Automatyczny system nawadniania roślin Arduino: 8 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Poznaj Sprout - nowoczesną donicę do wnętrz, która automatycznie podlewa Twoje rośliny, zioła, warzywa itp. i zrewolucjonizuje Twoją grę ogrodniczą.

Składa się ze zintegrowanego zbiornika na wodę, z którego pompowana jest woda i utrzymuje nawilżenie gleby rośliny.

Czujnik wilgotności gleby jest skalibrowany w taki sposób, że okresowo mierzy wilgotność gleby, regulując w ten sposób przepływ wody. Jeśli gleba jest zbyt sucha, pompa wody automatycznie włącza się i wyłącza, gdy wilgotność gleby osiągnie żądany poziom.

Jeśli jesteś osobą, która podlewa swoje rośliny, Sprout zapewni, że nigdy więcej nie będziesz musiał się martwić, że będziesz złym ogrodnikiem. A jeśli jesteś osobą, która podlewa swoje rośliny, aby zrekompensować nieobecność, oznacza to, że nie grozi Ci utopienie roślin lub nasion.

Pojemność zbiornika na wodę Sprout wynosi około 500 ml / 17 fl oz, co pozwala zaniedbywać rośliny nawet przez miesiąc, zanim będzie trzeba je uzupełnić.

Opcjonalną funkcję Bluetooth można wykorzystać do ręcznego przełączania i bezprzewodowego sterowania pompą wody za pomocą smartfona.

Develop: Czy jesteś programistą, inżynierem lub projektantem, który ma świetny pomysł na nową funkcję/projekt w Sprout? Może dopiero zaczynasz lub zauważyłeś błąd? Zachęcamy do pobrania naszego kodu, schematów, plików projektów 3D i plików do cięcia laserowego z Github i majstrowania przy nich.

Kiełkować: GitHub

Krok 1: Projekt elektroniczny

Lista komponentów elektronicznych:-Arduino Nano: AliExpressDC pompa wodna: AliExpressCzujnik wilgotności gleby: AliExpressHC-05 Moduł Bluetooth: AliExpressLM7805 Regulator napięcia: Układy scalone LM7805: Rezystor MOSFET: AliExpress220 Ohm: Dioda: Diody szpilkowe nagłówka: AliExpressDC Barrel Jack: Śruba blok zacisków: PCB: AliExpressAC-12VDC Adapter: AliExpress

Narzędzia: - lutownica: AliExpress Drut lutowniczy: AliExpress

Blok mocy

7805 reguluje napięcie zasilania i zmniejsza je do stałego 5 V, dzięki czemu nadaje się do uruchomienia Arduino & Soil Moisture Sensor.

Sterowanie pompą

MOSFET działa jak przełącznik sterowany przez Arduino. Używamy MOSFET, ponieważ Arduino nie może bezpośrednio zasilać pompy DC. Rezystor podłączony do bramki MOSFET zapobiega uszkodzeniu MOSFET-u. Dioda flyback połączona w poprzek pompy zapewnia ścieżkę rozpraszania zgromadzonej energii, gdy pompa jest wyłączona. Anoda diody jest podłączona do drenażu MOSFET-u. Katoda diody jest podłączona do szyny zasilającej 9V. Źródło diody jest połączone z GND.

Czujnik wilgociCzujnik przesyła wartość analogową do Arduino. Próg wilgotności jest kalibrowany przez użytkownika w zależności od rodzaju używanej rośliny.

Moduł Bluetooth

Wykorzystuje komunikację szeregową do przesyłania danych między Arduino a smartfonem.

Krok 2: Montaż elektroniczny

Płytka drukowana w skali 1x, a także widok płytki i schemat są dostępne w repozytorium GitHub.

Sprout: GitHub/elektronika

Repozytorium zawiera również plik PDF w formacie A4, który zawiera wiele płytek PCB na jednej stronie. Można to wykorzystać do wykonania wielu płytek PCB na raz do masowej produkcji

Przylutuj wszystkie elementy zgodnie z podanym schematem.

Edytowalne pliki Eagle są dostępne poniżej.

Możesz zamówić PCB tutaj: PCBWay

Krok 3: Oprogramowanie i konfiguracja Bluetooth

Oprogramowanie

Czujnik wilgoci jest podłączony do pinu wejścia analogowego Arduino. Wartość progowa określa, czy pompa powinna być WŁĄCZONA/WYŁĄCZONA.

Kod znajdziesz na Sprout: GitHub/Code

Zapraszam do modyfikowania i współtworzenia repozytorium GitHub.

Aplikacja na smartfona i konfiguracja Bluetooth

Moduł Bluetooth HC-05 jest blokiem pośrednim pomiędzy smartfonem a Arduino. Wykorzystuje komunikację szeregową do wysyłania danych ze smartfona do Arduino i działa jako pilot zdalnego sterowania.

Aplikacja przesyła wartość „48” lub „49”, które oznaczają odpowiednio „ON” i „OFF”. Dzięki temu pompą można sterować bezprzewodowo.

Po prostu otwórz aplikację, wyszukaj wykrywalne urządzenia i sparuj z modułem HC-05. następnie kliknij „Przełącz tryb” i przełącz przycisk ekranowy.

Aplikacja jest dostępna w aplikacji Bluetooth

Krok 4: Projekt mechaniczny

Główny korpus Sprout to pudełko o wymiarach 30 cm x 15 cm x 19 cm wykonane z płyty MDF.

Wszystkie etapy projektowania mechanicznego zostały wyraźnie zademonstrowane w filmie dołączonym na początku instrukcji. Możesz to również sprawdzić w Sprout: Video/Mechanical Design

Pudełko podzielone jest na dwie sekcje:

1. Większa sekcja zawiera sekcję Gleba i rośliny
2. Mniejsza sekcja jest dalej podzielona na dwie kolejne sekcje, tak że jedna sekcja zawiera płytkę drukowaną, a druga zawiera zbiornik wody.

Zbiornik na wodę to plastikowa butelka o pojemności 500ml.

Pudełko MDF ma 8 oddzielnych zazębiających się powierzchni, które można wycinać laserowo i wsuwać w siebie.

Pliki cięcia laserowego, plik Fusion 360 Design (plik 3D Design), widoki izometryczne i ortogonalne każdej powierzchni można znaleźć na stronie Sprout: GitHub/Mechanical Design

W repozytorium GitHub można również znaleźć edytowalne pliki programu Illustrator, które można modyfikować do określonych wymagań/wymiarów, a następnie wycinać laserowo.

Krok 5: Montaż mechaniczny: przygotowanie butelki

Zbiornik na wodę to plastikowa butelka o pojemności 500ml. Można do tego użyć typowej plastikowej butelki sody o pojemności 500 ml.

Maksymalna średnica butelki powinna wynosić 74mm. Maksymalna średnica zakrętki butelki powinna wynosić 50mm. Maksymalna wysokość od podstawy butelki do najniższej części nasadki powinna wynosić 18,5 cm.

Butelkę należy przyciąć około 50 mm nad jej podstawą, aby można było w niej umieścić pompkę. W butelce należy wyciąć otwory, tak aby rura wylotowa i przewody zasilające mogły być poprowadzone przez butelkę.

Po wyjęciu rury wylotowej i przewodów przez odpowiednie otwory butelkę można ponownie zamknąć. Aby uszczelnić butelkę, musimy użyć mieszanki epoksydowej, która stwardnieje w ciągu kilku godzin. Zapobiegnie to wyciekaniu wody.

Wodę można uzupełnić od góry butelki, po prostu otwierając jej zakrętkę.

Krok 6: Montaż mechaniczny: Przygotowanie pudełka

Po pomyślnym wycięciu laserowym 8 różnych powierzchni pudełka, nałóż kilka warstw wysokiej jakości lakieru do drewna na każdą stronę każdej powierzchni. Dzięki temu jest wysoce wodoodporny i odporny na wilgoć i wilgoć.

Zamontuj gniazdo zasilania również na płycie tylnej i podłącz je do płytki drukowanej.

Zamontuj płytkę drukowaną na tylnej płycie pudełka tak, aby pasowała do odpowiedniej sekcji.

Przeciągnij rurę wylotową pompy przez podane otwory tak, aby dotarła do sekcji gleby roślinnej. Zrób to samo z przewodami czujnika wilgoci.

Nie zapomnij podłączyć pompy wodnej do płytki drukowanej, jak pokazano na schemacie

Rozpocznij łączenie różnych ścianek pudełka i upewnij się, że butelka jest dobrze dopasowana do wyznaczonego obszaru.

Zastosuj klej do drewna lub klej, aby uszczelnić całe pudełko

Wszystkie te kroki zostały zademonstrowane w filmie wideo znajdującym się na początku tej instrukcji.

Krok 7: Montaż mechaniczny: cement

Ten krok określi teksturę i ostateczne wykończenie pudełka, a także da plantatorowi kolejną powłokę ochronną.

Nałóż klej na każdą powierzchnię pudełka. Następnie posyp klej odrobiną cementu. Użyj pozostałego okrągłego kawałka MDF, który został wycięty z górnej płyty, aby wygładzić cement na powierzchni każdej powierzchni pudełka. Powtórz ten krok dla każdej powierzchni pudełka, jak pokazano na filmie.

Po wyschnięciu cementu spryskiwać wodą co 6 godzin przez 1 dzień. Umożliwi to utwardzenie cementu bez pęknięć, a także zapobiegnie wyciekaniu wody.

Krok 8: Dodaj glebę i rośliny

Gdy cement stwardnieje, napełnij pudełko ziemią.

Pamiętaj, aby uszczelnić na gorąco koniec rury wylotowej przed wykonaniem w niej otworu na kroplownik. Kroplownik służy do regulacji wody wypływającej z rury tak, aby woda nie wypływała z donicy.

Umieść czujnik wilgotności gleby w glebie.

Power Sprout przez gniazdo zasilania na tylnej płycie i upewnij się, że zbiornik na wodę jest napełniony do pełnego poziomu.

Sprawdź, czy wszystko działa i powinno być gotowe.

Drugie miejsce w wyzwaniu Epilog 9

Drugie miejsce w konkursie Arduino 2017