最终项目
个人项目
- 记录一个最终项目的杰作，它要把所学的各个单元整合起来，并回答：它做什么？之前有谁做过什么？你设计了什么？用了哪些材料和元件？它们从哪里来？花了多少钱？做了哪些零件和系统？用了哪些工艺？回答了哪些问题？什么起作用了？什么没起作用？它是怎么被评估的？有什么影响？
- 准备一张摘要幻灯片和一个一分钟的视频，展示项目的构想、制作和运行。你的项目应包含 2D 和 3D 设计、增材和减材制造工艺、电子设计与生产、嵌入式微控制器接口与编程、系统集成和封装。
- 只要可能，你应该自己做而不是购买项目的零件。项目可以单独完成，也可以合作完成，但需要展现个人的技能掌握，并且能独立运行。展示你的最终项目、每周作业和小组作业，以及文档。
学习成果：
- 创建你自己的集成设计
- 展示把 2D 和 3D 建模能力应用到自己设计上的能力
- 选择并应用合适的增材和减材技术
- 展示在设计、制造和编程你自己制作的微控制器电路板方面的能力，包括一个输入设备和一个输出设备
你做了这些吗？
- 做好你的幻灯片：1920 x 1080 像素，包含你的名字、项目名称、Fab Lab 名称、项目的一张照片/渲染图/草图，以及项目是什么、做什么的简要说明
- 做了一个约 1 分钟（10MB/1080p）的视频，由你讲解你的项目
- 做了一个单独的“最终项目”页面，简要总结你的项目
- 包含了项目的 BOM（物料清单）
- 从本页面链接到你做最终项目时用到的所有周
- 链接到你的 presentation.png 和 presentation.mp4
- 把所有原始设计文件都包含在归档里（2D 和 3D、电路板文件和代码）。最终项目文件不要放在外部托管；和你的导师讨论文件大小
- 包含了你所选的许可证
- 注明了他人的工作
演示幻灯片
演示视频
接线图
这里是整个系统的总体图。
链接
页面：最终项目摘要
所有文件
你设计了什么？
它做什么？
我的最终项目是一个灌溉系统控制器。它让我可以按区域和时间安排灌溉，还会显示湿度和温度。电路板有多余的引脚用于扩展。
之前有谁做过什么？
有好几家公司销售灌溉控制器系统。
在 Alibaba 网站上，可以看到很多选项，价格范围几乎是无限的，功能范围也是。
JOGIN FRANCIS 做了一个很棒的自动阀用于灌溉自动化，它肯定能给项目加分，但目前我会更专注于界面和控制器，并使用商用阀门。
João Milheiro 也做了一个灌溉系统。他用这个系统来控制蘑菇种植套件的环境。
你设计了什么？
我设计了电路板，它的中心是一个 ESP32，还有用于驱动电磁阀、水泵等各种设备的继电器，以及一个传感器。
我还设计了防水外壳和一个密封垫。
最后，我设计了网页界面，让系统可以联网并操作。
我没有设计阀门、传感器、执行器或电源。这些是市售商品，我把它们集成到了最终项目里。
用了哪些材料和元件？
它们从哪里来？
花了多少钱？
为了回答上面的问题，我做了一张表格。
| 材料与元件 | 用途 | 来源 | 链接 | 数量 | 单价 | 总成本 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MDF Forescolor | 用于外壳 | Fablab 库存 | forescolor.com | 90000mm2 (30 × 30 cm) | $0.000027/mm2 | $2.43 |
| 硅胶 | 用于密封垫 | Fablab 库存 | amazon.es | 50g | $0.05/gram | $2.39 |
| 环氧树脂 | 进一步密封外壳内部，并帮助 LED 散光 | Fablab 库存 | amazon.es | 50ml | $0.01/ml | $0.60 |
| 总计 | $5.42 |
电路板
| 数值 | 封装 | 描述 | 购买链接 | 数量 | 单价 | 总成本 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 空白电路板 | 覆铜原型板 FR1，单面，1 oz. 5.00" x 4.00" (127.0mm x 101.6mm) | digikey.com | 1 | $2.44 | $2.44 | |
| FTDI-SMD-HEADER | 1X06SMD | CONN HEADER R/A 6POS 2.54MM | digikey.com | 1 | $0.18 | $0.18 |
| 22-23-2021 | 22-23-2021 | CONN HEADER VERT 2POS 2.54MM | digikey.com | 1 | $0.17 | $0.17 |
| header2x6 | 2X03 | CONN HEADER VERT 6POS 2.54MM | digikey.com | 2 | $0.48 | $0.96 |
| SWITCH | SWITCH TACTILE SPST-NO 50MA 12V | SWITCH TACTILE SPST-NO 50MA 12V | digikey.com | 2 | $0.20 | $0.40 |
| 0.1uF | C1206FAB | CAP CER 0.1UF 50V X7R 1206 | digikey.com | 2 | $0.11 | $0.22 |
| 100uF | C1206FAB | CAP CER 100UF 10V X5R 1206 | digikey.com | 1 | $1.49 | $1.49 |
| 15pf | C1206FAB | CAP CER 15PF 50V 1206 | digikey.com | 2 | $0.19 | $0.38 |
| 1nF | C1206FAB | CAP CER 1206 1NF 250V X7R 10% | digikey.com | 1 | $0.27 | $0.27 |
| ESP32-WROOM-32 (16MB) | ESP-WROOM-32 | WIFI MODULE 128MBITS SPI FLASH | digikey.com | 1 | $4.50 | $4.50 |
| LED | LED1206 | 标准 LED，贴片 1206，蓝色 | eu.mouser.com | 7 | $1.45 | $10.15 |
| 100ohm | R1206 | RES SMD 100 OHM 1% 1/4W 1206 | digikey.com | 5 | $0.57 | $2.85 |
| 10k | R1206 | RES SMD 10K OHM 1% 1/4W 1206 | digikey.com | 3 | $0.57 | $1.71 |
| 1.2Mohm | R1206 | RES SMD 1.2M OHM 5% 1/4W 1206 | digikey.com | 1 | $0.10 | $0.10 |
| 1.5Mohm | R1206 | RES SMD 1.5M OHM 1% 1/4W 1206 | digikey.com | 1 | $0.18 | $0.18 |
| 150ohm | R1206 | RES SMD 150 OHM 5% 1/4W 1206 | digikey.com | 2 | $0.10 | $0.20 |
| 1K | R1206 | RES SMD 1K OHM 1% 1/4W 1206 | digikey.com | 4 | $0.57 | $2.28 |
| 220ohm | R1206 | RES SMD 220 OHM 1% 1/4W 1206 | digikey.com | 4 | $0.10 | $0.40 |
| SRD-05VDC-SL-C | RELAY_SRD-05VDC-SL-C | SRD-5VDC-SL-C 5 Pin PCB Type | banggood.com | 4 | $1.99 | $7.96 |
| ACS712 | SO08 | SENSOR CURRENT HALL 20A AC/DC | digikey.com | 1 | $2.32 | $2.32 |
| 二极管 | SOD123 | DIODE GEN PURP 100V 200MA SOD123 | digikey.com | 4 | $0.13 | $0.52 |
| EL817(S)(D)(TU)-V | SOIC254P1030X460-4N | OPTOISOLTR 5KV TRANSISTOR 4-DIP | digikey.com | 4 | $0.18 | $0.72 |
| BCX70SMD | SOT23 | TRANS NPN 45V 0.1A SOT23 | digikey.com | 4 | $0.19 | $0.76 |
| MCP1700T-3302E/TT | SOT95P237X112-3N | IC REG LINEAR 3.3V 250MA SOT23-3 | digikey.com | 1 | $0.37 | $0.37 |
| TEMP-HUM-SENSOR-DHT22 | TEMP-HUM-SENSOR-DHT22 | SENSOR HUMID/TEMP 5V DTL 5% MOD | digikey.com | 1 | $5.00 | $5.00 |
| 螺钉夹紧端子 | W237-102 | WAGO SCREW CLAMP | aliexpress.com | 4 | $0.10 | $0.40 |
| ECS-.327-12.5-13X | XTAL_ECS-.327-12.5-13X | CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF TH | digikey.com | 1 | $0.24 | $0.24 |
| 总计 | $47.17 |
做了哪些零件和系统？
- 外壳
- 电路板
- 密封垫
用了哪些工艺？
- 外壳
- 收尾
回答了哪些问题？
怎么做一个能和 C++ 顺畅通信的网页界面？我用了 ArduinoJson 库，它把 HTML、JavaScript 和 C++ 之间的通信做序列化和反序列化。
怎么设置时间，并在断电时不丢失？这还是个待解决的挑战，因为我对系统计时的方式还不完全满意。目前，一旦断电，它非常依赖电池。
什么起作用了？什么没起作用？
固件已经运行了 3 个月，给我的植物浇水。我不太满意的一点是，如果电池耗尽，因为它放在偏远的地方，我们得带一个热点过去，让它自动连上互联网来获取网络时间。
我没有时间做一个安全检查泵电流的例行程序。电路板上有这些元件，但软件还没开发。
它是怎么被评估的？
我最终项目的目标是在我的 Fab Farm 里有一个灌溉控制器，同时学习编程和电子。
来看看我的评估问题：
- 我能用手机连接到灌溉控制器的网页界面吗？
是
- 我能通过网页界面看到已安排的时间和灌溉区域吗？
是
- 我能通过网页界面修改时间和时长吗？
是
- 它会显示湿度和温度吗？
是
- 它会按照计划给植物浇水吗？
是
- 农民在没有太多技术知识的情况下能安装/操作这个系统吗？
是，也不是。我不认为没有技术知识的人能安装它，但任何人都能操作。
- 它会改善小农户或植物爱好者的生活，以相对较低的成本减少他们花在浇水上的时间吗？
是！它改善了我的生活！我们不用再像以前那样去浇水，不用一天开关阀门大约 8 次。
- 做这个项目让我提高了 C++ 技能吗？
是，现在我用 C++ 编程自信多了。
- 做这个项目让我提高了电子设计技能吗？
是，我觉得我可以去做很多其他电子项目了。
- 下一块电路板我会改什么？
MCP1700 稳压器最多提供 250 mA，而 ESP32 在 Wi-Fi 发射时短时间内可能拉到 500 mA 左右，这会让电路板重启。下次我会用 500 mA 或更大的稳压器，比如 AP2112 或 AMS1117。
我在最终项目上工作的周
许可证
署名-非商业性使用-相同方式共享（Attribution-NonCommercial-ShareAlike）。
许可证文件致谢
我要感谢我的本地导师 Luis Carvão，感谢他所有的建议，以及他花时间帮我完成这个项目和 Fab Academy 课程。
我还要感谢我的朋友 Jeff Knight，他用一天加一个深夜给我上 C++ 课，帮我实现了项目里的 ArduinoJson 库。
Jeff 还为固件贡献了以下提交，这里：
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