Умная автоматическая система полива на Arduino

Компоненты и материалы

Arduino UNO	×1
Графитовые стержни (стержни для дуговой gouging, 1/4")	×2
Электромагнитный клапан (соленоид)	×2
MOSFET IRF640	×2
Резистор 220 Ом	×2
Резистор 680 Ом	×2
Перемычки	×1
Диод 1N4007 (высоковольтный, высокоточный)	×2

Инструменты

• Паяльник
• Напилка (для снятия медной оболочки со стержней)

Приложения

• Arduino IDE

О проекте

В жаркие месяцы растения высыхают, ручной полив отнимает время и тратит воду. Система поливает только когда почва сухая, без участия человека.

Принцип работы

Влажность почвы измеряется Arduino через пару графитовых электродов (стержни), вкопанных на ~10 см. Пропускается ток через стержни и почву — напряжение на них пропорционально сопротивлению почвы. Почва сухая → сопротивление высокое → напряжение высокое → клапан открыт. Почва влажная → сопротивление низкое → напряжение низкое → клапан закрыт.

Подготовка датчика влажности

1. Сломайте стержень пополам.
2. Напилкой снимите медную оболочку с графитового стержня, оставив 5 см меди сверху.
3. Припаяйте медную проводку (20 AWG) к медной части — она пойдет к Arduino. Длина достаточная от растения до блока управления.
4. Вкопайте стержни рядом с растением, медная часть над землей.

Настройка Arduino

Код ниже. Настройте под количество стержней и клапанов. Вспомогательная электроника — по схеме, номиналы ориентировочные. Пороговое значение в коде нужно подобрать под вашу почву.

Пины 4 и 8 → гейты MOSFET (IRF640, TIP120 или аналоги). Диоды 1N4007 обратной полярностью параллельно клапанам — защита от обратного ЭДС.

Питание

DC 12V: изолирующий БП, батарея или солнечная панель. Неиолирующие блоки питания запрещены — опасность удара током через электронику в землю.

Финальная сборка

• Arduino и электронику — в герметичный короб.
• Клапаны — в отдельный короб.
• Соедините шланги, включите питание, подберите глубину стержней.
• Расположите конец шланга достаточно далеко от датчика, чтобы полив был равномерным.

Почему не металлические электроды?

Металл корродирует при прохождении тока, загрязняет почву ионами металлов, сопротивление растет → ложные срабатывания, вред растениям. Графит инертен. Если нет стержней для gouging — можно достать графитовые стержни из цинк-угольных батареек или использовать толстый графитовый стержень от карандаша.

Дальнейшее развитие

• Интеграция с ESP8266 для удаленного управления через интернет.
• Кастомный 3D-печатный корпус для компактности.

Готово! Жду ваши отзывы и идеи в комментариях.

Код

Arduino-скетч: GitHub (работает на любом Uno с обвязкой по схеме)

Схемы

Полная схема проекта: