Автоматический полив с возможностью удаленного управления

Вступление с отступлениями. задача первой итерации

Долго ли, коротко ли, решено было сделать шайтан-машину для полива растений, которая будет “сама” выращивать представителей флоры. Кавычки тут подразумеваются уместными в силу, на первый (а может и более) взгляд, необъятности задачи автономности подобных устройств (впрочем, любых роботов, начиная от пылесосов, заканчивая андроидами, которые, как известно, неизвестно, думают ли об электроовцах).

Вобщем, для первой итерации было задумано дать растниям воду по расписанию, да не из бака куда её предусмотрительно налил пользователь, а прямо из водопровода (следует заметить, это требование, само по себе оказалось, по сложности реализации, сопоставимым с остальными функциями.

https://www.youtube.com/watch?v=JEvT60EJvVo

В этой статье рассмотрена история развития материальной части комплекса — исполнительные устройства, аппаратное обеспечение.

Ec-метр

Не мудрствуя лукаво, был опробован ряд схем, найденных в поисковике. Самая первая страдала недостаточной повторяемостью (половина собранных модулей почему-то не работала). Вторая схема не заработала в железе вообще. Третья заработала, четвертая была дорогая.

Выбор пал на третий вариант, которым стал модуль на таймере 555. Суть проста – измеряем частоту меандра, которая задаётся парой конденсатор плюс сопротивление. Сопротивление – раствор воды с удобрениями. Датчики электропроводности поначалу были сделаны самопальные.

Впоследствии эта конструкция заливалась в деталь из ПВХ — переход с трубы 20мм на резьбу пол-дюйма.

Это позволяет вкручивать его в остальную гидросистему аппарата.

Чтобы снизить скорость налипание ионов удобрений на электрод, была сделана схема управления питанием модуля измерения. Включение производилось программно, перед самим измерением. После чего модуль уходил в спячку.

Gardena 1265-20

Набор капельного полива Gardena 1265-20 подойдет для комнатных растений, цветов на террасе или в оранжерее. Вместо привычных капельниц в нем использованы капиллярные трубочки, которые подключаются к распределителям, затем к шлангу длиной 9 м и далее – к небольшому погружному насосу, который идет в комплекте. Для работы системы потребуется электричество и резервуар с водой.

Встроенный трансформатор с таймером подключается к электросети и раз в сутки запускает насос, который подаёт воду из ёмкости к распределителям. От них к горшкам по капиллярным трубочкам поступает нужное количество воды: 15, 30 или 60 мл в сутки. Для особенно влаголюбивых цветов можно использовать несколько трубочек одновременно.

Максимальный расход воды Gardena 1265-20 составит 1,3 л в сутки

Комплект рассчитан на 36 растений, так что если вы оставляете цветы (36 штук) на неделю и устанавливаете подачу воды 60 мл в сутки на кашпо, то в емкости должно быть не менее 15 литров воды. Это относительно небольшой расход, который возможен за счет попадания влаги прямо в грунт без потерь на его поверхности.

Grinda 8-427665

Роторный дождеватель GRINDA 8-427665 устанавливается с помощью колышка. Один из боковых разъемов подключается к шлангу для подачи воды, ко второму можно подсоединить еще один разбрызгиватель. Таким образом образуется цепочка дождевателей, которая покроет всю площадь сада или газона.

Кстати, на входе для подачи воды установлен фильтр, который справляется даже с органическими примесями (например, водорослями). Потому воду можно брать и из пруда, что обычно не рекомендуется.

Дождеватель GRINDA 8-427665 прост в установке

Распределение воды происходит за счет вращения головки дождевателя: ее можно настроить на полный круг или сектор в диапазоне от 0 до 360º. Влага распыляется на расстояние до 9 метров, а общая площадь полива составляет до 255 м².

Hunter pros-04-prs30

Статический выдвижной дождеватель (спринклер) Hunter PROS-04-PRS30 устанавливается на сопла системы полива. В сложенном состоянии он возвышается над землей всего на 15,5 см, а при орошении выдвигается 10-сантиметровая штанга. Такая конструкция подойдет для полива высоких цветов и кустарников, а также газона.

Конструкция Hunter PROS-04-PRS30 самая простая, а потому долговечная

Hunter PROS-04-PRS30 способен работать при общем давлении в системе полива от 1 до 7 бар. За счёт встроенного регулятора он постоянно поддерживает его на уровне 2,1 бар, что считается оптимальным значением для полива растений. Однако, по отзывам пользователей, даже при высоком давлении в системе дождеватель не подтекает и вокруг него не образуется лужа.

Вода из спринклера разбрызгивается веером. Дождеватель статичен, а за настройку сектора полива отвечает сопло, на которое он установлен.

Karcher 2.645-238.0

Набор капельного полива Karcher 2.645-238.0 – это базовый комплект из шланга для подачи воды длиной 15 м, 10-метрового сочащегося шланга и 10 капельниц. Он рассчитан на небольшое количество растений: например, живую изгородь, клумбу или несколько кустов.

Чтобы покрыть большую площадь, придется купить дополнительные шланги и капельницы. Вместо последних можно установить форсунки для разбрызгивания воды, чтобы обеспечить верховой полив.

Максимальное давление в системе Karcher 2.645-238.0 составляет 4 бар – как в городском водопроводе

Удобно, что при установке системы понадобятся только ножницы, чтобы разрезать шланг для подачи воды. Он крепится к земле пластиковыми колышками, на места разрезов устанавливаются капельницы или форсунки, а сочащийся шланг укладывается на отведенное ему место. Всю систему можно разобрать и переместить, если постоянный полив стал актуален на другом участке сада.

Karcher cs 90 vario

Статический дождеватель KARCHER CS 90 Vario устанавливается на колышек, а сбоку к нему прикручивается шланг для подачи воды. Получается передвижной вариант, который легко перемещать по саду или поместить в тот уголок, куда не проведена система орошения.

У KARCHER CS 90 Vario лишь один вход для подключения 

Дождеватель работает при давлении 2 и 4 бар: если оно окажется меньше, вода будет распыляться неправильно и на газоне появятся лужи. Устройство работает в двух режимах полива: по кругу и по прямоугольнику. При этом круговой полив охватывает куда большую площадь:

Karcher rs 130/3

Роторный дождеватель KARCHER RS 130/3 состоит из крепления и вращающихся лопастей, на которых расположены 9 форсунок. Еще три находятся в центральной части дождевателя – для полива области вокруг самого устройства. В то же время лопасти разбрызгивают воду на дальнее расстояние: при давлении 4 бар диаметр полива будет достигать 13 м.

KARCHER RS 130/3 расходует на полив 15,5 л/мин

По принципу установки RS 130/3 похож на своего собрата Karcher Vario – он ставится на газон и подключается к шлангу через боковой разъем. Объединить в цепочку с другими дождевателями его не получится.

Использовать дождеватель предпочтительно на газонах, избегая клумб с открытым грунтом и грядок, для которых такой «дождик» может оказаться чересчур сильным.

Mixtank. бак для смешивания растворов

Чтобы получить питательный раствор, системе полива потребовался промежуточный бак, куда сначала наливалась вода, в которую, затем, при помощи дозаторов, примешивались удобрения. Назовём этот бак — микстанк. Таким образом, система полива обзавелась штатным входом из микстанка и штатным выходом в него же.

Сначала система полива набирала воду в микстанк, открыв клапан забора воды из буферного бака и клапан возврата воды в микстанк. Затем, клапан забора воды закрывался и открывался клапан забора воды из микстанка и, вода, прокачиваемая насосом через магистраль смешивания удобрений, обогащалась удобрениями, которые дозировались перистальтическими насосами.

Ph-метр

Тут, поначалу, пробовалась схема на CA3420, которая в ходе экспериментов зарекомендовала себя как весьма надёжная и легко повторяемая. На первые аппараты она ставилась весьма уверенно. Причиной отказа от неё стала сложность с экранированием.

В итоге, была найдена микросхема LMP91200. Этот кандидат требовал минимальной обвязки, в виде того же АЦП и развязки, что и в варианте выше. В качестве ADC был поставлен ADS1110, для развязки — ADUM1250 и всё сразу заработало. Показания с модуля, при свежем (свежий — имеется в виду новый и не полежавший пару лет на полке.

Питание модуля гальванически развязал недорогими (около доллара за штуку) DC-DC преобразователями, типа 0505, на 1 ватт.

Stm32

Была приобретена STM32VL-Discovery и уже на ней был запущен тот шаровый клапан. Это был ещё один момент ликования. Работает мотор, щёлкает микрик, мотор останавливается, вода идёт. После годов работы в офисе с монитором, мышкой, да клавиатурой, эти новые звуки мотора, воды были настоящей музыкой.

Потом прошло ещё немало времени, чтобы вновь написать то, что было ранее написано для ардуины, только уже на STM32. По завершению такого портирования наступил новый виток развития.

Автоматический полив с возможностью удаленного управления

Беспроводные датчики влажности почвы

Подглядев, как китайцы делают за доллар датчики, в которых сенсором является часть платы (Capacitive soil moisture sensor на алиэкспресс), покрытой лаком, сделал аналогичный сенсор. В качестве контроллера был взят уже знакомый STM32, на 20 пинов, только серия уже F0.

В качестве измерителя был взят уже знакомый таймер 555. И теперь сенсор стал не сопротивлением (как в EC измерителе), а ёмкостью. На практике изучая вопрос скорости опустошения получившимся датчиком батарейки CR2032, узнал, что есть версия таймера 555, построенная на полевых транзисторах, что означает меньшее энергопотребление (привет L293 и L6205). Называется LMC555.

Помимо этого на плате датчика был добавлен TMP100 – I2C термодатчик. Он был запланирован, чтобы узнавать температуру воздуха вокруг датчика. По правде, в STM32 уже встроен термодатчик. Но я решил, что на испытательных образцах, второй датчик лишним не будет. Также добавлен светодиод, для индикации работы и, возможно, определения освещённости датчика.

Первые испытания таких датчиков показали, что генерируемая таймером 555 частота (которая расценивается как влажность субстрата) сильно зависит от температуры почвы/датчика. Справедливости ради, аналогичная ситуация и с датчиками кислотности и электропроводности, где для более корректных считываний значений аналогично применяются алгоритмы температурной компенсации показаний. Именно поэтому, подавляющее большинство датчиков EC уже снабжены термодатчиком.

В датчиках от Xiaomi показания выдаются как по влажности субстрата, так и по его насыщенности солями. Подозреваю, что соли измеряются двумя стальными пиптиками на концах лепестков, позволяя скорректировать ёмкостные измерения с лепестков. Но это неточно.

Следует также упомянуть, что существуют датчики влажности почвы, выполненные на принципе поверхностного натяжения воды — тензиометры. В керамический конус (типа, blumat) помещается датчик давления. С него и берутся показания, переводимые позже в показания влажности.

На этом, думаю, хватит. Ежели будут вопросы — отвечу в комментариях или допишу ещё часть.

Влажность субстрата

Скорость, с которой растения потребляют залитый под корень объём жидкости, кроме прочего, зависит от погодных условий (температура, влажность, количество света на листьях). Влажность почвы (или иного субстрата) влияет на состояние корней и, следовательно, также влияет на скорость потребления раствора растением.

Перелив – плохо, недолив тоже не очень. Чтобы учитывать этот фактор, было решено добавить датчиков. Чтобы минимизировать переделки платы контроллера и оставить её размеры в разумных пределах, было решено использовать беспроводные датчики влажности. Поначалу были интегрированы Bluetooth датчики Xiaomi.

Спустя некоторое время по почте пришла ещё пара этих датчиков, с иной прошивкой. Шаманства с версиями прошивок не оставили равнодушным – было решено сделать самодельные датчики. В очередной версии платы контроллера был добавлен беспроводной трансивер NRF24.

Беспроводные датчики, которые подключались далее, в гальванической изоляции, разумеется, уже не нуждаются. Питание NRF24 и измерительных модулей сделано через полевые транзисторы, чтобы иметь возможность программно отключать измерительную технику. Полезно иметь возможность измерений кислотности при выключенном измерителе солей и наоборот, дабы не происходило влияния одного на другой.

Датчики давления воды

Не сразу нашлись подходящие. Сначала был датчик из нержавейки, с метрической резьбой, в сантехнику никак не подходящий (сейчас, имея опыт работы с токарным станком, это вообще не выглядит проблемой, а тогда стало серьёзным препятствием). Такие используются в автомобилях.

После стального был хромированный, с резьбой на четверть дюйма.

Этот ожидаемо стал ржаветь (соли в растворах не жалеют обычное железо). И уже после него, спустя часы поисков вариантов на алиэкспрессе, был найден пластиковый датчик с резьбой на четверть дюйма. Они оказались долговечными.

Дождевальные системы

Устройства этого типа разбрызгивают воду над растениями, образуя искусственный дождик или мелкую водяную пыль — отсюда и название. Чаще всего такие «поливалки» устанавливают на участках с газонной травой.

Дождевальные установки разбрызгивают воду крупными каплями или образуют туман из микрокапель

Система состоит из подводящих труб (под землей) и устройств разбрызгивания воды, которые бывают выдвижными и невыдвижными.

Выдвижные дождеватели, соответственно, выдвигаются из-под земли только во время работы и практически незаметны. Дальность полива у них небольшая – от 4 до 7 метров, но это можно компенсировать, увеличив количество устройств и грамотно распределив их по участку.

Среди выдвижных дождевателей есть веерные и роторные модели. Первые неподвижны и разбрызгивают воду в определенном секторе. Они просты в установке и долговечны, но дальность разбрызгивания воды у них невелика – от 3 до 6 метров.

Веерный дождеватель Hunter Pro Spray-04 выдвигается на 10 см

У роторных дождевателей головка с лопастями вращается и разбрызгивает воду под заданным углом. У нерегулируемых роторов струя воды описывает полный круг, у регулируемых сектор полива задается в диапазоне от 40° до 360°.

Регулируемый роторный дождеватель Rain Bird 5004 Plus-PC с функциией Rain Curtain формирует крупные капли воды и может работать при сильном ветре

У невыдвижных дождевальных установок мощность и дальность полива больше. Но тут надо определиться, импульсная, круговая, осциллирующая или контурная модель вам нужна. Например, в импульсных приборах вода порционно подается в форсунку, которая вращается по кругу или в пределах заданного сектора, а дальность полива составляет уже до 12 метров.

Секторно-круговой импульсный дождеватель Gardena 8136-20 настраивается на сектор в диапазоне от 25° до 360° и поливает до 490 м²

Круговые дождеватели аналогичны описанным выше роторным: у них вращается головка с соплами, что позволяет равномерно полить участок.

Круговой дождеватель Gardena 2062-20 разбрызгивает воду на 20 м

Осциллирующие или маятниковые дождеватели служат для полива прямоугольных участков. В их основе – трубка с отверстиями, которая качается вокруг своей оси под углом до 180°. Дальность такого дождевателя составляет от 6 до 20 метров. Еще его ставят на штатив для полива высоких растений.

Осциллирующий дождеватель Karcher OS 5.320 S при давлении 4 атм поливает участок площадью до 320 м²

Если у участка сложная форма, то решением будет контурный дождеватель, у которого можно запрограммировать контур полива. Хорошо, если не один: например, с его помощью и цветник перед домом, и газон сложной формы позади дома можно полить, просто переместив дождеватель и включив заданный контур.

У контурного дождевателя Gardena 8133-20 программируются два разных контура

Однако дождевальные установки не подходят для растений, которые любят корневой полив, и редко используются на грядках и в теплицах, так как сильная струя воды «выбивает» грунт (исключение – микрокапельные разбрызгиватели). В этих случаях лучше использовать системы капельного полива, подающие воду под корень растений.

Дождевальные установки

Для газонов и клумб лучше выбрать системы орошения или дождевальные установки. Они разбрызгивают воду, создавая тонкие струи, капли или водяную пыль. Водоснабжение в таких системах происходит под давлением от 2 до 7 бар, потому они обычно монтируются вместе с насосом или подключаются к центральному водопроводу.

Дозаторы

Первыми были опробованы самые дешевые перильстатические насосы из Китая. Два вида.

В ходе испытаний они показали себя с не лучшей стороны. Их клинило, дозирование было неравномерным. Следом за ними были опробованы дозаторы японского производителя Welco. Эти устройства оказались значительно более качественными. Настолько, что используются и по сегодняшний день. Меняются только трубки, как расходный материал.

Домашний капельный полив gardena купить для цветов и растений | автополив гардена

За дело

Были приобретены компоненты в виде ардуины, твердотельных реле, монтажной коробки, розеток, шарового клапана для полива с таймером (таковой оказался первым, в доступе из местного строительного магазина) и прочей мелочёвки, вроде отладочной плашки и проводков.

Был приобретён шуруповёрт, которым достаточно быстро, в ходе сборки начинки в монтажной коробке, был засверлен недешевый стол в арендованой квартире. Это, во всехх смыслах, ознаменовало переход от работы головой к работе руками. Было решено, что полностью уходить от работы мозгами не следует и лучше бы думать заранее, да использовать жертвенные подкладки и прочие средства защиты, когда используется ручной инструмент и вообще.

Измерительная техника

Поскольку аппарат сам готовит растворы, то одним из самых важных (после датчика уровня воды) приборов для измерений стал кондуктометр (он же, EC-метр, он же TDS-метр). В список измерительной техники так же попал измеритель кислотности (он же pH-метр), датчик давления воды и термометр. Таким был первоначальный и основной список сенсоров, поддерживаемых логикой основного контроллера.

Как работает система автоматического полива цветов

Чтобы начать установку капельного автополива домашних растений необходимо распаковать набор.

Внимательно прочитайте инструкцию по установке и настройке системы.

Инструкция на русском языке с фото и схемами, в которой каждый этап установки подробно описан.

Поэтому проблем с настройкой автолейки у пользователя не возникнет.

Чтобы начать полив комнатных цветов в горшках и вазонах, а так же рассады в ящиках, необходимо:

1) Вставить батарейки в отсек для элементов питания.

2) Установить устройство на емкость с водой.

В качестве тары для воды может быть бак, обычный таз, ведро, ведро, бочонок, бутыль, корытце и другие.

3) На жидкокристаллическом экране установить частоту, время и продолжительность полива.

4) Распределить капельницы по горшкам и зафиксировать их при помощи подстановок.

Домашний электронный автополив цветов Green Helper GA 010 (ODS 70) можно купить не только для комнатных растений.

Удобную систему орошения используют и для орошения рассады в помещении.

Благодаря прибору можно одновременно совершать полив 10 разных емкостей.

10 вазонов, горшков и ящиков с зеленью — это минимальный ресурс для установки автополива Грин Хелпер.

Если у вас в доме больше растений, то поливочный ресурс оборудования можно легко увеличить до 25 горшков.

Для увеличения количества поливаемых растений, вам необходимо:

1) Купить в нашем интернет магазине дополнительные недорогие пластиковые капельницы-регуляторы и тройники;

2) Вставить тройники между трубками, а капельницы на конце каждой трубки;

Таким образом, вы сами, своими руками, сделаете автополив на 15, 20 или 25 горшков.

Капельное оборудование Грин Хелпер можно установить не только внутри помещения, но и на балконе, дачной беседке и террасе.

При соблюдении правил эксплуатации прибор Green Helper GA 010 (ODS 70) бесперебойно функционирует не менее 10-15 лет.

Автоматику можно использовать в доме, на даче в квартире, офисе и в любом месте, где нужно организовать полив цветов и деревцев.

Некоторые цветоводы предпочитают самостоятельно мастерить устройства для автономной подачи воды к домашним растениям.

Однако, чаще всего с помощью таких приспособлений поддержать жизнедеятельность любимых зелёных питомцев не получается. 

Какую систему автополива выбрать?

Тут все не так просто — придется выбирать среди дождевальных, капельных и комбинированных систем.

Клапаны

Тот шаровый клапан с мотором-актуатором со временем достаточно плотно сросся с контроллером STM32 и в итоге, вкупе с дальномером HC-SR04 получилось устройство, которое стало исправно поставлять чистую воду в систему полива. Клапан открывал подачу воды из водопровода в фильтр обратного осмоса, наполняя буферный (накопительный) бак. Затем, система полива брала воду уже из накопительного бака.

Тем временем, в деле были опробованы клапаны соленоидного типа. Самые дешёвые, китайские. Такие, которые повсеместно используются в стиральных машинах.

Главными отличительными особенностями клапанов-соленоидов от шаровых стали более высокое потребление электричества (около 0.4А при 12В, пока открыт) и необходимость создавать на входе повышенное давление воды, чтобы происходило их открывание. Вместе с этими клапанами были найдены более дорогие (тоже соленоидные, тоже пластик, нейлон), не менее китайские, так называемые чёрные клапаны.

Они потребляли ещё больше тока (до 2А, 12В), но открывались уже без внешнего давления. Чёрные клапаны ставились, к примеру, на входе из накопительного бака в систему полива.

Купить систему полива hunter в москве, система полива под ключ | «аквабаланс»

Логика и силовая часть. разделение

Уже на первых порах, при работе с шаровыми клапанами, иногда случались проблемы в виде зависаний контроллера. С внедрением мембранного насоса стало наглядным влияние наводок от мощных нагрузок на работу логики. Тогда у меня ещё не было осциллографа, чтобы увидеть это воочию. Но частота зависаний и сбоев стала невыносимой. То о чём я только читал, подозревал и предполагал, стало закономерным.

Итак, было решено сделать отдельно контроллер, где будет работать логика устройства вкупе с частью измерительных приборов и, отдельно, систему управления силовой частью – насосами, дозаторами удобрений, клапанами. Силовую систему предполагалось сделать модульной, расширяемой.

Чтобы если понадобится изменить количество исполнительных компонентов в аппарате, можно было бы их добавлять/убавлять без переделки схемотехники. Дабы исключить проникновение электрических помех из силовой части в логику, была задумана гальваническая изоляция.

Покумекав над требованиями, набросал первую версию силового модуля и новый контроллер.В первой версии силового модуля для управления нагрузками была неудачно выбрана микросхема L293. Неудачной она оказалась потому, что в её составе использованы биполярные ключи.

Это даёт немалое собственное потребление (и, соответственно, тепловыделение) микросхемы в моменты работы нагрузок. Радиаторы, установленные на микросхемах работали на пределе. В следующем варианте схемы были выбраны драйверы L6205PD. Они выполнены на полевых транзисторах и грелись уже существенно меньше.

При этом, позволяли нагружать на каждый канал значительно больше тока. Кроме того, корпус микросхем с окончанием PD в названии микросхемы имеет хорошее теплоотводящее основание, которое позволяет отводить тепло прямо в плату. В результате, в дизайн платы были заложены приличные площади меди как раз для этой функции.

Испытания показали удовлетворительные результаты, без использования дополнительных радиаторов, в условиях пассивного охлаждения. Следует заметить, что крепилась плата управления нагрузками внутри пластикового короба, вместе с основным контроллером и Raspberry Pi.

Поскольку разделение силовой и логической частей делалось ради снижения влияния помех от мощных нагрузок на логику, то здесь была применена гальваническая развязка. Выполнена она была на ADUM1250. Соответственно, на плате силового драйвера был поставлен I2C-декодер (экспандер) – MCP23017.

Рядом с ADUM разместилась сдвоенная оптопара, которая одним каналом делала декодеру сброс и вторым каналом включала/выключала питание на микросхемы драйверов через мощный полевой транзистор. Для питания MCP23017 изначально использовался MINI360, который впоследствии был заменен на LM317.

Схема драйвера может работать начиная с около 10 вольт и выше. Потолок не проверял, но оценочно можно смело утверждать 24В, может 36В (теоретически, это разумный предел для LM317). Для L6205 заявлены вообще 50В. На практике вся система проверялась в работе на 12В.

На 4 микросхемы L6205, установленных на одной плате, получается 16 каналов управления для исполнительны устройств. Модульность позволяет подключать несколько плат. Для этого необходимо задать разные I2C адреса для MCP23017 при помощи трёх резисторов, предусмотренных на плате.

Одиночные L6205 каналы можно сдваивать (согласно аппноту), чтобы получить больше пропускной способности. Именно так и были запитаны чёрные клапаны (наиболее прожорливые), на минимальной конфигурации системы полива, где одной платы управления нагрузками хватает в самый раз.

Что касается основного контроллера, то его крепежные отверстия были расположены так, чтобы можно было механически и электрически соединить его сразу с силовым драйвером, расположив один над другим, с расстоянием между плат в пару сантиметров. Были сомнения, относительно электромагнитных наводок с одной платы на другую, по воздуху.

На основной, системный насос, поскольку он имеет приличную инерцию и мощность, в паре-другой сантиметров от мотора был поставлен ультрабыстрый диод в обратной полярности, чтобы гасить обратное напряжение (fly back diode). Насос, ввиду хорошего потребляемого тока, был запитан не напрямую в силовой драйвер, а через полевой транзистор, затвор которого уже подключен к силовому драйверу.

На клапанах и дозаторах, подключенных напрямую к L6205PD силового драйвера проводились эксперименты с быстрым (десятки раз в секунду) включением и выключением, без обратных диодов. Ничего не погорело, несмотря на опасения (особенно по части соленоидов клапанов).

Магистраль смешивания

Первые прототипы включали в себя гибкие шланги, выполняющие функции проводников воды. С появлением дозаторов шланги были заменены на жесткие трубки из ПВХ. Так появилась первая зафиксированная сначала на бумаге, а затем и в первом корпусе система трубопроводов.

В этой системе трубопроводов одной из частей оказалась магистраль смешивания удобрений. Это был кусок ПВХ трубки диаметром 20мм, в котором были насверлены отверстия около 5мм и с усилием вставлены соединители для ирригационных трубочек 4/6мм. В месте стыка трубы и переходника была применена эпоксидная смола для герметизации стыка.

Вода, подаваемая насосом из микстанка в него же, по замкнутому контуру, проходила через магистраль смешивания. Дозаторы, подключенные в торчащие концы соединителей, подавали в этот поток воды удобрения. Так происходило насыщение раствора жидкими удобрениями.

Опять ec

Отсутствие развязки по EC модулю на таймере 555 не давали спать спокойно. Кроме того, вода проникала в под эпоксидку и иногда достигала встроенного датчика DS18B20. Это приводило к печальным последствиям в виде ржавчины и почернения проводов датчика температуры. Иногда металл позолоченных пинов съедался вовсе. Помогала их лакировка.

Тем не менее, к тому времени в загашниках уже имелся модуль EVAL-0349.

В испытаниях он неплохо себя зарекомендовал. Присутствует изоляция питания и сигнала, достаточная точность измерений, помимо входа для сенсора EC есть и вход для резистивного термодатчика. Но не очень нравилось то, что он в виде отдельного модуля.

В очередной итерации схемы и платы контроллера был заменен блок измерения EC со старого (с таймером 555) на примерно тот, который предлагался в EVAL-0349. Добавлена та же ADUM1250 для изоляции сигнала, 0505 по питанию и показания электропроводности воды вместе с её температурой стали электрически отделены от контроллера. Вместе с этим были испробованы относительно дешевые сенсоры EC из Китая. За два цикла испытаний нареканий не обнаружено.

По ходу дела был также обнаружен весьма экзотический способ измерения солей в воде — индуктивный. Это когда наматывается катушка, изолированная от воды, а в роли сердечника выступает измеряемая вода. Индуктивность получившейся системы, очевидно, зависит от электропроводности воды-сердечника.

Таким образом осуществляется измерение. Такие сенсоры обладают повышенной (в сравнении с традиционными, контактными) долговечностью. На али был обнаружен карманный экземпляр за 70 долларов, однако пределы измерений и точность годятся для морской воды, нежели слабых растворов, применяемых в растениеводстве. Мои мимолётные эксперименты намотать катушку на трубу с водой пока не дали положительных результатов.

Опять насос

Самый дешевый мембранный насос в плане производительности был слабоват. В виду этого, входы и выходы доступных его вариантов имели максимальный размер резьбы – 3/8 дюйма. Из которых, полезное сечение для прохода воды и того меньше. А трубки ПВХ и детали к ним имели диаметр 20мм и резьбы в пол-дюйма.

Насос был однозначно слабоват. В результате были найдены варианты насосов покрупней и среди них выбран с минимальными шумами, тоже мембранный. Стоил он уже в несколько раз дороже. Такие используются, к примеру, в водопроводе домиков на колёсах, или в лодках для откачивания морской воды. Сам насос покрупней, потяжелей и, в соответствии с ценой, выглядит тоже внушительно.

Прокачиваемый поток воды с прежних 4-5 поднялся до 10-12 литров в минуту. И насос, действительно, стал работать гораздо тише, с меньшими вибрациями.

Отложим ардуину

Примерно тут случился поворот судьбы, в ходе которого, помимо прочего, был утерян компьютер с исходниками прошивки. Этого показалось достаточным, чтобы перейти с ардуины на STM32.

Первый результат

Спустя несколько дней от твердотельного реле заработал (по расписанию) фен для сушки волос. Не то, чтобы это был оглушительный успех, но шум от фена присутствовал и я был доволен результатом. Встал вопрос о том, как теперь подключить тот клапан, что уже имелся.

Разобравшись с его устройством (шаровый клапан с актуатором, приводящим шар в движение, и микропереключателем, сменяющим состояние в момент полного открытия или закрытия клапана) я вынул из него всю штатную электронику и подключил к своему контроллеру через полевой транзистор.

Плата

К моменту разработки удалённого интерфейса устройство уже было оформлено в виде печатной платы. Последняя была отрисована в Eagle и был получен первый опыт производства своих плат на заводе. Это был тот ещё опыт. Одним из запомнившихся моментов стал лак паяльной маски, «внезапно» оказавшийся в местах пайки.

Преимущества помощника автоматический поливатель

Почему большинство владельцев домашнего цветника доверяют полив домашних растений именно прибору Green Helper GA 010.

Приспособление имеет ряд весовых преимуществ перед аналогичными автополивами других изготовителей:

— устройство работает автономно, поэтому не требует подключения к электросети и водопроводу;

— для осуществления работы необходимо установить 4 пальчиковых батарейки;

Одного комплекта элементов питания хватит на 7-8 месяцев корректной работы автолейки;

— отсутствие проводов позволяет использовать устройство в любом месте, в том числе и на открытом воздухе;

— экономное потребление воды и расхода батареек;

— надежная и безотказная работа долгие годы;

— оптимальное соотношение ценакачество;

— возможность обеспечивать полив не только несколько дней или недель, но и более долгий срок;

Например, когда вы уедете в отпуск, путешествие или командировку на 1-3 месяца.

— 10, 15, 20 или 25 горшков поливается одновременно;

— при экстремальном уменьшении количества воды в емкости, система подает звуковой сигнал;

— легкая и простая настройка с помощью жидкокристаллического экрана.

У цветоводов всего мира аппарат для полива домашних цветов Green Helper GA 010 (ODS 70) считается лучшим по качеству.

По отзывам, Green Helper GA 010 — самый правильный выбор, когда хозяева вынуждены оставлять растения без присмотра надолго.

Например, на время поездки в отпуск, командировку, в гости и путешествие.

Наш интернет магазин предлагает вам купить по доступной цене комплект системы орошения для цветов дома, в квартире и офисе.

Такая уникальная возможность есть у всех покупателей интернет магазина Дом и Сад.

Всё благодаря нашему прямому сотрудничеству с производителем автоматического капельного полива — фирмой Green Helper.

Покупатели онлайн сайта Дом и Сад приобретут фирменный качественный капельный автополив Грин Хелпер.

И обязательно получат с покупкой длительную эксплуатационную гарантию.

Воспользуйтесь нашим предложением купить надёжную автолейку для домашнего сада.

Оригинал много лет будет радовать вас безупречной работой.

Ведь всегда приятно пользоваться качественным устройством для капельного полива для комнатных и балконных растений.

Тем более, купленного с гарантией у прямого представителя завода-изготовителя.

Чем покупать такой же товар подделку по надуманным акциям и распродажам.

На 90% поддельного некачественного товара, продавцы специально устанавливают заманчивую низкую цену и устраивают скидки.

На нашем сайте можно приобрести фирменный комплект Green Helper GA 010 (ODS 70) в розницу от одного прибора.

Так же, в онлайн интернет магазине Дом и Сад на автополив можно сделать средний, мелкий либо крупный оптовый заказ.

Быстро оформим и доставим заказ покупателю в любой регион России, Казахстана, Белоруссии, Армении и Киргизии.

Отправим вам автолейку по Почте, Курьером или Транспортной Компанией.

Розничная цена 1-го набора автоматического капельного полива домашних цветов и растений в отпуске Green Helper GA 010 (ODS 70) —- 3900 рублей.

Системный насос

Насос, который использовался на начальных стадиях развития системы полива был самый простой, дешёвый, обязательным было только условие – вход и выход имеют резьбу в пол-дюйма. Он выдавал в лучшем случае 0.3 атмосферы давления на выходе.

В ходе экспериментов с поливами выяснилось, что подводить трубочки из системы полива и поливать растения таким образом, без обратной связи по влажности почвы получается не очень качественно. Малейшее засорение, изгиб или различная длина трубок от системы полива к растению приводили к неравномерности полива.

Один горшок получал больше воды, чем другой, за равное количество времени работы полива. Было найдено решение в виде компенсированных капельниц, которые используются в системах капельного полива. Это такие устройства, которые пропускают через себя фиксированный объём воды, при условии подачи последней под давлением в заданном диапазоне (типичный диапазон рабочих давлений составляет от 1 до 4 атмосфер).

Для обеспечения такого давления используются принципиально иные насосы, нежели тот, который имелся. Потому был приобретён мембранный насос высокого давления. Сначала, тоже самый дешёвый, китайский. Он работал от 12В и потреблял до 5 ампер и при работе шумел и вибрировал так, что невольно, система полива, в числе прочих тестов, стала проходить вибрационные тесты, а соседи — тесты терпимости.

Системы капельного автополива

В системах капельного полива чаще всего применяются либо сочащиеся шланги, из которых в грунт постепенно вытекает вода, либо последовательно соединенные трубы и капельницы для подачи воды под корень растений. Это позволяет избежать переизбытка влаги в воздухе (что важно в теплицах и парниках) и уменьшить расход воды.

Удалённый интерфейс

Для реализации удалённого управления было решено использовать Raspberry Pi. А связать Pi с STM32 через UART. Писать простенькие сайтики к тому моменту я уже умел, опыт PHP и JS небольшой был.

Управление поливом: как организовать умную систему

Умной любую систему делает контроллер – центр управления автоматическим поливом. Он позволяет программировать время и режимы полива, устанавливать расход воды.

Самый простой вариант – поставить в качестве контроллера таймер для полива. По сути, это кран с блоком управления, который подает и перекрывает воду, а на нем устанавливаются время и продолжительность полива.

Поставить таймер просто и недорого, но у него небольшая пропускная способность, которая не годится для больших участков. Есть варианты механических, электронно-механических и электронных таймеров. Механическим не требуется электропитание, но их нужно включать вручную, электронно-механические работают от батареек и позволяют запрограммировать полив на несколько дней вперед, а электронными, что важно, можно управлять удаленно по Wi-fi или Bluetooth.

Однако существуют и более сложные автономные контроллеры. Они устанавливаются на распределительный клапан и работают от батареек, которых хватает примерно на год использования.

Водонепроницаемый пульт управления Hunter Node-100 предлагает установить одну из четырех программ с нужным временем запуска

Такие устройства обладают более широким набором настроек, к ним можно подключать датчики дождя и влажности почвы. Это хорошее решение для небольших систем, не требующих настройки разных зон полива.

Контроллер Rain Bird RZX 8 с Wi-Fi рассчитан на 8 зон, у каждой из которых 6 независимых графиков запуска и 4 варианта дней полива

Но самые функциональные — стационарные контроллеры, способные управлять каждой линией полива и ее элементом по отдельности. В разных зонах полива устанавливаются дни и время начала полива, количество запусков системы в сутки, их продолжительность и периодичность.

Так, для участка до 10 соток подходит контроллер на 4–8 зон, у каждой из которых свой режим полива и нормы потребления воды.

Elgato Eve Aqua Smart Water Controller с поддержкой Siri совместим с Apple Home Kit: он управляется по Bluetooth через приложение Home

Если вам интересно именно удаленное управление всем процессом, то нужно искать контроллер с Wi-Fi или Bluetooth. Обычно в приложении для мобильного устройства можно контролировать объем воды, расписание и длительность орошения, настраивать программы полива для разных зон.

Уличный контроллер Hi-Garden Aquarius 10 Wi-Fi с Wi-Fi и Bluetooth имеет 8 программ, а также два датчика температуры в комплекте

Стационарные контроллеры еще можно дополнить датчиками погоды, которые устанавливаются на участке и передают на пульт данные о влажности почвы, температуре воздуха и осадках, а иногда даже о заморозках. Это позволяет системе управления самостоятельно менять режим полива без вашего участия или отменять его, например, в дождливый день.

Датчик погоды Solar Sync сообщает о солнечной радиации, температуре и влажности воздуха, дожде и заморозках

Умная система управления поливом не требует постоянного присутствия человека и единственное, что ей нужно – периодическое обслуживание. Летом надо проверять фильтры воды на предмет засоров, а осенью — слить воду и продуть систему компрессором. Это позволит автополивалке перезимовать и снова включиться в работу в следующем сезоне.

В таблице вы найдете цены и характеристики указанных в статье моделей.