Как сделать систему автоматического полива с помощью Arduino: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

В этой инструкции я покажу вам, как построить и реализовать автоматическую систему полива, которая может определять содержание воды в почве и автоматически орошать ваш сад. Эта система может быть запрограммирована для различных культур и сезонных колебаний. Эта система лучше всего подходит для капельного орошения. Я также протестировал систему для различных почвенных условий и наличия воды.

Посмотрите видео по ссылке, чтобы облегчить понимание.

Эта система поможет вам автоматически поливать ваш сад на заднем дворе или в помещении, и вам не нужно беспокоиться о поливе ваших любимых растений в вашем плотном графике.

Arduino UNO является мозгом этой системы, и все датчики и устройства отображения контролируются ею. Датчик влажности используется для определения содержания влаги в почве. ЖК-дисплей предназначен для мониторинга состояния почвы, температуры окружающей среды и состояния водоснабжения (водяной насос).

Шаг 1. Необходимые материалы

1. Arduino UNO
2. Датчик влажности почвы (с драйвером LM393)
3. Датчик температуры LM 35
4. ЖК-дисплей 16x2
5. Переключатель уровня воды
6. Оратор
7. Реле 5В
8. BC547 или аналогичные транзисторы NPN
9. Резисторы (см. Принципиальную схему)
10. Потенциометр (10 кОм)
11. 5 мм светодиод
12. 1N4007 Диод
13. Клеммные колодки и винтовые клеммы
14. Печатная плата / Макетная плата
15. Основные инструменты и набор для пайки

Шаг 2: Постройте схему

Эта схема может быть построена либо на макетной плате, либо на печатной плате. Для временной попытки вы можете построить это на макете. Подробную информацию см. На принципиальной схеме. Выполните подключение, как указано ниже.

ШТИФТЫ ARDUINO

0 _ Н / К

1 _ Н / К

2 _ ЖК-14

3 _ ЖК-13

4 _ ЖК-12

5 _ ЖК-11

6 _ Н / К

7_WATER_LEVEL_STATUS_LED

8 _ Н / К

9_ ДИНАМИК

10 _ Н / К

11 _ ЖК-6

12 _ ЖК-4

13 _ СВЕТОДИОД_СОСТОЯНИЯ НАСОСА) _И_ТО_РЕЛЕ

A0_ SOIL_MOISTURE_SENSOR

A4 _ LM35_ (ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ)

ЖК-1 _ ЗЕМЛЯ

ЖК-5 _ ЗЕМЛЯ

ЖК-2 _ + Vcc

ЖК-3 _ ЖК_ЯРКОСТЬ

* Сообщается об ошибке при нестабильных показаниях температуры. Пожалуйста, избегайте датчика температуры. Я обновлю код, как только он будет решен.

Шаг 3: Принцип работы схемы

Значения датчика влажности почвы зависят от сопротивления почвы. Драйвер LM393 - это двойной дифференциальный компаратор, который сравнивает напряжение датчика с фиксированным напряжением питания 5 В.

Значение этого датчика варьируется от 0 до 1023. 0 - наиболее влажное состояние, а 1023 - очень сухое состояние.

LM35 - это прецизионные датчики температуры на интегральной схеме, выходное напряжение которых линейно пропорционально температуре по Цельсию. LM35 работает при температуре от -55˚ до + 120˚C.

Реле уровня воды содержит герконовый магнитный переключатель, окруженный плавающим магнитом. Когда есть вода, он проводит.

Arduino считывает состояние почвы с помощью датчика влажности почвы. Если почва СУХАЯ, выполняется следующие операции….

1) Проверяет наличие воды с помощью датчика уровня воды.

2) Если вода доступна, насос включается и автоматически выключается при подаче достаточного количества воды. Насос приводится в действие схемой управления реле.

3) Если вода недоступна, вы получите звуковое уведомление.

В любых других условиях насос остается выключенным, а состояние почвы (сухой, влажный, мокрый), температура и состояние насоса отображаются на ЖК-экране.

Шаг 4: Код Arduino

Процедура

• Подключите Arduino к вашему компьютеру.
• Загрузите прикрепленный код и откройте его.
• Выберите свой COM-порт и плату Arduino в меню «Инструменты».
• Нажмите кнопку «Загрузить».

После загрузки кода откройте монитор последовательного порта, который отображает значения датчика влажности почвы в диапазоне от 0 до 1023. Протестируйте датчик для различных почвенных условий и отметьте значение датчика для наиболее подходящего состояния почвы и отредактируйте значения в коде для вашего приложения. Если вы хотите изменить чувствительность датчика для различных почвенных условий, измените значения трех условий, указанных в Кодексе.

_

Температура рассчитывается по следующей формуле X = ((Значение датчика) * 1023,0) / 5000.

Температура в градусах Цельсия = (X / 10)

Шаг 5: Внедрение и тестирование

Следующие шаги можно выполнить, чтобы протестировать проект.

1) Подключите Arduino к источнику питания (5 В) через USB или внешний источник питания.

2) Закопайте датчик влажности в почве. Лучше разместите датчик возле корней растений для точных измерений. Примечание. Клеммы проводки не являются водонепроницаемыми.

3) Подключите водяной насос к реле (замыкающие и общие клеммы) и включите сеть. См. Схему подключения и распиновку.

ВНИМАНИЕ: ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ. ПОНИМАЙТЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ

4) Датчик температуры можно разместить на самой печатной плате или на почве. Не погружайте датчик в воду.

5) Потенциометр можно изменять для регулировки яркости ЖК-дисплея.

6) Поместите датчик уровня воды в емкость / резервуар для воды.

Я реализовал это в своем домашнем саду и поместил датчик рядом с одним из растений. Также я поместил насос и датчик уровня воды в ведро с водой. На видео видно, что когда я опускаю датчик уровня воды в воду, насос включается до тех пор, пока почва не станет влажной.

Хотя это работает отлично, в этот проект можно внести небольшие ошибки и улучшения. Сообщалось об ошибке, связанной с нестабильными показаниями температуры, когда оба датчика работают вместе. Я обновлю, если ошибка будет решена.

Дальнейшие улучшения пользователи могут реализовать:

• Добавьте функцию IOT для анализа данных и удаленного управления.
• Интегрируйте систему капельного орошения и несколько датчиков в разных местах поля.
• Улучшите характеристики датчика, чтобы его можно было использовать в глубоких грунтах.
• Используйте более надежные датчики температуры.
• Контроль влажности и температуры для теплиц.
• Анализ содержания минеральных веществ в воде и концентрации удобрений.

Если у вас возникнут какие-либо сомнения или предложения, дайте мне знать в разделе комментариев. Если вы построили это, дайте мне знать в разделе комментариев.

Спасибо

HS Sandesh

(Канал Технократ на Youtube)