Sztyft do monitorowania wilgotności gleby Arduino - nigdy nie zapomnij o podlewaniu roślin: 4 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Czy często zapominasz podlewać swoje rośliny domowe? A może poświęcasz im zbyt dużo uwagi i nadmiernie je podlewasz?

Jeśli tak, to powinieneś zrobić sobie bateryjny kij do monitorowania wilgotności gleby. Ten monitor wykorzystuje pojemnościowy czujnik wilgotności gleby i Arduino Pro Mini o napięciu 3,3 V, aby stale monitorować poziom wilgotności gleby i ostrzegać, gdy podlewasz rośliny podlewane lub niedostatecznie podlewane.

Dwa potencjometry na płytce umożliwiają regulację i ustawienie wartości zadanej wysokiego i niskiego poziomu wilgotności, które wyzwalają miganie dwóch diod LED, aby Cię ostrzec. Możesz również łatwo dodać brzęczyk do obwodu, jeśli chcesz również alarm dźwiękowy.

Możesz również nacisnąć przycisk, aby wyświetlić aktualny odczyt wilgotności oraz nastawy wysokiego i niskiego poziomu na wbudowanym wyświetlaczu OLED.

Przy standardowej konfiguracji urządzenie działa około 15-20 dni na jednym ładowaniu baterii 18650, która ją zasila. Jednak przy użyciu dwóch technik o niskim poborze mocy można to wydłużyć do około 50-60 dni na jednym ładowaniu.

Kieszonkowe dzieci

Aby zbudować jeden monitor wilgotności gleby, będziesz potrzebować:

3.3V Arduino Pro Mini – Kup tutaj

Wersja 5 V może być używana z inną baterią i rezystorami LED 220 Ω

• Programator USB - Kup tutaj
• Pojemnościowy czujnik wilgotności gleby – kup tutaj
• 3 x 5mm diody LED (najlepiej w różnych kolorach) – Kup tutaj
• Rezystor 10K – Kup tutaj
• Rezystory 3 x 100Ω – Kup tutaj
• 2 x 10 tys. garnków do przycinania - kup tutaj
• Dotykowy przełącznik przyciskowy – kup tutaj
• Suwakowy przełącznik zasilania – kup tutaj
• Wyświetlacz OLED 128x32 I2C – Kup tutaj
• Męskie szpilki nagłówka – kup tutaj
• Żeńskie szpilki nagłówkowe – kup tutaj
• Kabel taśmowy - kup tutaj

Aby zasilać monitor

• Bateria litowa 18650 3,7 V - kup tutaj
• 18650 Uchwyt/Ładowarka do Baterii – Kup tutaj

Krok 1: Zbierz swoje komponenty i zamów płytki drukowane

Zacząłem od zaprojektowania obwodu, który można było przekształcić w płytkę drukowaną i zasilać pojedynczą baterią litowo-jonową 18650. Z tego powodu wybrałem wersję Arduino 3,3 V i ten konkretny pojemnościowy monitor wilgotności gleby, który może być zasilany z 3,3 V lub 5 V.

Możesz pobrać pliki PCB z mojego bloga, jeśli chcesz zamówić własne.

Możesz również użyć 5V Arduino Pro Mini z tymi samymi komponentami, wystarczy użyć rezystorów LED 220 omów zamiast używanych tutaj 100 omów. Będziesz także musiał zasilać go akumulatorem, a nie pojedynczą baterią litowo-jonową.

Możesz również zmontować komponenty na płytce stykowej, a następnie wykonać krótki przewód do czujnika wilgoci, ale płytka PCB sprawia, że jest to bardziej kompaktowa i solidna konfiguracja.

Zamówiłem płytki PCB od firmy PCB Way, która kosztuje tylko 5 USD za 5 podstawowych płytek o wymiarach do 100x100mm. Zostały wyprodukowane i wysłane bardzo szybko i są również świetnej jakości.

Krok 2: Złóż płytki drukowane

Zacznij od podłączenia pinów nagłówka do Arduino. Ta konstrukcja wykorzystuje piny A4 i A5 do połączenia I2C z wyświetlaczem OLED, więc musisz również dodać te dwa piny. Deski często nie są wyposażone w szpilki dla tych dwóch, ponieważ są one oddzielone od pasków po obu stronach.

Przylutuj wszystkie elementy na miejsce na płytce drukowanej, zwracając uwagę na orientację diod LED i dotykowego przycisku.

Aby podłączyć czujnik wilgoci do płytki, musisz usunąć białą wtyczkę na końcu, a następnie wlutować trzy kołki rozgałęźne w rzędzie otworów najbliżej końca czujnika. Użyj tych pinów, aby przylutować czujnik bezpośrednio do płytki drukowanej.

Gdy wszystkie komponenty zostaną przylutowane na miejscu, przytnij wszystkie wystające szpilki z tyłu płytki drukowanej.

Przylutuj płytkę ładowarki litowo-jonowej do zacisków zasilania na płytce drukowanej za pomocą małego przewodu taśmowego, aby uchwyt można było przykleić z tyłu płytki drukowanej.

Krok 3: Zaprogramuj Arduino

Aby zaprogramować Arduino Pro Mini, musisz użyć programatora USB i podłączyć go do odpowiednich pinów nagłówka na przerwie PCB. Pamiętaj, że Tx na programatorze idzie do Rx na Arduino i odwrotnie. Upewnij się również, że używasz odpowiedniego napięcia wyjściowego z programatora, 3,3 V dla 3,3 V Pro Mini i 5 V dla 5 V Pro Mini.

Możesz pobrać szkic z mojego wpisu na blogu i przeczytać szczegółowy opis tego, co robi każda sekcja kodu.

Krok 4: Kalibracja i używanie czujnika wilgotności gleby

Po pierwszym włączeniu monitora na wyświetlaczu pojawi się krótki ekran powitalny, a następnie wyświetlacz się wyłączy.

Po wyłączeniu można nacisnąć przycisk obok wyświetlacza, aby go ponownie włączyć i zobaczyć rzeczywisty zmierzony poziom wilgotności oraz dwie nastawy poziomu wilgotności. Dwie wartości zadane można regulować, obracając potencjometry niskiego i wysokiego poziomu. W kodzie jest pewna logika, która zapobiega ustawianiu dolnej wartości zadanej powyżej górnej wartości zadanej, a górnej wartości niższej niż dolna.

Zanim użyjesz czujnika, musisz go skalibrować. W tym celu użyj programatora USB, aby wyświetlić nieprzetworzone wartości czujnika z czujnika wilgoci. Wykonaj suchy odczyt z czujnika w powietrzu, a następnie zanurz część czujnika w dzbanku z wodą, aby uzyskać maksymalny poziom wilgoci. Upewnij się, że podczas tego nie zamoczysz żadnego z elementów. Weź te maksymalne i minimalne wartości i zastąp je w kodzie, a twój monitor będzie gotowy do pracy. Możesz również dodać mały margines do maksimum i minimum, aby uwzględnić różnice środowiskowe.

Jak wspomniano wcześniej, monitor działa przez około 15-20 dni na jednym ładowaniu baterii 18650. Na moim blogu szczegółowo opisałem dwie techniki, które możesz wdrożyć, aby jeszcze bardziej poprawić to do około 50-60 dni na jednym ładowaniu. Zasadniczo polegają one na zasilaniu czujnika wilgoci tylko wtedy, gdy trzeba wykonać odczyty i usunąć diodę LED małej mocy na Arduino. Możesz także wydłużyć czas pracy baterii, rzadziej wykonując odczyty.

Dodałem również akrylową płytę czołową do monitora, gdy był gotowy, aby chronić elementy elektroniczne

Czy próbowałeś zrobić własny monitor wilgotności gleby? Daj mi znać w komentarzach!