Палочка для мониторинга влажности почвы Arduino - никогда не забывайте поливать растения: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Вы часто забываете поливать комнатные растения? Или, может быть, вы уделяете им слишком много внимания и поливаете их?

Если да, то вам следует сделать себе палку для контроля влажности почвы на батарейках. В этом мониторе используется емкостной датчик влажности почвы и Arduino Pro Mini на 3,3 В для непрерывного мониторинга уровня влажности почвы и предупреждения вас, когда вы поливаете растения больше или меньше.

Два потенциометра на плате позволяют регулировать и устанавливать заданные значения высокого и низкого уровня влажности, при этом два светодиода начинают мигать, чтобы предупредить вас. Вы также можете легко добавить в схему зуммер, если вам нужен звуковой сигнал.

Вы также можете нажать кнопку, чтобы отобразить текущее значение влажности и заданные значения высокого и низкого уровня на встроенном OLED-дисплее.

При стандартной настройке здесь устройство работает около 15-20 дней от одной зарядки батареи 18650, питающей его. Но при использовании двух методов с низким энергопотреблением это можно продлить примерно до 50-60 дней на одну зарядку.

Запасы

Чтобы построить один монитор влажности почвы, вам понадобятся:

3.3V Arduino Pro Mini - Купить здесь

Версия на 5 В может использоваться с другой батареей и светодиодными резисторами 220 Ом

• Программатор USB - Купить здесь
• Емкостной датчик влажности почвы - Купить здесь
• 3 светодиода по 5 мм (желательно разных цветов) - купить здесь
• Резистор 10 кОм - Купить здесь
• Резисторы 3 x 100 Ом - Купить здесь
• 2 x 10K горшки для обрезки - Купить здесь
• Тактильный кнопочный переключатель - Купить здесь
• Ползунковый переключатель питания - Купить здесь
• 128x32 I2C OLED-дисплей - Купить здесь
• Штыри для мужских заголовков - Купить здесь
• Штыри для женских заголовков - Купить здесь
• Ленточный кабель - Купить здесь

Для питания монитора

• 18650 3.7V литиевая батарея - Купить здесь
• Держатель батареи / зарядное устройство 18650 - Купить здесь

Шаг 1. Соберите компоненты и закажите печатные платы

Я начал с разработки схемы, которая могла быть преобразована в печатную плату и питалась от одной литий-ионной батареи 18650. По этой причине я выбрал версию Arduino 3,3 В и именно этот емкостный монитор влажности почвы, который может питаться от 3,3 В или 5 В.

Вы можете скачать файлы печатной платы из моего блога, если хотите заказать свои собственные.

Вы также можете использовать 5V Arduino Pro Mini с теми же компонентами, вам просто нужно использовать светодиодные резисторы 220 Ом вместо используемых здесь 100 Ом. Вам также нужно будет питать его от аккумуляторной батареи, а не от одной литий-ионной батареи.

Вы также можете собрать компоненты на макетной плате, а затем сделать короткий провод к датчику влажности, но печатная плата просто делает его более компактным и надежным.

Я заказал печатные платы у PCB Way, который стоит всего 5 долларов за 5 базовых печатных плат размером до 100x100 мм. Они были изготовлены и отгружены очень быстро и к тому же имеют отличное качество.

Шаг 2: соберите печатные платы

Начните с прикрепления контактов заголовка к Arduino. В этой конструкции используются контакты A4 и A5 для подключения I2C к OLED-дисплею, поэтому вам также необходимо добавить эти два контакта. На платах часто нет штифтов для этих двух, поскольку они отделены от полос по обеим сторонам.

Припаяйте все компоненты на место на печатной плате, обращая внимание на ориентацию светодиодов и тактильную кнопку.

Чтобы подключить датчик влажности к вашей плате, вам нужно удалить белый штекер на конце, а затем припаять три контакта разъема в ряд отверстий, ближайший к концу датчика. Используйте эти штыри, чтобы припаять датчик прямо к печатной плате.

После того, как все ваши компоненты будут припаяны, обрежьте все выступающие штыри с задней стороны печатной платы.

Припаяйте плату зарядного устройства литий-ионного аккумулятора к клеммам питания на печатной плате с помощью небольшого ленточного кабеля, чтобы держатель можно было приклеить к задней части печатной платы.

Шаг 3: запрограммируйте свой Arduino

Чтобы запрограммировать Arduino Pro Mini, вам нужно использовать USB-программатор и подключить его к соответствующим контактам разъема печатной платы. Помните, что Tx на программаторе идет к Rx на Arduino и наоборот. Также убедитесь, что вы используете правильное выходное напряжение программатора: 3,3 В для 3,3 В Pro Mini и 5 В для 5 В Pro Mini.

Вы можете скачать скетч из моего сообщения в блоге и прочитать подробное описание того, что делает каждый раздел кода.

Шаг 4: Калибровка и использование датчика влажности почвы

При первом включении монитора вы увидите короткий экран-заставку на дисплее, а затем дисплей выключится.

После выключения вы можете нажать кнопку рядом с дисплеем, чтобы снова включить его и увидеть фактический измеренный уровень влажности, а также два заданных значения уровня влажности. Две уставки можно отрегулировать, поворачивая потенциометры низкого и высокого уровня. В коде есть некоторая логика, предотвращающая установку нижнего заданного значения выше верхнего заданного значения и верхнего значения ниже нижнего.

Перед тем, как использовать датчик, вам необходимо его откалибровать. Для этого воспользуйтесь USB-программатором, чтобы отобразить необработанные значения датчика от датчика влажности. Снимите показания датчика на воздухе, а затем погрузите стержневую часть датчика в кувшин с водой, чтобы получить максимальный уровень влажности. Следите за тем, чтобы при этом не намочить ни один из компонентов. Возьмите эти максимальные и минимальные значения и замените их в коде, и ваш монитор будет готов к работе. Вы также можете добавить небольшой запас к максимуму и минимуму, чтобы учесть изменения окружающей среды.

Как упоминалось ранее, от одной зарядки аккумулятора 18650 монитора хватает примерно на 15-20 дней. В своем блоге я подробно описал два метода, которые вы можете применить, чтобы еще больше улучшить его до 50-60 дней без подзарядки. По сути, они включают только питание датчика влажности, когда вам нужно снять показания, и удаление светодиода малой мощности на Arduino. Вы также можете продлить срок службы батареи, реже снимая показания.

Я также добавил акриловую лицевую панель к монитору, когда он был готов, чтобы защитить электронные компоненты.

Вы пробовали сделать свой собственный монитор влажности почвы? Дайте мне знать в комментариях!