Автоматизируем полив на даче. Виды систем автополива
Автоматизируем полив на даче. Виды систем автополива
Поливать в автоматическом режиме можно насаждения, высаженные любым способом: на открытом грунте, в теплице, даже на балконе или на подоконнике. Просто масштабы и способы будут разные. Воду можно подавать несколькими способами:
- Дождевателями. Через специальные устройства вода разбрызгивается по поверхности, имитируя дождь. Такой способ автоматического полива чаще всего применяют для орошения газонов. Трава хорошо реагирует на поверхностное внесение воды. Применение для других насаждений может быть ограничено из-за возможности развития болезней.
Один из способов автоматического полива растений — разбрызгивание воды
- Капельный прикорневой полив. В этом случае вода подводится к зоне высадки растения и подается каплями, иногда — тонкими струйками, в зону расположения корневой системы растения. Такой способ автоматического полива используется для огородных и ягодных культур, деревьев, кустарников, цветов. Его часто монтируют в теплицах, на огородах, в цветниках. Миниатюрные системы можно сделать на балконе или для домашних цветов. Потому что вода подается именно туда, куда нужно, такой полив называют «точечный».
Более экономно расходуется вода при капельной подаче
- Подземное внесение воды. Подземная подача воды в основном организовано по капельной технологии. Отличаются шланги — они должны быть более прочными, имеют особенности капельницы: в состав материала, из которого они изготавливаются, вводят гербициды, которые не дают корням растений забивать выходные отверстия. Во всем остальном строение аналогично.
Капельный полив ардуино. 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:
Система целиком:
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:
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:
- 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.
Arduino полив растений. Автополивщик растений на Arduino
Что это такое?
В этой статье мы расскажем о том, как собрать устройство для автоматического полива с контролем влажности почвы — ирригатор . Необходимость полива будем определять по показаниям датчика влажности почвы. Одновременно можно будет поливать несколько растений.
Что для этого необходимо?
Мы собрали все необходимые детали в. В набор входят:
Arduino Uno
Растение в горшке с сухой землёй
Так же удобно для индикации использовать:
Установите Troyka Shield на Arduino Uno 
Подключите датчик влажности почвы через Troyka Shield к аналоговому пинуA0 
Воткните сенсор влажности почвы в землю.
Другой конец шланга вставьте с водой в землю. Если горшок с землёй весит менее 2 кг, рекомендуется отдельно закрепить трубку, чтобы она не перевернула растение.
Опустите помпу в ёмкость с водой. 
Подключите питание.
Калибровка
Показания датчика влажности сильно зависят от кислотности почвы. Поэтому перед началом пользования ирригатором требуется провести простую процедуру калибровки.
Запишите показания на дисплее при воткнутом в сухой горшок сенсоре. Это — минимум влажности.
Полейте цветок и дождитесь пока вода полностью впитается в землю и показания сенсора установятся на одном уровне. Запишите их. Это — максимум влажности.
В скетче исправьте значения константыHUMIDY_MINна значение минимальной влажности иHUMIDY_MAXна значение максимальной влажности. Заново прошейте Arduino Uno.
Масштабирование решения
Мы описали решение для одного растения. Но обычно требуется поливать несколько растений. Помимо очевидного решения — подключения к Arduino нескольких помп и датчиков влажности — существует более простое и дешёвое. Достаточно в трубке, которая идёт в комплекте с помпой проделать шилом дырочки на расстоянии около 30 см и воткнуть в эти дырочки куски стержней от обычных шариковых ручек. Выглядеть это будет так:
Горшки с цветами дома часто стоят в ряд на подоконнике. Вам достаточно просто положить трубку на горшки так, чтобы отверстия в ней приходились по одному на горшок. Теперь наше устройство может поливать сразу несколько горшков. Однако в таком случае принимать решение о необходимости полива можно только по одному горшку. Однако обычно горшки примерно одинаковые по размерам и, соответственно, сохнут с примерно равной скоростью. Можно так же комбинировать два решения, разделяя все горшки на группы примерно равных по размерам.
Автополив на ардуино с емкостным датчиком влажности. Распиновка датчика влажности почвы
Датчик влажности почвы очень прост в использовании и содержит только 4 вывода для связи с внешним миром.
Рисунок 5 – Распиновка датчика влажности почвыAO (аналоговый выход) выдает аналоговый сигнал с напряжением в диапазоне между напряжением питания и 0 В и будет подключен к одному из аналоговых входов нашей платы Arduino.
Вывод DO (цифровой выход) выдает цифровой выходной сигнал со схемы встроенного компаратора. Вы можете подключить его к любому цифровому выводу на Arduino или напрямую к 5-вольтовому реле или подобному устройству.
Вывод VCC подает питание на датчик. Рекомендуется питать датчик напряжением от 3,3 до 5 В. Обратите внимание, что сигнал на аналоговом выходе будет зависеть от того, какое напряжение питания подается на датчик.
GND для подключения земли.
Измерение влажности почвы с помощью аналогового выхода
Поскольку модуль предоставляет как аналоговый, так и цифровой выходные сигналы, то для нашего первого эксперимента мы будем измерять влажность почвы, считывая аналоговые показания.
Подключение
Давайте подключим наш датчик влажности почвы к плате Arduino.
Сначала вам нужно подать питание на датчик. Для этого вы можете подключить вывод VCC на модуле к выводу 5V на Arduino.
Однако одной из широко известных проблем с этими датчиками является их короткий срок службы при воздействии влажной среды. При постоянной подаче питания на зонд скорость коррозии значительно увеличивается.
Чтобы преодолеть эту проблему, мы рекомендуем не подавать питание на датчик постоянно, а включать его только тогда, когда вы снимаете показания.
Самый простой способ сделать это – подключить вывод VCC к цифровому выводу Arduino и устанавливать на нем высокий или низкий логический уровень, когда это необходимо.
Кроме того, итоговая мощность, потребляемая модулем (оба светодиода горят), составляет около 8 мА, поэтому можно запитать модуль от цифрового вывода на Arduino.
Итак, давайте подключим вывод VCC модуля к цифровому выводу 7 Arduino, а вывод GND модуля к выводу GND Arduino.
И, наконец, подключите вывод AO модуля к выводу A0 аналого-цифрового преобразователя Arduino.
Схема соединений показана на рисунке ниже.
Рисунок 6 – Подключение датчика влажности почвы к Arduino для считывания показаний на аналоговом выходеКалибровка
Чтобы получить точные показания с датчика влажности почвы, рекомендуется сначала откалибровать его для конкретного типа почвы, которую вы планируете контролировать.
Различные типы почвы могут по-разному влиять на показания датчика, поэтому ваш датчик в зависимости от типа используемой почвы может быть более или менее чувствительным.
Прежде чем вы начнете хранить данные или запускать события, вы должны увидеть, какие показания вы на самом деле получаете от вашего датчика.
Чтобы отметить, какие значения выводит ваш датчик, когда почва максимально сухая, и когда она полностью насыщена влагой, воспользуйтесь скетчем, приведенным ниже.