ARDUINO — Автономный автополив на 1-12 комнатных растений | AlexGyver Community

Датчик влажности почвы

Датчик влажности почвы измеряет влажность и выводит аналоговым сигналом от 0 до 1023 либо цифровым(0 или 1). Мы будем использовать аналоговый сигнал для большего контроля меняющейся влажности. Значение 0 это максимум влажности, 1023 максимум сухой. Мы будем использовать значение 200 — достаточная влажность, значение 600 — критическая сухость.

Схема компаратора на LM393:

Данные получаются по сигнальному проводу a0 и подключается следующим образом:

Практическая реализация

Логика работы: раз в секунду(можно сделать более долгие промежутки) arduino получает значение влажности с датчика. При получении значения больше 550 и если помпа не работала ближайшие 15 минут arduino включает реле(к которому подключен насос) на время time_work.

Задержка 15 минут между поливами сделана для того что бы влага успела впитаться в почву и помпа перекачала больше воды чем надо. Переменная time_work устанавливает время работы помпы, это время за которое ваш насос успеет выкачать нужное количество воды вашему растению.

После полива устанавливается задержка 15 минут для работы помпы, при этом arduino продолжает следить за влажностью. А дальше все циклично. Со временем сделаю датчик уровня воды, что бы помпа не включалась если в резервуаре мало воды и выдавалась индикация.

Схема подключения:

Собственно сам код:

int minv = 600;//малая влажность
int maxv = 220;//полный полив
int normv = 500;//чуть влажная
int value = 0;//полученное значение
int last_value = 0;//последнее значимое изменение
int value_sdvig =50;//значимое изменение
int ralay = 6; //пин реле
int time_work = 10;//время работы помпы в сек
int analogPin = A0;//пин датчика
//Переменные таймаута
int second = 0; // секунды
int time_off = 0; // счетчик оставшегося времени
int pause_time = 15; // время отдыха после полива в минутах
void setup() { // put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600); pinMode(ralay,HIGH);//настройка реле digitalWrite(ralay, HIGH);
}
void poliv()
{ int time_tmp; time_tmp=time_work; digitalWrite(ralay, LOW); while(time_tmp>0 && value>normv){// ждем истечения времени time_work или нормальной влажности почвы delay(1000); value=analogRead(analogPin);//обновляем значение влажности time_tmp--; } digitalWrite(ralay, HIGH); second=0; // сбрасываем секунды на ноль time_off=pause_time;// устанавливаем задержку между поливами
}
void loop() { // put your main code here, to run repeatedly:
value=analogRead(analogPin);
if (value>(last_value value_sdvig)||value<(last_value-value_sdvig)){// если last_value отклонился на value_sdvig выводим value в uart Serial.println(value); last_value=value;
}
if ((value>(minv-value_sdvig)) && time_off<1) poliv();//если значение влажности > критическая влажность - 50 и не было недавних поливов
// временные функции что бы не играться с таймерами
if (second>59)
{ second=0; if (time_off>0) time_off--;
}
delay(1000);//пауза 1 сек
second ;
}

На сегодня всё, спасибо всем за внимание! Ждем ваших комментариев.

Arduino — автономный автополив на 1-12 комнатных растений

Gsm модуль

В этом проекте мы использовали TTL SIM800 GSM модуль. SIM800 представляет собой четырех диапазонный GSM/GPRS модуль, способен работать в диапазонах частот 850/900/1800/1900 МГц и обеспечивать передачу голоса, SMS, данных с низким энергопотреблением. Внешний вид SIM800 показан на рисунке ниже – он достаточно компактный и не займет много места в ваших устройствах. Модуль SIM800 включает:

• четырех диапазонный GSM/GPRS модуль компактного размера;
• возможность задействования GPRS;
• выход TTL.

Более подробно изучить работу с GSM модулем можно в статье про автоматическую доску объявлений на Arduino. Также можно посмотреть все статьи на нашем сайте, использующие технологию GSM.

Видео, демонстрирующее работу схемы

2 375 просмотров

Исходный код программы

В программе нам сначала необходимо подключить библиотеку последовательной связи (SoftwareSerial library) чтобы задействовать последовательную связь на контактах 2 и 3 платы Arduino, а также подключить библиотеку для работы с ЖК дисплеем.

#include<SoftwareSerial.h>SoftwareSerial Serial1(2,3);#include<LiquidCrystal.h>LiquidCrystal lcd(14,15,16,17,18,19);int led=13;int flag=0;String str=»»;#define motor 11#define sensor 7

https://www.youtube.com/watch?v=5uKY27BFYbY

Затем в функции void setup () последовательная связь инициализируется на скорость 9600 бод/с и задаются режимы работы (на ввод или вывод данных) для используемых контактов. Функция gsmInit вызывается для инициализации GSM модуля.

Serial1.begin(9600);Serial.begin(9600);pinMode(led, OUTPUT);pinMode(motor, OUTPUT);pinMode(sensor, INPUT_PULLUP);lcd.print(«Water Irrigaton»);lcd.setCursor(4,1);delay(2000);lcd.clear();lcd.

Затем в функции void loop () считывается значение с выхода датчика измерения влажности и в зависимости от этого значения включается/выключается мотор водяного насоса и пользователю передаются SMS с помощью функции sendSMS.

void loop(){lcd.setCursor(0,0);lcd.print(«Automatic Mode «);if(digitalRead(sensor)==1 && flag==0){delay(1000);if(digitalRead(sensor)==1){digitalWrite(led, HIGH);sendSMS(«Low Soil Moisture detected.

Необходимые инструменты и периферия для реализации проекта «автополив» на базе микроконтроллера arduino

Ирригатор – устройство, контролирующее влажность почвы. Приспособление передает данные на датчик влажности, который укажет сконструированному автополиву на начало работы. Для составления программы используется язык программирования С .

Таблица с требуемыми материалами:

Необходимые компоненты

1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
2. GSM модуль SIM800 (купить на AliExpress).
3. Транзистор BC547 (2 шт.) (купить на AliExpress).
4. ЖК дисплей 16х2 (опционально) (купить на AliExpress).
5. Реле на 12v.
6. Водяной насос (купить на AliExpress).
7. Датчик влажности почвы (Soil Moisture Sensor) (у нас он самодельный, но при желании его можно купить на AliExpress).
8. Резисторы (1 кОм, 10 кОм) (купить на AliExpress).
9. Переменные резисторы (10 кОм, 100 кОм) (купить на AliExpress).
10. Регулятор напряжения (микросхема LM317) (купить на AliExpress).
11. Источник питания 12v 1A.
12. Соединительные провода и концевой соединитель.

Объяснение работы проекта

Спроектированная нами система автоматического полива растений не требует никакого участия человека в своей работе, весь процесс управляется платой Arduino, а GSM модуль используется для передачи сообщений на ваш сотовый телефон. Внешний вид собранной системы показан на следующем рисунке.

Если влага присутствует в почве, то тогда сопротивление между двумя контактами зонда для измерения влажности мало, транзистор Q2 остается в открытом состоянии и на контакт D7 платы Arduino подается напряжение низкого уровня. И когда на контакте D7 напряжение низкого уровня плата Arduino передает пользователю SMS “Soil Moisture is Normal. Motor turned OFF” (уровень влаги в норме, насос выключен), водяной насос при этом остается в выключенном состоянии.

А когда влаги в почве становится очень мало, то транзистор Q2 запирается и на контакт D7 платы Arduino подается напряжение высокого уровня. Как только плата Arduino обнаруживает это, она включает водяной насос и передает пользователю сообщение “Low Soil Moisture detected.

На следующем рисунке приведена структурная схема работы нашего проекта.

Полив комнатных растений автоматически с помощью arduino

Работа схемы

В этом проекте мы использовали самодельный датчик влажности почвы на основе зонда, который будет использоваться для измерения уровня влажности почвы. Для изготовления зонда мы использовали доску, покрытую медью как показано на рисунке ниже (можно использовать ненужный кусок печатной платы).

Плата Arduino будет управлять всем процессом работы нашей системы. Выход схемы измерения влажности непосредственно подсоединен к цифровому контакту D7 платы Arduino. Светодиод, присутствующий в схеме датчика, показывает наличие влаги в почве, когда он горит – влаги достаточно, а когда он выключен – это свидетельствует об отсутствии влаги в почве.

GSM модуль используется для передачи SMS пользователю. Мы использовали TTL SIM800 GSM модуль, который имеет выход непосредственно в TTL модуль, но можно использовать и любой другой GSM модуль. Регулятор напряжения LM317 используется для подачи питания на SIM800 GSM модуль.

LM317 очень чувствителен к максимально допустимому напряжению и перед его использованием рекомендуется прочитать даташит на него. Его рабочее напряжение составляет от 3.8v до 4.2v (более предпочтительно использовать 3.8v). На следующем рисунке показана схема подачи питания на TTL sim800 GSM модуль:

Если вам нужно использовать SIM900 TTL модуль, то вы должны использовать 5V, а если вы хотите использовать SIM900 модуль, то вы должны подключить 12v в DC Jack slot платы.

Реле 12V используется для управления небольшим водяным насосом, работающим от 220VAC. Реле управляется с помощью транзистора BC547, который в дальнейшем подсоединен к цифровому контакту 11 платы Arduino.

ЖК дисплей (опционально) используется для отображения статуса устройства и сообщений. Управляющие контакты ЖК дисплея RS и EN подключены к контактам 14 и 15 платы Arduino, а контакты данных D4-D7 непосредственно подключены к контактам 16, 17, 18 и 19 платы Arduino. ЖК дисплей используется в 4-битном режиме и управляется встроенной библиотекой Arduino.

Полная схема устройства представлена на следующем рисунке.

Схема подключения и алгоритм работы в проекте «автополив» на базе мк arduino

Ниже представлен алгоритм и схема подключения проекта на платформе arduino. Автополив строится следующим образом:

1. Помещаем плату для сенсора на микроконтроллер.
2. Подключаем анализатор влажности с помощью платы, описанной выше, к аналогичному пину – А0.
3. Присоединяем сенсор к микроконтроллеру:
   1. Контакт CS подключается к пину № 9 на плате.
   2. Дисплейные контакты SPI соединяются с соответствующим разъемом на той же плате.
4. Силовой ключ вставляем в пин №4.
5. Коммутатор подводим к силовому ключу в разъемы, обозначаются буквами p , p-.
6. Теперь подключаем водяную помпу с трубкой с помощью клеммника в контакты с буквами l и l-. Постепенно перед конструирующим человеком построится схема.
7. Втыкаем сенсорную панель, анализирующую влажность, в горшок с цветком.
8. Конец трубки вставляем с водой в почву. В случае, если растение вместе с горшком по весу не превышает 2 кг, закрепляем шланг отдельно. Иначе водяная капель может опрокинуть цветок.
9. Опускаем водяную помпу в бутылку, наполненную водой.
10. Подключаем конструкцию к электрическому питанию.

Ниже предлагаем вам две альтернативные схемы для нашего устройства:

Датчик анализирует статус влажности путем определения кислотности земли. Перед вставкой ирригатора в систему необходимо протестировать и откалибровать оборудование:

1. Записываем сведения, выведенные на дисплей. При этом сенсор воткнут в сухой горшок. Это обозначается, как min влажности.
2. Поливаем землю с растением. Ждем, когда вода до конца пропитает почву. Тогда показания на сенсорном экране покажут один уровень. Необходимо записать полученные сведения. Это значит max влажности.
3. В записном блокноте фиксируем константы HUM_MIN и HUM_MAX тем значением, которое было получено в результате калибровки. Прописываем значения в программе, которую переносим затем на микроконтроллер.

Выше описано конструирование автополива для одного цветка. Однако у любителей комнатных растений дом обставлен горшками с цветами. С одной стороны такой вопрос кажется сложным: необходимо подключить несколько помп и анализаторов увлажнения почвы. Но существует более дешевое и простое решение по конструированию автополива.

В шланге от помпы проделываются 25 сантиметровые отверстия с помощью шила. В полученные дырочки втыкаются кусочки стержней ручек шарикового формата. В итоге получается:

• горшки с растениями выстраиваются в ряд на подоконнике;
• трубка устанавливается на цветочный горшок так, чтобы вода из каждого отверстия лилась в отдельный горшок;
• вуаля: изобретение одновременно поливает все растения.

Пользователь самостоятельно выбирает время для полива, но только для одного цветка. Нередко цветки по массе и размерам одинаковы. Следовательно, почва в горшках сохнет за одинаковое время. Для этого придуман метод комбинации: количество горшков делится по группам равного веса и размера.