Система полива домашних растений

Необходимые инструменты и машины

Паяльник (общий)

Приложения и онлайн-сервисы

IDE Arduino

Об этом проекте

Еще один поливщик растений

В Интернете есть много знакомых проектов и руководств по использованию датчиков влажности почвы. В этом проекте некоторые блестящие идеи, найденные в Интернете, объединены и воплощены в программной части для создания контроллера системы полива домашних растений. Иногда решение кажется очевидным, пока вы не приблизитесь, чтобы увидеть дьявола в деталях. Итак, давайте исследуем эти детали.

Основные характеристики контроллера

Этот контроллер имеет следующие особенности:

• Поддерживаются два завода, контроллер имеет два независимых канала; любой канал можно отключить

• У каждого канала есть два основных параметра:как долго качать воду вперед и назад. Эти параметры измеряются десятками секунд.

• Контроллер имеет ручной режим. Можно поливать растение, нажав на кнопку.

• Контроллер проверяет влажность после полива растений. Отключает канал на случай, если влажность не повысится.

• В контроллере реализован датчик освещенности, предотвращающий работу в ночное время.

• Контроллер имеет систему меню для настройки параметров конфигурации. Конфигурация сохраняется в EEPROM.

Влажность почвы

Как точно измерить влажность почвы? Можно заказать датчик на eBay, поставить на заводе и проверить сопротивление. Этот способ описан во многих обучающих материалах в Интернете. К сожалению, в моем случае сопротивление «сухой» и «мокрой» установки было настолько близким (300 кОм и 500 кОм), что вряд ли можно точно решить, когда следует доливать воду в нашу установку. Проблема в том, что чистая вода не проводит электричество, в отличие от минералов, содержащихся в воде. Таким образом, измеренное сопротивление во многом зависит от количества и типа минералов в нашем растении, а не от количества воды, которую мы на него нанесли. Google может помочь. В Интернете я нашел отличную идею измерить емкость датчика, а не сопротивление. Основная идея заключается в том, что вода имеет большую диэлектрическую проницаемость, а емкость «мокрого» растения намного больше, чем «сухого» (200 мкФ против 200 пФ), разница в миллион раз!

Как измерить емкость?

Еще один гений превратил Arduino в высокоточный измеритель конденсаторов. Но на мой взгляд этот метод сложен и нет необходимости так точно измерять емкость нашего сенсора. Другой способ измерения емкости намного проще, он использует только два аналоговых вывода и дает приемлемую точность, чтобы различать «сухие» и «влажные» условия на нашем предприятии. Как я упоминал выше, показания «сухой» и «мокрой» установки сильно различаются, это значение неудобно использовать для установки предела, поэтому в расчетах используется натуральный логарифм показаний емкости от датчика. код, чтобы уменьшить интервал возможных значений.

Почему именно H-мост?

Казалось, что использовать единственный МОП-транзистор для работы водяного насоса - это хорошая идея. К сожалению, уровень воды в резервуаре источника воды (бутылке) может быть выше, чем у нашего завода. В таком случае мы начинаем качать воду, но после остановки насоса она продолжает работать. Как наверняка остановить воду? Вы можете некоторое время поработать насос в обратном направлении. Поскольку мы используем двигатель постоянного тока, достаточно поменять местами полюса («+» и «-»). Для этого вам нужно использовать H-мост. Микросхема L298n - хороший выбор. Насосы в этом проекте используют 9 В и 3 А, поэтому вам также понадобится радиатор на ИС и резистор питания. В этом контроллере используется силовой резистор 1 Ом 5 ​​Вт. Двигатель H-bridge L298n подходит для управления двумя двигателями, поэтому этот контроллер может управлять двумя установками одновременно.

Система меню контроллера

Для управления контроллером установки используется энкодер. После запуска контроллера появляется главный экран. На главном экране отображаются некоторые полезные параметры. Текущие показания датчиков обоих каналов контроллера (в верхней строке). Если канал отключен, строка « xxxx "отображается. В нижней строке отображаются сухие пределы.

Чтобы запустить насос вручную, кратковременно нажмите поворотный регулятор. Появится экран ручного управления. Чтобы настроить параметры контроллера, нажмите и удерживайте энкодер (около 1 секунды) на главном экране. Три меню настройки описаны здесь:

• Левый канал

• Правый канал

• Яркость подсветки дисплея (или авто)

• Яркость подсветки дисплея ночью

У каждого канала есть собственное меню:

• включение канала

• сухой лимит

• время работы насоса вперед (десятки секунд)

• время обратного хода насоса (десятки секунд)

• параметры теста

«Сухой лимит» используется для установки минимальной влажности почвы растения для запуска полива. Значение представляет собой натуральный логарифм емкости датчика. Текущие значения показаний датчика можно найти на главном экране вместе со значениями сухого предела.

Пункт меню «Параметры теста» позволяет проверить, как будет работать поливочная машина, чтобы настроить значения времени перед их сохранением в EEPROM.

Оборудование

Контроллер построен на двух двухсторонних платах размером 3x7 см. Первый используется для драйвера двигателя l298n, диодов, клеммных колодок с винтовыми зажимами для подключения силовых и мотопомп, разъемов для датчиков. Эта плата также имеет модуль питания постоянного тока AMS1117-adj для получения 5 В для l298n и Arduino. При отладке этой части контроллера было удобно использовать отдельный регулятор напряжения. Вы можете использовать регулятор на плате Arduino, чтобы получить стабилизированное напряжение 5В.

Вторая плата содержит Arduino nano, разъемы для энкодера и фоторезистора, а также разъем для ЖК-дисплея.

Код

Система полива

Схема