PRJ012 — Presentation
--- Headline ---
Headline
2025-PRJ-012-ST_012-ST_012-SmartPot
SmartPot spája 3D tlač a jednoduchú elektroniku, aby uľahčil starostlivosť o rastliny každému používateľovi, od začiatočníkov až po nadšencov. Umožňuje presné meranie vlhkosti a poskytuje jasnú vizuálnu informáciu o tom, či rastlina potrebuje vodu. --- Headline ---
--- introduction ---
Introduction
2025-PRJ-012-ST_012-ST_012-SmartPot
SmartPot je inteligentný samozavlažovací kvetináč, ktorý kombinuje 3D tlačený kvetináč so vstavaným zásobníkom vody, vlhkostný senzor, Arduino Nano a OLED displej. Senzor meria vlhkosť pôdy v reálnom čase a Arduino spracováva namerané údaje, ktoré sa následne zobrazujú na displeji formou percentuálneho ukazovateľa a smajlíka.
Tento systém umožňuje používateľovi okamžite vidieť, či rastlina potrebuje zálievku, a tým znižuje riziko prelievania alebo vysychania. SmartPot tak poskytuje praktické, intuitívne a spoľahlivé riešenie pre každodennú starostlivosť o rastliny.
--- introduction ---
--- obsah ---
Obsah
--- obsah ---
01-Business
SmartPot rieši najčastejší problém pri pestovaní rastlín, a tým je nesprávne zalievanie. Či už ide o zabúdanie, prelievanie alebo neodhadnutie množstva vody, rastlina bez správnej vlhkosti trpí.
Správne množstvo vody je pri rastinách zásadné:
- príliš veľa vody = hniloba koreňov, plesne, postupné odumieranie rastlín,
- príliš málo vody = vädnutie, žltnutie, spomalený rast.
SmartPot umožní používateľovi:
- jednoducho sledovať vlhkosť pôdy v reálnom čase,
- predchádzať prelievaniu či podlievaniu,
- získať jasný vizuálny indikátor (percento + smajlík),
- zjednodušiť a zefektívniť starostlivosť o rastliny.
SmartPot tak znižuje riziko poškodenia rastliny a pomáha udržiavať optimálne podmienky aj tým, ktorí starostlivosť občas zanedbajú.
Requirements
Business Process
02-Top Level Architecture
SmartPot kombinuje 3D tlač s jednoduchou elektronikou a meraním vlhkosti pôdy.
Hardvérové prvky:
- 3D tlačený kvetináč so vstavaným zásobníkom vody
- analógový senzor vlhkosti, ktorý meria množstvo vody v pôde
- Arduino Nano pre spracovanie údajov zo senzora
- OLED displey na vizuálnu signalizáciu
Ako funguje meranie:
- Senzor vlhkosti pôdy detekuje obsah vody v pôde a odošle analógový signál do Arduino Nano.
- Arduino prepočíta nameranú hodnotu na zrozumiteľnú škálu 0-100%
- OLED displej zobrazí úroveň vlhkosti spolu s indikátorom smajlíka:
| Vlhkosť | Emoji | Stav |
|---|---|---|
| > 60 % | 😊 (štasný smajlík) | pôda má dostatok vody |
| 30–60 % | 😐(neutrálny smajlík) | pôda začína vysychať |
| < 30 % | 😟 (smutný smajlík) | pôda je suchá, je čas rastlinu poliať |
SmartPot tak používateľovi poskytuje okamžitú spätnú väzbu bez nutnosti jeho odhadu alebo kontroly vlhkosti pôdy rukou.
Nasledujúci diagram zobrazuje hlavné komponenty systému a ich prepojenie.
03-Solution Architecture
SmartPot je kombináciou viacerých komponentov. Vlhkostný senzor meria pôdu v reálnom čase, Arduino spracováva údaje a OLED displej ich zobrazuje percentuálne a pomocou smajlíka.
Použité komponenty
| Komponent | Množstvo |
|---|---|
| Arduino Nano | 1 ks |
| OLED displej (I2C, 1.3″) | 1 ks |
| Senzor vlhkosti pôdy | 1 ks |
| Jumper káble (M–F, M–M) | cca 30 ks |
| Breadboard | 1 ks |
| USB kábel | 1 ks |
| 3D tlačený kvetináč (PETG) | 1 ks |
| 3D tlačené vnútro do kvetináča (PETG) | 1 ks |
04-Analysis
Project Roadmap
-
Úvodný koncept
- Pôvodná myšlienka bola vytvoriť iba samozavlažovací kvetináč pomocou 3D tlače.
- Po diskusii s kolegom však vznikla myšlienka projekt rozšíriť o elektronickú časť, ktorá bude vedieť sledovať vlhkosť pôdy.
-
Papierové návrhy
- Ručný náčrt tvaru kvetináča, zásobníka vody a umiestnenia elektroniky.
- Náčrt zapojenia senzora, Arduina a displeja.
- Tieto náčrty tvorili prvú verziu architektúry pred spracovaním v EA.
-
Modelovanie architektúry v Enterprise Architect (EA)
- Business Layer – definovanie potrieb používateľa a základného procesu.
- System Layer (Top Level Architecture) – návrh architektúry: senzor → Arduino → displej → používateľ.
- Technology Layer – technická schéma zapojenia + komponenty použité pre prototyp.
-
3D modelovanie kvetináča
- Kompletný návrh vo Fusion 360.
- Export modelu a príprava pre 3D tlač.
-
3D tlač prototypu
- Tlač prebehla vo FabLabe.
- Priebežné úpravy a drobné iterácie podľa potreby.
-
Zostavenie HW a programovania (paralelne s 3D tlačou)
- Provný prototyp predstavoval prepojenie vlhkostného senzora, OLED displeja a Arduina na breadboarde.
- Programovanie základnej funkcionality:
- čítanie vlhkosti,
- prepočet na percentá,
- zobrazenie na displeji,
- smajlík podľa stavu pôdy.
-
Integrácia HW s vytlačeným 3D modelom
- Druhý prototyp predstavoval zapojenie komponentov bez breadboardu do finálneho 3D tela.
- Umiestnenie senzora do rastliny a testovanie v reálnych podmienkach.
- Finálna úprava kódu.
-
Testovanie a ladenie
- Test reakcií displeja pri rôznych úrovniach vlhkosti.
- Kontrola kompatibility 3D modelu s elektronikou.
-
Finalizácia projektu
- Dokončenie dokumentácie.
- Pridanie fotografií prototypu.
05-Design
Schéma zapojenia
Na nasledujúcom obrzáku je náš rukou nakreslený náčrť, ako by sme si zapojenie s Arduinom predstavovali.
Pôvodný náčrt kvetináču
Návrh 3D modelov vo Fusion 360
06-Implementation
Zapojenie elektroniky
Zapojenie senzora vlhkosti s Arduino Nano
- VCC → VIN (Arduino Nano)
- GND → GND (Arduino Nano)
- A0 → A0 (Arduino Nano)
Zapojenie OLED displeja (I2C) s Arduino Nano
- VCC → VIN (Arduino Nano)
- GND → GND (Arduino Nano)
- SDA → A4 (Arduino Nano)
- SCL → A5 (Arduino Nano)
Výsledná schéma zapojenia
Na obrázku nižšie je zobrazená schéma zapojenia Arduina so senzorom a OLED displejom.
Takto vyzeral prvotný prototyp zapojenia v breadboarde:
A takto vyzeralo finálne zapojenie bez breadboardu:
Vytlačený 3D model
Vytlačený kvetináč pozostával z dvoch častí, samotného kvetináča a vnútra, ktoré oddeľuje kvet od zásobníka vody.
Na nasledujúcich obrázkoch je možné vidieť už spojené časti kvetináču.
Finálny produkt
Projekt priniesol plne funkčný SmartPot, ktorý obsahuje 3D tlačený kvetináč so vstavaným zásobníkom vody, vlhkostný senzor a displej, ktorý poskytuje okamžitú vizuálnu spätnú väzbu. Meranie vlhkosti je presné a používateľ je notifikovaný o stave pôdy jednoduchým vizuálnym indikátorom na displeji (percento + smajlík).
Možné vylepšenia v budúcnsosti
Do budúcnosti vidíme niekoľko možností, ako prototyp vylepšiť. Mohli by sme pridať automatickú pumpu, ktorá by sama dopĺňala vodu zo zásobníka alebo integrovať Bluetooth či Wi-Fi pre odosielanie upozornení priamo do telefónu používateľa. Ďalšou možnosťou je pridať zvukový indikátor, ktorý by upozorňoval, že pôda je suchá, čím by sa zvýšila interaktivita a použiteľnosť zariadenia.