Interactieve Bloempot - Tijmen Van Oene

Mijn project is een interactieve bloempot, die met behulp van Arduino jouw kamerplant een levendig (en enigszins vervelend) karakter geeft. Als de aarde in de bloempot droog wordt, begint de plant zeurend te piepen en zijn wortels te bewegen. Pas wanneer jij jouw plantje water geeft, stopt de plant met miepen. Zo vormen jullie samen een hechte band en vergeet jij nooit weer je kamerplant water te geven.

Ik kwam op dit concept door mijn liefde voor mijn eigen kamerplant Ian, een Chinese Vijg. Omdat planten van deze soort weinig water nodig hebben, vergeet ik Ian wel eens op tijd water te geven. Hier baal ik natuurlijk enorm van, omdat ik mijn kamerplant antropomorfiseer: in mijn hoofd heeft Ian een menselijk karakter en een eigen bewustzijn.

           Mijn vergeetachtigheid en dit aparte trekje inspireerden mij uiteindelijk tot het ontwerpen van een soort ‘planten Furby’. Om dit concept te realiseren gebruiken ik onder andere Arduino Uno, een bodemvochtigheidssensor en huisafval. Ian zou eindelijk zijn frustratie over droge voeten kunnen uiten naar mij en ik zou nooit weer vergeten hem water te geven.

Electronica

-       Arduino Uno

-       Traditionele bodemvochtigheidssensor – hygrometer

-       Traditionele bodemvochtigheidssensor – driver/module

-       Piezo Buzzer – zoemer

-       Servomotor – Micro Servo 9g SG90

-       Batterijconnector – 9V

-       Batterij – 9V

-       Draadbruggen set

-       Printplaat

-       (Breadboard)

Behuizing

-       Plastic bloempot (middelgroot)

-       Plastic schijf – zelfde diameter als bloempot

-       Flexibele bloempot liner – bijvoorbeeld van een afvalzak

-       4 Kleine pootjes (bijvoorbeeld flessendopjes) om de bloempot iets boven het oppervlak te houden

-       Touw - ongeveer 0.5 m

-       Acrylverf – rood, geel, blauw, wit

-       Lijmpatronen

-       Potgrond

-       Baksoda

Gereedschap

-       Soldeerbout

-       Soldeertin

-       Soldeerspons

-       Striptang

-       Kniptang

-       Afbreekmes

-       Keukenschaar

-       Lijmpistool

-       Verfkwast

Mijn ontwerpproces begon met het conceptualiseren van mijn ontwerp. Ik bedacht op basis van mijn inspiraties het concept. Ik dacht hierbij na over wat er binnen het kader van mijn gebrekkige Arduino-skills haalbaar zou zijn. Ik heb het ontwerp wat betreft het technologische component dus erg simpel gehouden en richtte mij vooral op de behuizing.

       Om een gevoel te krijgen voor hoe het eindproduct in elkaar zou zitten heb ik een simpele schets gemaakt. Ik heb hierbij tevens alleen rekening gehouden met de sensor, buzzer, servomotor en Arduino Uno. De bloempot zou eigenlijk bestaan uit twee delen: een bovenste en een onderste helft, waarbij de bovenste helft kan worden losgemaakt. De bovenste helft bevat de potgrond en de bodemvochtigheidssensor, die via draadbruggen verbonden is met de elektronica in de onderste helft. De twee helften zijn van elkaar gescheiden door een plastic schijf, die met lijm bevestigd wordt aan de bovenste helft.

Omdat ik nog een aantal onderdelen miste, zoals de bodemvochtigheidssensor, besloot ik de onderdelen die ik wel bij had te testen. Ik probeerde bijvoorbeeld met behulp van een potmeter uit hoe de servomotor zou kunnen bewegen in het eindproduct. Ik knoopte hierbij stukken touw aan de servomotor om het idee te geven van bewegende plantenwortels. 

Toen ik alle benodigde elektronica in huis had, kon ik beginnen met het samenstellen van een prototype. Ik schreef hiervoor eerst een code met behulp van Arduino IDE. Ik gebruikte hierbij een aantal bronnen, welke ik hieronder heb vermeld in de bronvermelding.

           Mijn grootste uitdaging rondom toepassen van relatief beperkte onderdelen als de piezo buzzer en servomotor was het creëren van een organisch gevoel. Om dit op te lossen heb ik veel gewerkt met willekeurige waardes, waardoor het eindproduct vrij levendig aanvoelt.

Mijn code met toelichting staat in het bijgevoegde tekstdocument.

Verder staat hierboven een schematische tekening van mijn prototype.

Bronvermelding:

Play a Melody using the (tone) function. (2015, 8 november). Arduino.cc. https://docs.arduino.cc/built-in-examples/digital/toneMelody

Playing a scale. (2012, 17 oktober). Adafruit. https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesson-10-making-sounds/playing-a-scale

De code:

Vervolgens kon ik de componenten gaan bevestigen aan de printplaat door deze te solderen. Ik heb hierbij alle componenten gesoldeerd, behalve de verbinding tussen de draadbruggen van de servomotor. De servomotor heb ik dus vrijgehouden. 

Als laatste heb ik de behuizing gebouwd.

Hieronder staat een step-by-step guide voor het maken van de behuizing.

Snijd of knip eerst de bloempot in tweeën langs het midden van de pot. Maak in de bodem van de bloempot een gaatje waar de kop, dus het draaiende deel, van de servomotor doorheen past. Zorg hierbij dat de servomotor genoeg ruimte heeft om vrij te draaien.

Snijd daarna een plastic schijf uit, bijvoorbeeld, een yoghurtcontainer. De plastic schijf moet groot genoeg zijn om in het midden van de bloempot te passen. De plastic schijf vormt de valse bodem in de bloempot. Maak in het midden van de plastic schijf een gaatje waar de tanden van de bodemvochtigheidssensor door passen.

Meng met de acrylverf een terracotta kleur en voeg baksoda toe voor textuur. De verf mag hierbij best dik worden. De baksoda geeft de acrylverf een zanderige textuur. Bedek alle zichtbare delen van de bloempot met de verf.

Maak vier plantenwortels uit vier stukken touw. Ik heb dit gedaan door de stukken touw gedeeltelijk los te draaien en in verschillende segmenten te knopen. Verf daarna de puntjes van de wortels met de acrylverf wit. Verf de rest van de wortels met de acrylverf in donkere geeltinten.

Lijm met het lijmpistool vervolgens de plastic schijf aan de bodem van de bovenste helft van de bloempot. Voor extra stevigheid kun je de plastic schijf iets uit laten steken aan de bodem, dit fungeert als een soort ‘bevel’. Lijm ook de bodemvochtigheidssensor vast aan de plastic schijf. Let hierbij op dat slechts de tanden van de sensor boven de schijf uit steken. Zorg bij het lijmen dat alles enigszins waterdicht is.

Lijm met het lijmpistool de servomotor aan de onderste helft van de bloempot. Let hierbij op dat de kop van de servomotor, dus het draaiende deel, onder de bloempot uit steekt.

Lijm met het lijmpistool de vier voetjes aan de bodem van de onderste helft van de bloempot. Let hierbij op dat de pootjes verder onder de bloempot uitsteken dan de kop van de servomotor: de servomotor moet vrij kunnen bewegen.

Lijm met het lijmpistool de vier wortels aan de kop van de servomotor, dus het draaiende deel.

Knip een bloempot liner uit, bijvoorbeeld, een afvalzak. Leg deze in de bovenste helft van de bloempot, dus waar de potgrond komt te liggen. Zorg dat de tanden van de bodemvochtigheidssensor door de bloempot liner heen steken.

Bevestig de servomotor aan de Arduino. Stop de arduino en de rest van de onderdelen in de onderste helft van de bloempot. Leg de twee helften op elkaar en vul de bovenste helft van de bloempot met waterhoudende potgrond.

Poot ten slotte een plantje in de potgrond. Bij voorkeur is dit een plantje die van natte voeten houdt, omdat er in deze bloempot geen drainage is. Een nepplant kan natuurlijk ook :) 

Toegegeven was dit project niet helemaal mijn ding. Ik raakte soms gefrustreerd van het schrijven van code en mijn eigen slechte soldeerwerk (ik moest meerdere keren opnieuw solderen). Toch ben ik redelijk tevreden met het eindresultaat. Ik had niet verwacht dat ik het overbruggen van de digitale en fysieke wereld door middel van interactieve ontwerpen eigenlijk best interessant zou vinden. Ik heb daarnaast op basisniveau leren werken met elektronica, leren solderen en leren coderen in Arduino IDE. Al met al heb ik door dit project dus mijn eigen interesses en vaardigheden als ontwerper kunnen verbreden.