা উচিত তা দেখানোর জন্য আমি দুটি ফ্রিজিং সার্কিট, একটি ব্রেডবোর্ড এবং একটি পরিকল্পিত তৈরি করেছি। আপনি এখানে ফ্রিজিং এর ডাউনলোড লিঙ্কটি খুঁজে পেতে পারেন: https://fritzing.org/download/। আগেই উল্লেখ করা হয়েছে, আমি একটি রাস্পবেরি পাই ব্যবহার করেছি এবং একটি আরএফআইডি স্ক্যানার, দুটি অতিস্বনক সেন্সর, একটি তাপমাত্রা সেন্সর, একটি এলসিডি এবং পানির জন্য পেরিস্টাল্টিক পাম্প সংযুক্ত করেছি।

আমি দুটি সার্কিট পিডিএফ -এ সংযুক্ত করেছি, যদি আপনি এটিকে ঘনিষ্ঠভাবে দেখতে চান।

ধাপ 2: রাস্পবেরি পাই সেট আপ করা

আমরা আমাদের রাস্পবেরি পাই ব্যবহার করব সবকিছু পরিচালনা এবং নিয়ন্ত্রণ করতে: ব্যাকএন্ড, ফ্রন্টএন্ড এবং ডাটাবেস।

একটি রাস্পবেরি পাই স্বয়ংক্রিয়ভাবে চালায় না। এটি ব্যবহার শুরু করতে আমাদের কিছু ধাপ অতিক্রম করতে হবে।

ধাপ 1: রাস্পবিয়ান

আপনি যদি একেবারে নতুন রাস্পবেরি পাই ব্যবহার করেন তবে আপনার রাস্পবিয়ান লাগবে। ডাউনলোড লিঙ্ক এবং টিউটোরিয়াল পাওয়া যাবে এখানে।

ধাপ 2: ছবিটি SD এ লেখা

এখন যেহেতু আপনার রাস্পবিয়ান ইমেজ আছে, এসডি কার্ডে ইমেজ ফাইল লেখার জন্য আপনার একটি ইমেজ রাইটিং সফটওয়্যার (আমি win32diskimager সুপারিশ করি) প্রয়োজন হবে। সম্পূর্ণ টিউটোরিয়াল পাওয়া যাবে এখানে।

ধাপ 3: রাস্পবেরি পাইতে লগ ইন করুন

"পাওয়ারশেল" খুলুন এবং "ssh [email protected]" টাইপ করুন। যদি সবকিছু ঠিক থাকে, তারা আপনাকে একটি পাসওয়ার্ড চাইবে (ডিফল্ট পাসওয়ার্ড সবসময় রাস্পবেরি)। সাধারণত, এটি আপনাকে রাস্পবেরি পাইতে লগ ইন করা উচিত। এখন আমাদের সেটিংসে কিছু পরিবর্তন করতে হবে। টার্মিনালে sudo raspi-config টাইপ করুন এবং এন্টার টিপুন। স্থানীয়করণের বিকল্পগুলিতে নেভিগেট করুন> টাইমজোন পরিবর্তন করুন এবং এটি আপনার টাইম জোনে সেট করুন। আপনার ওয়াই-ফাই দেশটি আপনার নিজের অবস্থানে পরিবর্তন করা উচিত। অবশেষে, ইন্টারফেসিং বিকল্পগুলিতে যান এবং SPI, I2C এবং 1-wire সক্ষম করুন। সেন্সরগুলি সঠিকভাবে ব্যবহার করার জন্য এটি গুরুত্বপূর্ণ হবে।

ধাপ 4: ইন্টারনেট সংযোগ স্থাপন

আমরা একটি ওয়াইফাই নেটওয়ার্ক ব্যবহার করব। আপনি এর মাধ্যমে আপনার হোম নেটওয়ার্ক যোগ করতে পারেন:

wpa_passphrase "YourNetwork" "YourSSID" >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

একটি সংযোগ করতে আপনাকে আপনার Pi রিবুট করতে হবে। এটি কাজ করেছে কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য, আপনি আইপি ঠিকানা আছে কিনা তা পরীক্ষা করতে ifconfig ব্যবহার করতে পারেন।

ধাপ 5: ওয়েব সার্ভার এবং ডাটাবেস সেট আপ করা

প্রথমত, নিম্নলিখিত কমান্ডের ক্রম সহ সিস্টেমটি আপডেট এবং আপগ্রেড করা ভাল:

1. sudo apt dist-upgrade --auto-remove -y
2. sudo apt আপগ্রেড
3. sudo apt আপডেট
4. sudo apt autoremove

একবার এটি হয়ে গেলে, আমাদের ওয়েব সার্ভার এবং ডাটাবেসের জন্য আমাদের নিম্নলিখিত প্যাকেজগুলির প্রয়োজন হবে:

অ্যাপাচি

sudo apt apache2 -y ইনস্টল করুন

পিএইচপি

sudo apt php ইনস্টল করুন

sudo apt phpMyAdmin -y ইনস্টল করুন

একটি নিরাপদ মাইএসকিউএল পাসওয়ার্ড সেট করতে ভুলবেন না, যখন এটি একটি পাসওয়ার্ড সেট করতে বলে।

মারিয়াডিবি

sudo apt mariadb-server mariadb-client -y ইনস্টল করুন

sudo apt php -mysql -y ইনস্টল করুন

sudo systemctl apache2.service পুনরায় চালু করুন

ধাপ 6: পাইথন লাইব্রেরি ইনস্টল করা

ব্যাকএন্ডের জন্য, পাইথনের জন্য আমাদের কিছু লাইব্রেরির প্রয়োজন হবে। আমরা পাইপ 3 ব্যবহার করে এগুলি ইনস্টল করব, কারণ আমরা পাইথন 3 ব্যবহার করছি।

pip3 mysql-connector-python ইনস্টল করুন

pip3 ফ্লাস্ক-সকেটিও ইনস্টল করুন

pip3 ফ্লাস্ক-কোর ইনস্টল করুন

pip3 gevent ইনস্টল করুন

pip3 gevent-websocket ইনস্টল করুন

sudo apt python3 -mysql.connector -y ইনস্টল করুন

pip3 mfrc522 ইনস্টল করুন! (RFID স্ক্যানার ব্যবহার করার জন্য আমাদের এটির প্রয়োজন হবে)

ধাপ 7: ভিসুয়াল স্টুডিও কোড প্রস্তুত করা

কোডটি চালানোর জন্য, আমি আপনার রাস্পবেরি পাইকে সংযুক্ত করতে ভিজ্যুয়াল স্টুডিও কোড ব্যবহার করার পরামর্শ দিই। ভিএসসি ইনস্টল করার ডাউনলোড লিঙ্ক এখানে পাওয়া যাবে।

আপনার যদি এখনও SSH ব্যবহার করে রিমোট ডেভেলপমেন্ট ইনস্টল করা না থাকে, তাহলে আপনি এখানে এটি করার ধাপগুলি খুঁজে পেতে পারেন।

ধাপ 3: ডাটাবেস তৈরি করা

আমরা আমাদের সমস্ত সেন্সর ডেটা এবং ব্যবহারকারীর ডেটা একটি ডাটাবেসে সংরক্ষণ করব।

আমার ডাটাবেস 5 টি টেবিল নিয়ে গঠিত:

যন্ত্র

টেবিল ডিভাইসে একটি DeviceID আছে, যা ডিভাইসটিকেই উল্লেখ করে। DeviceName ডিভাইসের নাম দেয়, এই ক্ষেত্রে অতিস্বনক সেন্সর, তাপমাত্রা সেন্সর,… DeviceType ডিভাইসের ধরন (সেন্সর বা অ্যাকচুয়েটর) দেয়।

ইতিহাস

সারণির ইতিহাসে সমস্ত সেন্সর ইতিহাস রয়েছে, একসাথে de date (HistoryDate) এর সাথে ইতিহাস যোগ করা হয়েছে এবং ইতিহাসের মুহূর্তের মান। এটিতে দুটি বিদেশী কী রয়েছে:

• DeviceID, একটি নির্দিষ্ট লগকে একটি ডিভাইসে লিঙ্ক করতে
• UserID, একটি নির্দিষ্ট ব্যবহারকারীকে একটি লগে যুক্ত করতে

ব্যবহারকারী

RFID স্ক্যানার দিয়ে ব্যবহারকারী লগইন সিস্টেম তৈরি করতে টেবিল ব্যবহারকারী ব্যবহার করা হয়। এটি একটি ডাকনাম, প্রথম নাম, শেষ নাম, পাসওয়ার্ড এবং আরএফআইডি নিয়ে গঠিত (এটি একটি ট্যাগের আরএফআইডি নম্বর)। প্রতিটি ব্যবহারকারী একটি কনটেইনার (ওয়াটারট্যাঙ্ক) এর সাথে সংযুক্ত এবং একটি বিদেশী কী হিসাবে কনটেইনার আইডি বহন করে।

পাত্রে

টেবিল কনটেইনার সব ভিন্ন ধারক নিয়ে গঠিত। এটির একটি আইডি, একটি কন্টেইনার লোকেশন (এটি একটি এন্টারপ্রাইজ, বাড়ি বা অন্য কিছু হতে পারে)। সবশেষে, এর একটি ম্যাক্স লেভেল রয়েছে যা ধারকটির সর্বোচ্চ ভলিউমের জন্য দাঁড়িয়েছে।

সেটিংস

টেবিল সেটিংসে একটি সেটিংস আইডি থাকে এবং প্রতিটি ব্যবহারকারীর DailyGoal + ব্যবহারকারীর দ্বারা DailyGoal যোগ করার তারিখ ট্র্যাক করে। এটি বিদেশী কী ব্যবহারকারী আইডি ব্যাখ্যা করে।

ডাটাবেসের একটি ডাম্প ডাটাবেসের অধীনে আমার গিটহাব সংগ্রহস্থলে পাওয়া যাবে।

ধাপ 4: ব্যাকএন্ড সেট আপ করা

একটি কার্যকরী ব্যাকএন্ড ছাড়া একটি প্রকল্প নেই।

ব্যাকএন্ডে 4 টি ভিন্ন জিনিস রয়েছে:

সাহায্যকারী

হেল্পাররা হল বিভিন্ন সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটরের জন্য ব্যবহৃত সমস্ত ক্লাস। তাপমাত্রা সেন্সর (DS18B20), অতিস্বনক সেন্সর (HCSR05) দূরত্ব পরিমাপ করতে এবং LCD স্ক্রিনে বার্তা লিখতে সক্ষম হওয়ার জন্য একটি সহায়ক রয়েছে।

সংগ্রহস্থল

সংগ্রহস্থল ফোল্ডারে, আপনি 2 পাইথন ফাইল পাবেন:

• Database.py যা আপনার ডাটাবেস থেকে সারি বের করতে সাহায্যকারী। এটি ডাটাবেস চালানো এবং পড়া সহজ করে তোলে।
• DataRepository.py যা এসকিউএল প্রশ্নের সমস্ত ধারণ করে, যা মূল কোডে ব্যবহার করা হয় (app.py)। এগুলি ডাটাবেস থেকে ডেটা পাওয়ার, আপডেট বা মুছে ফেলার জন্য ব্যবহৃত হয়।

app.py

এটি প্রকল্পের প্রধান ব্যাকএন্ড কোড। এটি সমস্ত পিন এবং মোড সংজ্ঞায়িত করে সেটআপ করে এবং পাম্পের কাজ করার জন্য, তাপমাত্রা পাওয়ার জন্য, ব্যবহারকারী পাওয়ার জন্য এবং তাই কোড রয়েছে। এটি ডাটাবেস এবং সমস্ত socketio.on এর থেকে তথ্য পুনরুদ্ধারের জন্য ব্যবহৃত রুটগুলি অন্তর্ভুক্ত করে। প্রতিটি ফাংশন সঠিক সময়ে কাজ করে তা নিশ্চিত করার জন্য প্রতিটি HTML পৃষ্ঠার জন্য একটি ভিন্ন socketio.on।

config.py

আমাদের একটি ফাইল বাকি আছে: config.py। আপনার ডাটাবেসের সাথে সংযোগ স্থাপনের জন্য কনফিগারেশন বিকল্পগুলির সাথে এটি ফাইল। আপনার ডাটাবেস শংসাপত্র সেট করতে ভুলবেন না।

ব্যাকএন্ডের অধীনে আমার সংগ্রহস্থলে ব্যাকএন্ড পাওয়া যাবে।

ধাপ 5: ফ্রন্টএন্ড সেট আপ করা

ফ্রন্টএন্ডের জন্য, আমি আমার ওয়েব সার্ভারের অ্যাডোবএক্সডি -তে কেমন হওয়া উচিত তার একটি নকশা তৈরি করে শুরু করেছি। আমি আমার লোগোতে রং ব্যবহার করেছি, যা কমলা এবং 2 টি বিভিন্ন শেডের নীল। আমি নকশাটি যতটা সম্ভব সরল রাখার চেষ্টা করেছি এবং একটি ওয়াটারড্রপ তৈরি করেছি যা শতকরা দেখায় যে আপনি আপনার দিনের লক্ষ্য কতটা অর্জন করেছেন।

আমার GitHub সংগ্রহস্থলে, আপনি কোড> ফ্রন্টএন্ড এর অধীনে আমার ফ্রন্টএন্ড পাবেন। এটি গুরুত্বপূর্ণ যে আপনি এটি আপনার /var /html ফোল্ডারে রাস্পবেরি পাইতে পেস্ট করুন যাতে এটি ওয়েব সার্ভার থেকে প্রবেশযোগ্য হয়।

এটি কয়েকটি HTML ফাইল নিয়ে গঠিত, যা বিভিন্ন পৃষ্ঠায় নিয়ে যায়। আপনি আমার স্ক্রিন.সিএসএসটি সমস্ত সিএসএস সহ খুঁজে পাবেন যা আপনাকে এটি আমার প্রকল্পের মতো দেখতে হবে। পরিশেষে, আপনার স্ক্রিপ্টের অধীনে বিভিন্ন জাভাস্ক্রিপ্ট ফাইল থাকবে। এই স্ক্রিপ্টগুলি আমার ডেটাবেস বা ব্যাকএন্ড থেকে ডেটা দেখানোর জন্য আমার ব্যাকএন্ডের সাথে যোগাযোগ করে।

ফ্রন্টএন্ডের অধীনে আমার সংগ্রহস্থলে ব্যাকএন্ড পাওয়া যাবে।

ধাপ 6: কেসিং তৈরি করা

যদি আমরা আমার কেস সম্পর্কে কথা বলছি, দুটি প্রধান অংশ আছে:

বাইরের আবরণ

আমি শুরু থেকে কেসটি তৈরি করেছি। আমি পাতলা পাতলা কাঠের তক্তা ব্যবহার করেছি এবং সেগুলি সঠিক আকারে দেখেছি। আমি সমস্ত তক্তা একসাথে স্ক্রু করেছি এবং এলসিডি, বোতাম, অতিস্বনক সেন্সর এবং জল বিতরণ করার জন্য ফানেল আছে কিনা তা সনাক্ত করার জন্য গর্ত ড্রিল করেছি। আমি পানি এবং ইলেকট্রনিক্সকে পৃথক রাখার জন্য আমার কেসকে বিভিন্ন বিভাগে বিভক্ত করেছি এবং তারের পানির ফুটো থেকে রক্ষা করার জন্য আমি একটি কেবল ট্রে ব্যবহার করেছি। সংযুক্ত ভিডিওতে, আপনি আমার আবরণের বেশিরভাগ দিক এবং আমি এটি কীভাবে তৈরি করেছি তা দেখতে পাচ্ছি। আমি একটি বাটন 3D মুদ্রণ করেছি, যা একটি সাধারণ বোতামে আঠালো। অবশেষে, আমি সব ছিটানো পানি ধরতে একটি ড্রিপ ট্রে ব্যবহার করলাম। আমি আমার ইলেকট্রনিক্স দেখার জন্য একটি সাইড প্যানেল খুলতে এবং বন্ধ করতে সক্ষম হিংস ব্যবহার করেছি। আপনি সর্বদা সেকেন্ড হ্যান্ড ডিসপেন্সার ব্যবহার করতে পারেন অথবা আপনি অন্যান্য উপকরণও ব্যবহার করতে পারেন।

আমার নির্মিত সঠিক পরিমাপের জন্য, আমি ক্ষেত্রে ব্যবহৃত প্লেটের সমস্ত আকারের সাথে একটি পিডিএফ সংযুক্ত করেছি।

পানির ট্যাংক

জলের ট্যাঙ্কটি সহজ কাজ ছিল না। আমি নীচে একটি গর্ত সহ একটি ওয়াটারট্যাঙ্ক পেয়েছি, তাই ফুটো বন্ধ করার জন্য আমাকে এটি টেপ করতে হয়েছিল। আপনার চারটি গর্তের প্রয়োজন হবে: একটি তাপমাত্রা সেন্সরের জন্য, একটি আপনার পাম্পের টিউবিংয়ের জন্য। একটি পাইপ ট্যাংক রিফিল করার জন্য এবং একটি অতিস্বনক সেন্সরের জন্য। এই শেষের জন্য, আমি 3D এর জন্য একটি কেস প্রিন্ট করেছি, যা এখানে পাওয়া যাবে। এটি সেন্সরকে পানির বিরুদ্ধে আরও সুরক্ষা দেয়। সেন্সরটি বিশ্রামের জন্য আমি তখন ট্যাঙ্কের শীর্ষে একটি আয়তক্ষেত্র ড্রিল করলাম।