Bewässerungssystem für Heimpflanzen

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Über dieses Projekt

Noch ein Pflanzenbewässerer

Es gibt viele bekannte Projekte und Tutorials im Internet, die die Verwendung der Bodenfeuchtesensoren beschreiben. In diesem Projekt werden einige brillante Ideen aus dem Internet kombiniert und mit dem Softwareteil zum Bau des Heimpflanzenbewässerungssystem-Controllers vervollständigt. Manchmal sieht die Lösung offensichtlich aus, bis Sie ein wenig näher kommen, um den Teufel im Detail zu sehen. Lassen Sie uns diese Details untersuchen.

Hauptmerkmale des Controllers

Dieser Controller hat die folgenden Funktionen:

• Zwei Anlagen werden unterstützt, der Controller hat zwei unabhängige Kanäle; Jeder Kanal kann deaktiviert werden

• Jeder Kanal hat zwei allgemeine Parameter:wie lange das Wasser vorwärts und rückwärts gepumpt werden soll. Diese Parameter werden in Zehntelsekunden gemessen.

• Der Controller verfügt über einen manuellen Modus. Es ist möglich, die Pflanze durch Drücken des Knopfes zu gießen.

• Der Controller überprüft die Luftfeuchtigkeit nach dem Gießen der Pflanze. Es deaktiviert den Kanal, falls die Luftfeuchtigkeit nicht erhöht wird.

• Der Controller implementiert den Lichtsensor, um zu verhindern, dass er nachts läuft

• Der Controller verfügt über ein Menüsystem zum Einrichten der Konfigurationsparameter. Die Konfiguration wird im EEPROM gespeichert.

Die Bodenfeuchtigkeit

Wie misst man die Bodenfeuchtigkeit genau? Sie können den Sensor bei eBay bestellen, in die Anlage legen und den Widerstand prüfen. Dieser Weg wird in vielen Tutorials im Internet beschrieben. Leider waren in meinem Fall die Widerstände von "trockener" und "nasser" Pflanze so nahe (300 kOhm und 500 kOhm), dass es kaum möglich ist, genau zu entscheiden, wann wir unserer Pflanze etwas Wasser hinzufügen sollten. Das Problem ist, dass das saubere Wasser den Strom nicht leitet, sondern die Mineralien im Wasser. Der gemessene Widerstand hängt also stark von der Menge und Art der Mineralien in unserer Pflanze ab, nicht von der Wassermenge, die wir ihr aufgetragen haben. Google kann helfen. Im Internet habe ich eine brillante Idee gefunden, die Kapazität des Sensors zu messen, nicht den Widerstand. Die Hauptidee ist, dass das Wasser eine große Dielektrizitätskonstante hat und die Kapazität der "nassen" Pflanze viel größer ist als die der "trockenen" (200 mkF vs 200 pF) einen millionenfachen Unterschied!

Wie misst man die Kapazität?

Ein weiteres Genie hat das Arduino in ein hochpräzises Kondensatormessgerät verwandelt. Aber meiner Meinung nach ist diese Methode kompliziert und es ist nicht notwendig, die Kapazität unseres Sensors so genau zu messen. Eine andere Möglichkeit, die Kapazität zu messen, ist viel einfacher und verwendet nur zwei analoge Pins und bietet die akzeptable Genauigkeit, um zwischen "trockenen" und "nassen" Bedingungen unserer Anlage zu unterscheiden. Wie ich oben erwähnt habe, unterscheiden sich die Messwerte der "trockenen" und "nassen" Anlage stark. Es ist nicht praktisch, diesen Wert zum Festlegen eines Grenzwerts zu verwenden, daher wird der natürliche Logarithmus der Kapazitätsmesswerte des Sensors in der Code, um das Intervall möglicher Werte zu verringern.

Warum H-Brücke?

Es schien eine gute Idee zu sein, den einzelnen MOSFET-Transistor zum Betrieb der Wasserpumpe zu verwenden. Leider kann der Wasserstand im Quelltank (Flasche) höher sein als bei unserer Anlage. In einem solchen Fall fangen wir an, das Wasser zu pumpen, aber es läuft weiter, nachdem die Pumpe gestoppt wurde. Wie kann man das Wasser sicher stoppen? Sie können die Pumpe eine Zeit lang in umgekehrter Richtung laufen lassen. Da wir den Gleichstrommotor verwenden, reicht es aus, die Pole ("+" und "-") umzupolen. Dazu müssen Sie die H-Brücke verwenden. Der L298n-IC ist eine gute Wahl. Die Pumpen in diesem Projekt verwenden 9 V und 3 A, daher benötigen Sie auch den Kühlkörper am IC und den Leistungswiderstand. Der Leistungswiderstand von 1 Ohm 5Watt wird in diesem Controller verwendet. Die Motor-H-Brücke L298n ist geeignet, um zwei Motoren zu verwalten, so dass dieser Controller zwei Anlagen gleichzeitig verwalten kann.

Das Controller-Menüsystem

Zur Steuerung der Anlagensteuerung wird der Drehgeber verwendet. Nach dem Start des Controllers erscheint der Hauptbildschirm. Auf dem Hauptbildschirm werden einige nützliche Parameter angezeigt. Die aktuellen Sensorwerte beider Kanäle des Controllers (in der oberen Zeile). Wenn der Kanal deaktiviert ist, Zeichenfolge "xxxx " angezeigt. In der unteren Zeile werden die Trockengrenzen angezeigt.

Um die Pumpe manuell zu betreiben, drücken Sie kurz den Drehknopf. Der manuelle Bildschirm wird angezeigt. Um die Controller-Parameter einzustellen, drücken Sie den Encoder lange (ca. 1 Sekunde) im Hauptbildschirm. Das Setup-Menü drei wird hier beschrieben:

• Linker Kanal

• Rechter Kanal

• Helligkeit der Display-Hintergrundbeleuchtung (oder automatisch)

• Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung bei Nacht

Jeder Kanal hat ein eigenes Menü:

• Kanal aktivieren

• Trockengrenze

• Laufzeit der Pumpe vorwärts (Zehnsekunden)

• Pumpenrücklaufzeit (Zehnsekunden)

• Testparameter

"Trockengrenze" wird verwendet, um die minimale Bodenfeuchtigkeit der Pflanze einzustellen, um die Bewässerung zu starten. Der Wert ist ein natürlicher Logarithmus der Sensorkapazität. Aktuelle Werte der Sensormesswerte finden Sie zusammen mit den Trockengrenzwerten auf dem Hauptbildschirm.

Mit dem Menüpunkt "Testparameter" kann überprüft werden, wie der Bewässerungsautomat die Zeitwerte abstimmt, bevor sie im EEPROM gespeichert werden.

Die Hardware

Der Controller ist auf zwei 3x7 cm doppelseitigen Platinen aufgebaut. Der erste wird für den l298n-Motortreiber verwendet, die Dioden, Schraubklemmenblöcke zum Anschluss von Strom- und Motorpumpen, die Anschlüsse für die Sensoren. Dieses Board verfügt auch über das DC-Stromversorgungsmodul AMS1117-adj, um 5 V für L298n und Arduino zu erhalten. Es war praktisch, beim Debuggen dieses Teils des Controllers einen separaten Spannungsregler zu verwenden. Sie können den Regler auf dem Arduino-Board verwenden, um stabilisierte 5 V zu erhalten.

Die zweite Platine enthält den Arduino Nano, Anschlüsse für Drehgeber und Fotowiderstand und eine Buchse für das LCD-Display.

Code

Bewässerungssystem

Schaltpläne