System sterowania warunkami panującymi w terrarium przy pomocy aplikacji mobilnej

Projekt PBL nr 62

Adam Łosiewicz, Miłosz Wilk, Zuzanna Zielińska

III Liceum Ogólnokształcące im. Adama Mickiewicza w Katowicach

opiekun naukowy projektu: dr hab. inż. Józef Wiora

Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki

Przez ostatnie półrocze braliśmy udział w konkursie PROJEKT POLITECHNIKA, w ramach którego realizowaliśmy projekt pod tytułem „System sterowania warunkami panującymi w terrarium za pomocą aplikacji mobilnej”.Celem projektu było opracowanie systemu umożliwiającego automatyczne zarządzanie warunkami środowiskowymi w terrarium oraz stworzenie aplikacji, dzięki której użytkownik może monitorować odczyty z czujników i definiować wartości graniczne, które system będzie utrzymywał.

Pracę rozpoczęliśmy od konfiguracji Raspberry Pi oraz wyboru odpowiedniego oprogramowania. Początkowo, ze względu na charakter projektu, planowaliśmy wykorzystanie Home Assistant. Jednak napotkane trudności z podłączeniem czujników skłoniły nas do zmiany oprogramowania na domyślny system Raspberry Pi OS.

Po wstępnej konfiguracji systemu oraz instalacji Pythona, menedżera pakietów pip
i niezbędnych bibliotek, przystąpiliśmy do podłączenia czujników, co umożliwiło nam odczyt np. temperatury gleby.

Kolejnym wyzwaniem było sterowanie inteligentnymi gniazdkami, które w fabrycznej konfiguracji nie pozwalały na łatwą kontrolę za pomocą Pythona. W związku z tym zdecydowaliśmy się na ich przeprogramowanie na oprogramowanie Tasmota, wykorzystując do tego Raspberry Pi.

Po przeprowadzeniu procesu flashowania i podłączeniu gniazdek do sieci Wi-Fi możliwe stało się ich sterowanie za pomocą Pythona poprzez żądania HTTP. W celu stworzenia aplikacji webowej umożliwiającej użytkownikowi interakcję z systemem, zaprojektowaliśmy stronę internetową przy użyciu HTML, CSS i JavaScript, którą połączyliśmy z serwerem w Pythonie za pomocą frameworka Flask. Na serwerze realizowane były odczyty z czujników oraz obsługa żądań dotyczących zmiany stanu gniazdek.

Użytkownik, łącząc się z aplikacją działającą w lokalnej sieci, do której podłączone jest Raspberry Pi, ma możliwość przeglądania odczytów z czujników w formie wykresów, sterowania automatyzacjami oraz ustawiania wartości progowych, przy których urządzenie, np. lampa grzewcza, ma się włączyć.

Dodatkowo, przy użyciu oprogramowania FreeCAD zaprojektowaliśmy i wykonaliśmy obudowę do przechowywania przewodów i Raspberry Pi oraz pojemnik na wodę do spryskiwacza, dostosowany do potrzeb terrarium.

Dzięki realizacji projektu zdobyliśmy cenne doświadczenie w pracy z mikrokomputerami oraz pogłębiliśmy wiedzę na temat programowania i tworzenia aplikacji. Nauczyliśmy się także efektywnej organizacji pracy oraz współpracy zespołowej.

Podczas tworzenia projektów używaliśmy poradników:
 Podłączenie czujnika Adafruit STEMMA
 Podłączenie czujnika DHT
 Flashowanie gniazdek Sonoff