Автоматический полив для дачи своими руками

Содержание

Практическая реализация
Автоматический полив для дачи своими руками
Автополивщик растений на arduino
Делаем автополив комнатного цветка на arduino за 15 минут
Код программы
Решение задачи
Управление доверим arduino

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.

Автоматический полив для дачи своими руками

Некоторое время назад я прикинул, что было бы неплохо автоматизировать полив на даче. Обзоры некоторых пользователей муськи также сыграли не последнюю роль в принятии этого решения. Но поскольку электроника — это не мой профиль, решено было делать аппаратную часть проекта максимально упрощенной, и по возможности обойтись без ЛУТ, травления плат и прочих сложностей. Короче, хотелось реализовать свою систему как некий конструктор, собранный из стандартных компонентов, а получилось это или нет — решать вам.

UPD: добавлен скетч для Ардуино.

1. Осмысление хотелок и упорядочивание ~~мыслей~~ проекта
Проект изначально задумывался примерно в таком виде: 4 мощных разбрызгивателя (в перспективе 8), столько же электромагнитных клапанов, релейный модуль для них, вот такая клавиатура, экран 16×2 символов, часы реального времени и Arduino в качестве мозгов.
Я рассчитывал, что для управления клапанами будет достаточно какого-нибудь простого меню, через которое можно задавать текущее время, время начала полива и длительность работы.
Потом прикинул, что 8 входов ардуины отдавать на клавиатуру — это чересчур. И вообще, не ~~все клавиатуры одинаково полезны~~ везде оправдано использование только цифрового блока; нужно ведь не только вводить циферки, но и реализовать навигацию по меню.
А если так, то лучше использовать джойстик — это более универсальное решение чем цифровая клавиатура, да и управление становится «интуитивным»… разумеется, если его удастся таким сделать… Зимой были куплены релюшки, один 12-вольтовый клапан, один разбрызгиватель, джойстик, ардуина и экран, и в феврале-марте я начал отлаживать скетч для поливалки.
В процессе разработки программной части было внесено еще несколько изменений в первоначальный проект. В частности, я добавил несколько датчиков температуры-влажности и блок ручного управления клапанами. Кроме того, для защиты от работы мотора вхолостую я решил поставить на вход датчик расхода воды, чтобы аварийно отключать мотор в случае длительного отсутствия потока.
Зачем столько датчиков? Да просто стоят они не очень дорого, пустые входы на плате оставались, а знать температуру и влажность на разных частях участка — полезно. Датчики я планировал поставить в теплице, на улице и в приямке для насосной станции, а также где-то в огороде разместить датчик влажности почвы и датчик температуры почвы.
А вообще — покажу я лучше таблицу датчиков и пинов ардуины
Автоматический полив для дачи своими руками

2. Закупка необходимых компонентов
Привожу список компонентов системы, купленных в Китае (большинство приобрел на aliexpress, но пару лотов взял на Ebay — там было дешевле). Два лота уже сняты с продаж, поэтому вместо ссылок на них будут снапшоты — чтобы заинтересованные люди знали что искать.
1 датчик расхода воды, цена 6,36$ (лот у другого продавца, т.к. мой продавец снял этот датчик с продаж)
1 понижающий преобразователь на LM2596, цена 0,74$
1 часы реального времени I2C ds1307, цена 0,63$
1 набор прототипов печатных плат, цена 1,16$
1 джойстик, цена 0,56$
1 плата Arduino nano, цена 1,79$
1 водонепроницаемый датчик температуры DS18b20, цена 1,1$
1 I2C модуль для дисплея (снапшот), цена 0,66$
1 выключатель, цена 0,5$
1 экран 1602, цена 1,35$
1 реле 4-канальное, цена 3,56$
1 реле 1-канальное, цена 0,84$
3 датчика температуры DHT11, цена 0,99$ за штуку, всего 2,97$
4 поворотных садовых разбрызгивателя, цена 5,59$ за штуку, всего 22,36$
4 электромагнитных клапана (снапшот), цена 3,62$ за штуку, всего 14,48$. Аналоги легко ищутся здесь
4 кнопки со встроенным светодиодом (снапшот), цена 0,95$ за пару, всего 1,9$
Итоговые затраты в интернетах — 60,96$

В местном строительном магазине были куплены следующие вещи:
2 бухты поливочного шланга 5/8 (по 30м) — 540000 бел.рублей, или примерно 28$
8 муфт 1/2 — 112000 бел.рублей, или примерно 5,8$
3 тройника 1/2 — 60000 бел.рублей, или примерно 3$
8 штуцеров 15*16 — 92000 бел.рублей, или примерно 4,8$
Итоговые затраты в оффлайне — 804000 бел.рублей, или 41,2$

Также стоит упомянуть то, что не вошло в этот список — некоторые вещи из этого списка достались мне условно-бесплатно (старая рухлядь), на какие-то вещи я просто запамятовал цены. Это:
40 метров 4-жильного сигнального кабеля для подключения температурных датчиков;
40 метров самого дешевого 2-жильного медного кабеля для передачи 12 вольт на электромагнитные клапаны;
2 разветвителя RJ-11, которые были использованы в качестве выходов для подключения датчиков температуры и влажности, и 4 коннектора для кабелей с датчиками;
2 разветвителя RJ-45, для связи блока управления, находящегося в доме, с блоком реле и датчиков почвы, находящимся на улице рядом с насосом, и 4 коннектора для кабелей;
старый кабель (витая пара) — метров 30-40, для соединения ардуины с релюшками;
коннектор для подключения дисковода, выпаянный со старой материнской платы, и шлейф от дисковода;
старый блок питания на 24 вольта;
обрезки мебельного щита толщиной 12-16 мм для изготовления коробок для системы.

Фотки разветвителей до применения не сделал, выглядят примерно так:
Автоматический полив для дачи своими руками

3. Изготовление того, что не было куплено
Некоторые вещи по тем или иным причинам пришлось делать самостоятельно из подручных материалов. Постараюсь здесь описать, что и как было сделано, и почему именно так а не иначе.

3.1 Датчик влажности почвы (надеюсь, долгоживущий)
Как вы можете заметить, в списке покупок отсутствует датчик влажности почвы, хотя в проекте он заявлен. Дело в том, что сама идея закапывать в землю кусок текстолита с тоненькими полосками металла мне показалась достаточно бредовой, поэтому я решил найти способ получше. Пошарившись по интернету, я нашел вот эту тему на тематическом форуме, там есть хорошие советы и примеры. В общем, решил сделать так же, как там и написано: 2 проводника, резисторы и 3-жильный провод. В качестве катода и анода была использована одна велосипедная спица, безжалостно покусанная на части. Вот для сравнения куски донора и целая спица
Автоматический полив для дачи своими руками
Паяем провода, резисторы и куски спицы — в общем, делаем все так, как написано на форуме

Потом временно фиксируем анод и катод на пластилин, чтобы заделать наше рукоделие термоклеем
Автоматический полив для дачи своими руками
Далее в качестве формочки был взят маленький стаканчик от детского йогурта, в нем я сделал отверстие для провода, аккуратно установил конструкцию внутрь и залил анкерным составом Ceresit СХ-5
Автоматический полив для дачи своими руками

Форумчане рекомендуют гипс, но под рукой его не оказалось, думаю что быстросхватывающийся цемент будет не хуже.
Высохло — вскрываем
Автоматический полив для дачи своими руками

По готовому датчику на всякий случай прошелся масляной краской в пару слоев, чтобы датчик измерял именно влажность почвы, а не влажность куска бетона.
Автоматический полив для дачи своими руками

Для использования этого мегадевайса требуется предварительная калибровка. Делается это элементарно: берем сухую почву, в нее тыкаем самодельный датчик, проверяем и записываем полученное значение влажности. Затем льем туда столько воды, чтобы получилось небольшое болотце, и снова снимаем значение с датчика.
По-быстрому откалибровался вот этим скетчем с форума:


#define PIN_SOIL_LEFT 6
#define PIN_SOIL_RIGHT 7
#define PIN_SOIL_HUMIDITY 0

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_SOIL_LEFT, OUTPUT);
  pinMode(PIN_SOIL_RIGHT, OUTPUT);
  pinMode(PIN_SOIL_HUMIDITY, INPUT);
}

void setSensorPolarity(boolean flip){
  if(flip){
    digitalWrite(PIN_SOIL_LEFT, HIGH);
    digitalWrite(PIN_SOIL_RIGHT, LOW);
  }else{
    digitalWrite(PIN_SOIL_LEFT, LOW);
    digitalWrite(PIN_SOIL_RIGHT, HIGH);
  }
}

void loop(){
  setSensorPolarity(true);
  delay(1000);
  int val1 = analogRead(PIN_SOIL_HUMIDITY);
  delay(1000);  
  setSensorPolarity(false);
  delay(1000);
  // invert the reading
  int val2 = 1023 - analogRead(PIN_SOIL_HUMIDITY);
  reportLevels(val1,val2);
}

void reportLevels(int val1,int val2){
  int avg = (val1   val2) / 2;
  String msg = "avg: ";
  msg  = avg;
  Serial.println(msg);
}

В моем случае, значение на датчике было чуть больше 200 в сухой почве, и чуть меньше 840 во влажной.

Теперь у нас есть минимальный и максимальный уровни влажности конкретно взятой почвы, их нужно будет внести в соответствующие константы в основном скетче. Вот и все!

3.2 Блок питания для клапанов
Можно было, конечно, купить в Китае обычный блок питания на 12 вольт, выдающий хотя бы 1 ампер, но в ~~закромах Родины~~ куче старого барахла нашелся зарядник от дохлого шуруповерта, выдающий полампера при напряжении 24 вольта. Поэтому был куплен понижающий преобразователь на LM2596, и затем успешно встроен в старый блок. Отдельных фоток процесса я не делал, бо не об этом обзор… Вот модифицированный блок вместе с клапаном, сойдет за пример
Автоматический полив для дачи своими руками
В корпусе блока было сделано отверстие, удобной регулировки напряжения. Теперь с помощью отвертки и мультиметра можно выставить любое напряжение от 5 до 24 вольт. Получилось довольно неплохо, как мне кажется. К сожалению, я прощёлкал этот обзор Aloha_ про понижающие преобразователи… Но в моем случае все вроде бы нормально, перегрева не замечено.

3.3 Держатели для разбрызгивателей
Вот эту штуку в магазине купить точно не получится! Потому что сделана она в количестве 4 единиц по спецзаказу:) Хотя здесь все просто: полудюймовая труба высотой один метр, снизу сделан изгиб под 90 градусов и приварен уголок длиной 30-40 см, чтобы держатель можно было воткнуть в землю в нужной части участка. Вверху резьба должна быть внутренняя на полдюйма (в моем случае там просто наварена муфта), внизу — кому как удобнее. В моем случае там наружная полдюймовая резьба, но как показала практика — лучше бы была внутренняя, тогда не пришлось бы навинчивать сначала муфту, потом в нее штуцер или клапан… В общем, не продумал заранее, поэтому получил дополнительные расходы на муфты:(
Наглядные фото держателя — вот:
Автоматический полив для дачи своими руками

И еще чуть дальше будет фотка держателя в процессе эксплуатации.

3.4 Коробки для блока управления и реле
Сначала я планировал разместить все части поливатора в одной коробке, и оснастить ее выходами на клапаны (12 вольт), насос (220 вольт) и собственно на датчики. Однако потом решил разнести силовую и слаботочную части поливатора, да и щелканье реле ранним утром будет очень сомнительным удовольствием. Соответственно, плата с ардуиной, джойстик, кнопки, экран и часы реального времени остаются в «домашней» коробочке, а реле будут вынесены в коробку на улицу, поближе к мотору и клапанам.
Для сборки управляющего блока мне понадобился кусок мебельного щита, перьевые сверла для отверстий под кнопки и под джойстик, и лобзик, для отверстия под экран

Далее разветвители (телефонные и под витую пару) вскрываем, паяем к ним провода и садим на термоклей. Здесь видно более подробно