带电子纸显示屏的智能植物监控(Smart Plant)

带电子纸显示屏的智能植物监控(Smart Plant)

Smart Plant 智能监控您喜爱的植物,并在电子纸上显示其状态,简单、优雅,且低功耗。
electronics esp32

Smart Plant旨在帮助园艺家监控植物的健康状况。凭借先进的传感器套件,Smart Plant 可以测量土壤湿度、环境光线、空气温度和空气相对湿度。除了物联网功能外,Smart Plant 还配有 2.9 英寸电子纸显示屏,让您对植物数据一目了然。

Smart Plant 采用高能效设计,其 ESP32 微控制器具有深度休眠功能,电池可连续使用数周。当需要充电时,Smart Plant 可以使用 USB-C 线缆或小型太阳能电池板充电,对于希望尽量减少对环境影响的园艺家来说,这是一个环保的选择。

所有这些都装在一个小巧而优雅的装置中,可以直接插入植物的花盆中。

Github地址

https://github.com/JGAguado/Smart_Plant/blob/main/docs/source/index.rst

官网:

https://smart-plant.readthedocs.io/en/latest/

带太阳能电池板的Smart Plant

带电子纸显示屏的智能植物监控(Smart Plant)


带电子纸显示屏的智能植物监控(Smart Plant)


组装

除了 PCB 板外,Smart Plant还包括以下部件:

一个 2.9 英寸电子纸显示屏,推荐使用(经测试可正常使用)的电子纸分辨率是 296x128,2.9 英寸的电子墨水原始显示面板,您可以直接向制造商订购。

建议使用容量为 1000mAh 的锂电池,以节省空间和电量。理想尺寸不应超过 50x34x5mm,以便安装在设计的外壳中。

您还可以选择安装太阳能电池板,以便在阳光充足的条件下为电池充电。太阳能电池板的输出电压不得超过 6V,建议安装尺寸为 80x45mm 的外壳。

供电

智能设备通过插入白色 JST 接头的锂电池供电。电池电压通过低功耗 LDO 调节为工作电压 3.3V。

为了给电池充电,有一个电池管理集成电路可为锂电池提供正确的充电曲线,并在电池充电时提供可视指示灯(红色 LED 指示灯表示充电,绿色 LED 指示灯表示待机)。Smart Plant有两种充电方式:USB-C 或太阳能电池板。

除了 USB-C 接口,为了延长电池两次(USB)充电之间的使用时间,Smart Plant 还可以配置为由太阳能电池板供电。该版本不是默认版本,需要将太阳能电池板焊接到电路板上,如图所示。

USB Type-C接口

USB Type-C 是一种非常适用于便携式电子产品的扩展端口,由于它采用标准化的 5V 电源,因此是为 Smart Plant 充电的理想选择,因为电池管理 IC 设计为 1000mAh 充电。

传感器

由于Smart Plant需要长时间工作而无需充电,因此必须避免在深度睡眠期间出现不必要的消耗。这意味着只有在需要时才需要为传感器供电。

因此,在微控制器的 GPIO16 输出端连接了一个高开关电路,用于启用/禁用传感器电源线。

带电子纸显示屏的智能植物监控(Smart Plant)

土壤湿度

由于Smart Plant可以直接插入花盆的土壤中,因此插入的区域包含一个印刷电路,它就像一个探头,可以测量土壤的容量,由土壤湿度决定。由于没有金属电极,探针不会随着时间的推移而退化。

湿度在 0-3.3V 范围内,通过 GPIO32 上的 ADC 进行测量。

光传感器

照度是通过 GPIO33 上的 ADC 测量的,虽然使用哪种照度传感器仍在测试中,但内部电路可以接受 LDR 或光电二极管。

环境温度和湿度

Smart Plant嵌入了 AHT20 温度和湿度传感器,可通过 IIC总线提供校准数据

电子纸显示屏

电子纸显示屏与 ESP32 GPIO 的引脚分配如下:

带电子纸显示屏的智能植物监控(Smart Plant)

外壳

Smart Plant PCB 可以安装在定制的 3D 打印外壳中,您可以用自己的 3D 打印机打印出来。

编程

智能设备主要支持两种编程方法,并已通过测试:

  • ESPHome

  • Arduino

在这两种情况下,您首先需要将电路板进入闪烁模式。为此,请按住闪存按钮,同时复位电路板(按一次复位按钮),详细可参考链接https://smart-plant.readthedocs.io/en/latest/programming.html


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