Главная » Arduino
Призовой фонд
на октябрь 2019 г.
1. Тестер компонентов LCR-T4
Сайт Паяльник
2. 500 руб
Сайт Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Автополив для комнатных растений на Arduino

Хочу вынести на суд общественности один из своих проектов. Это система автополива для комнатных растений на Arduino. Это уже вторая версия системы, в которой я учел опыт эксплуатации первой версии.

Система работает нормально уже больше 4-х месяцев.

Блок питания/управления выглядит следующим образом:

Блок питания/управления

Система целиком:

Видео по теме:

Особенности системы:

  • Поддержка управления 3-мя 5В помпами.
  • К каждой помпе можно подключить гребенку с кранами (до 4х штук), и таким образом поливать до 12 растений
  • Полностью автономная работа на аккумуляторах около 2х месяцев
  • Возможность изменения настроек при помощи кнопок (в предыдущей версии для этого приходилось перепрошивать Arduino)
  • Текущие настройки полива выводятся на Oled дисплей
  • Система уходит в сон (Powerdown Arduino) и выключает дисплей для экономии заряда аккумулятора
  • Модули крепятся на самодельной печатной плате
  • Использование SMD компонентов (полевые транзисторы, резисторы)
  • Плотная компоновка деталей, как следствие небольшие габариты

Схема:

Схема автополива для комнатных растений на Arduino

Всё собирается (кроме батареи из мосфетов) в основном из китайских модулей, купленных на АлиЭкспресс.

Схему можно разделить на 3 части:

  • Аккумулятор и модули, обеспечивающие питание
  • Блок управления, состоящий из Arduino nano, модуля времени, кнопок и экрана (экран лучше питать более низким напряжением 3,3 В, поэтому добавлен дополнительный понижающий модуль)
  • Помпы и батарея из Мосфетов (с защитными диодами)

Список деталей:

  • Канистра 5л
  • Толстые трубки
  • Тонкие трубки
  • Помпы 5В с АлиЭкспресс
  • Гребенка с кранами
  • Пищевой контейнер
  • 3 аккумулятора формата 18650
  • Модуль зарядки TP4056
  • Повышающий модуль до 5В
  • Понижающий модуль до 3,3В
  • Arduino nano
  • Модуль времени DS3231
  • Oled дисплей
  • Тактовые кнопки
  • SMD полевой транзистор AO3400
  • SMD резисторы в корпусе на 100 Ом и 10к Ом
  • Диоды 1n4007
  • Электролитические конденсаторы 6,3В, 1000 мкФ
  • Керамические конденсаторы 10 мкФ (можно и меньшей емкости)

Основные кнопки:

Для изменения настроек:

  • Нажать 2 раза "кнопку выхода их сна", чтобы на экран вывелись данные
  • Удерживать "кнопку изменения настроек", пока не замигает одно из значений
  • Нажимая "кнопку изменения настроек", можно выбрать параметр, который нужно изменить. При каждом нажатии на кнопку по очереди будут мигать элементы. Мигающее значение можно изменить.
  • Для изменения значений используются кнопки "+" и "-".
  • После завершения редактирования. Нужно опять удерживать "кнопку изменения настроек".
  • В случае успеха, экран погаснет и новые настройки вступят в силу.

 

Процесс изготовления:

Более подробно процесс сборки можно посмотреть в видео к статье, основные этапы:

  • Для начала нужно было написать прошивку, поэтому собрал стенд на беспаечной плате и приступил к написанию кода и тестам.
  • После того как прошивка начала работать, как задумывалось, пришло время приступить к сборке системы. Я решил изготовить плату методом ЛУТ. Хотя в принципе можно и соединить всё навесным монтажом, т.к. деталей не так уж и много. 
  • Развел плату в программе
  • Напечатал на специальной термотрансфертной бумаге, купленной на АлиЭкспресс
  • Подготовил текстолит, зачистив мелкой наждачкой и протерев спиртом
  • Перевел рисунок при помощи утюга
  • Места, где тонер плохо прилип, докрасил маркером
  • Протравил в растворе перекиси водорода, лимонной кислоты и соли
  • После травления стер тонер жидкостью для снятия лака
  • В плате просверлил отверстия и залудил
  • Запаял компоненты в плату
  • После этого спаял аккумуляторы с модулями питания и запустил систему
  • Осталось оформить всё в корпус. В качестве корпуса я использовал прозрачный пищевой контейнер. Плату закрепил на стойках, которые вклеил в корпус.
  • Просверлили отверстия под кнопки, выключатели и порт микро USB
  • Места на крышке, где должен быть экран и индикатор заряда аккумулятора залепил изолентой, после чего всё покрасил черным матовым грунтом.
  • После того как краска высохла, собрал всё вместе. Индикатор заряда и кнопки закрепил на термоклей.
  • В результате получилось компактное устройство с довольно плотной компоновкой.

Собрал всё по сути за одни выходные. Гораздо больше времени ушло на написание прошивки.

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 Участие в конкурсе 1
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

Комментарии (14) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
BARS_ #
Все хорошо, только непонятно, нафига тут ардуйня? компараторы сделают ровно тоже самое. Т.е. пол схема заменяется ОДНОЙ микросхемой. Тогда и преобразователи напряжения не понадобятся. Достаточно будет трех счетверенных компараторов. Далее непонятно, зачем три помпы, если нужна всего одна?

Развел плату в программе
Разводят девушек на интим, а платы трассируют...
Отредактирован 22.09.2019 21:58
Ответить
0

[Автор]
E and V #
Я честно скажу, что с компараторами не работал, да и вообще из микросхем наверно только с таймером 555 что-то делал, но я вот вообще не представляю, как можно на логических микросхемах сделать что-то, что будет снимать информацию с независимого модуля времени, включать помпы при совпадении кучи условий, выводить информацию на Олед дисплей да и ещё, чтобы была возможность менять настройки кнопками.
Может конечно найдется спец, который сможет такое сотворить (например дома валяется древний калькулятор Искра 122 с ГРИ весом 12 кг, его же как-то спроектировали чисто на логических микросхемах), но это точно не я.
3 помпы, потому что 3 группы растений, у каждой группы свои требования к поливу. С одной помпой на 9 растений кранами отрегулировать распределение воды нормально нереально.
По поводу интима, плат и трассировки - принято!
Ответить
0
BARS_ #
что будет снимать информацию с независимого модуля времени, включать помпы при совпадении кучи условий, выводить информацию на Олед дисплей да и ещё, чтобы была возможность менять настройки кнопками.
Это полив, а не компьютер. Все, что нужно - определить, что земля высохла и намочить ее. Ни время, ни дисплей, ни смена настроек там даром не нужны. Конечно, для саморазвития полезный опыт, но для практики мало применимо.
Ответить
+1

[Автор]
E and V #
Если про практику говорить, у меня подобные самодельные системы больше года уже успешно растения дома поливают. Растения стали заметно лучше расти, больше никто не умирает от недолива/перелива. Требования и концепция системы не из воздуха родились, а как раз из опыта эксплуатации.
определить, что земля высохла

Можно это сделать с помощью датчиков влажности почвы, но если растений много, подоконник превращается в паутину из проводов, что лично мне как-то не очень. Поэтому пришел к поливу по времени.
Ни время, ни дисплей, ни смена настроек там даром не нужны.
Лично мне нужны. Мне например интересно, когда последний раз полив был, сколько осталось до следующего и текущие настройки. Настройки несколько раз в год менять приходится: жара - поливать нужно чаще, холод - реже.
Отредактирован 23.09.2019 10:59
Ответить
0
BARS_ #
но если растений много, подоконник превращается в паутину из проводов, что лично мне как-то не очень. Поэтому пришел к поливу по времени.
Провода тянутся вместе с трубками, никакой паутины нет. Можно вообще в капроновую плетенку и провода и трубки засунуть.

Настройки несколько раз в год менять приходится: жара - поливать нужно чаще, холод - реже.
Отлично, ставим датчик температуры и настройки не надо менять никогда. Вы усложняете систему, в то время, как ее надо упрощать. А если уж используется целый МК, то и функционал делать богаче. Например, выкинуть дисплей и кнопки, и поставить Wi-Fi, подключить датчик ультрафиолета и контролировать количество времени, когда растения его получают. При недостатке включать лампы. Контролировать влажность воздуха в районе растений и включать увлажнение или же разгонять воздух вентиляторами. Тогда уже получаем функционал, которые нельзя реализовать простой схемой на компараторах.

Кстати, ни на одном фото не видно, что отображает дисплей. Везде какие-то крякозябры.
Ответить
+1

[Автор]
E and V #
Тут бесконечно можно спорить как лучше сделать (усложнять/упрощать, какие параметры контролировать и как на них реагировать). Делал под себя, мне всё нравится. Надеюсь ещё кому-то мой опыт пригодится.

Да фото дисплея крупным планом не хватает. Там "таблица": строки номера помп, столбцы настройки полива (время включения, период работы, продолжительность полива, сколько дней осталось до ближайшего полива)
Ответить
0
Юрий #
Здравствуйте! Как раз искал вторую версию вашего проекта с возможностью настроек без перепрошивки. На ардуино ваш проект понравился больше остальных, лишних датчиков нет и работа от батареи, у меня без дела валяется повербанк, хочу его использовать, соответственно уже не нужна повышайка и контроллер заряда и индикатор заряда в нем есть. На всякий случай хочу уточнить про oled дисплей, такой подойдет: https://ru.aliexpress.com/item/32869184826.html ? Там по цветам они отличаются, цвет критичен? Чтоб потом библиотеки не искать, я просто с arduino еще не работал.
Ответить
0

[Автор]
E and V #
Спасибо! Приятно слышать, что кому-то мой проект интересен.
По поводу дисплея. По той ссылке, что Вы скинули, не уверен. Там на дисплее названия контактов: GND VDD SCK SDA. А у моей версии дисплея: GND VCC SCL SDA. Может быть это значения не имеет, а может быть и библиотека другая нужна, я не проверял.
Я брал свой дисплей вот здесь
Он точно работает. Цвет дисплея значения не имеет.
По поводу питания от Павербанка есть 2 момента:
1. Не все Павербанки реагируют на маленькую нагрузку. В режиме сна система потребляет около 5мА. Павербанк может подумать, что к нему ничего не подключено и отключиться.
2. Павербанк дает напряжение 5В. А по поводу этого дисплея я читал на форумах, что его лучше питать от 3.3В, дольше прослужит. Поэтому я в схему дополнительную понижайку до 3.3В добавил.
Ответить
0
Юрий #
Спасибо за уточнение, понижайку для дисплея я конечно оставлю, по нагрузке повербанка надо будет тестировать, возможно придется оставить диоды которые вы выпаивали для экономии энергии, если будут проблемы. По дисплею, спасибо за ссылку!
Ответить
0

[Автор]
E and V #
Павербанк можно очень просто протестировать запитав от него индикаторный светодиод с резистором 300 Ом. Если через некоторое время не погаснет, значит всё ОК.
По поводу выпаивания диодов не совсем понял о чем речь.
Ответить
0
Юрий #
Вы в первой версии проекта писали что выпаивали диоды из модуля часов и ардуинки для экономии энергии, я предположил что может если их не выпаивать то повербанку хватит нагрузки чтоб не отключаться, хотя не уверен что данные диоды горят постоянно, надо смотреть. По проверке понял, спасибо, проверю.
Ответить
0

[Автор]
E and V #
Теперь понял. Светодиоды потребляют примерно 5-10 мА каждый. Павербанки реагируют на ток примерно от 200 мА. Светодиодами 200 мА никак не наберете.
Да и вообще я долго заморачивался, чтобы снизить потребление. В бета- версиях первой системы потребление было в районе 20-30 мА, приходилось подключать дополнительно солнечную батарею, чтобы хотя бы месяц без зарядки протянуть. В текущей версии - 2 месяца без всяких дополнительных солнечных батарей.
Ответить
0
Юрий #
Думаю варианты есть, если что то откажусь от повербанка, есть ноутбучные 18650. Заказал помпы, дисплей и часть рассыпухи с али, если вдруг воткнусь со сборкой то попрошу у вас совета если вы не против. Планирую поливать огурцы на подоконнике, а также зеленый лук.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Arduino UNO
Arduino UNO
Регулятор мощности 2 кВт Катушка Тесла
вверх