Tyčinka na monitorovanie vlhkosti pôdy Arduino - nikdy nezabudnite polievať svoje rastliny: 4 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Zabúdate často na polievanie izbových rastlín? Alebo im venujete príliš veľa pozornosti a zalievate ich vodou?

Ak tak urobíte, mali by ste si vyrobiť batériu na monitorovanie vlhkosti pôdy. Tento monitor používa kapacitný snímač pôdnej vlhkosti a 3,3 V Arduino Pro Mini na nepretržité monitorovanie úrovne pôdnej vlhkosti a upozorní vás, keď zalievate rastliny alebo ich polievate.

Dva potenciometre na doske vám umožňujú nastaviť a nastaviť požadovanú hodnotu vysokej a nízkej hladiny vlhkosti, ktorá vás upozorní blikaním dvoch diód LED. Ak chcete aj zvukový alarm, do obvodu môžete tiež ľahko pridať bzučiak.

Môžete tiež stlačiť tlačidlo, aby sa na vstavanom displeji OLED zobrazili aktuálne hodnoty vlhkosti a požadované hodnoty vysokej a nízkej úrovne.

Pri štandardnom nastavení táto jednotka vydrží asi 15-20 dní na jedno nabitie batérie 18650, ktorá ju napája. Použitím dvoch techník nízkeho výkonu to však možno predĺžiť na približne 50-60 dní na jedno nabitie.

Zásoby

Na vybudovanie jedného monitora pôdnej vlhkosti budete potrebovať:

3,3 V Arduino Pro Mini - kúpte tu

Verziu 5V je možné použiť s inou batériou a 220Ω odpormi LED

• USB programátor - kúpte tu
• Kapacitný snímač pôdnej vlhkosti - kúpte tu
• LED diódy 3 x 5 mm (najlepšie rôzne farby) - kúpte tu
• Rezistor 10K - kúpte tu
• Rezistory 3 x 100Ω - kúpte tu
• 2 x 10 000 ozdobných kvetináčov - kúpte tu
• Hmatový tlačidlový spínač - kúpte tu
• Posuvný vypínač - Kúpte tu
• 128 x 32 I2C OLED displej - kúpte tu
• Kolíky mužskej hlavičky - kúpte tu
• Samičie záhlavie - nakúpte tu
• Plochý kábel - kúpte tu

Napájanie monitora

• Lítiová batéria 18650 3,7 V - kúpte tu
• 18650 Držiak/nabíjačka batérií - kúpte si tu

Krok 1: Zhromaždite svoje súčiastky a objednajte dosky plošných spojov

Začal som navrhnutím obvodu, ktorý by sa dal vyrobiť na dosku plošných spojov a bol napájaný jednou lítium-iónovou batériou 18650. Z tohto dôvodu som si vybral 3,3V verziu Arduina a tento konkrétny kapacitný monitor pôdnej vlhkosti, ktorý je možné napájať z 3,3 V alebo 5 V.

Ak si chcete objednať vlastný, môžete si stiahnuť súbory DPS z môjho blogu.

Môžete tiež použiť 5V Arduino Pro Mini s rovnakými komponentmi, ale budete musieť použiť 220ohmové LED rezistory namiesto 100ohmových, ktoré sa tu používajú. Budete tiež musieť napájať batériou, nie jedinou lítium-iónovou batériou.

Môžete tiež zostaviť súčiastky na dosku a potom krátko priviesť k senzoru vlhkosti, ale PCB z neho robí kompaktnejšie a robustnejšie zariadenie.

Objednal som si dosky plošných spojov od spoločnosti PCB Way, ktorá účtuje iba 5 dolárov za 5 základných dosiek plošných spojov až do veľkosti 100 x 100 mm. Boli vyrobené a odoslané veľmi rýchlo a majú tiež vynikajúcu kvalitu.

Krok 2: Zostavte dosky plošných spojov

Začnite tým, že k svojmu Arduinu pripojíte svoje kolíkové hlavičky. Tento dizajn využíva piny A4 a A5 na pripojenie I2C k OLED displeju, takže budete musieť pridať aj tieto dva piny. Dosky pre tieto dva často nie sú vybavené kolíkmi, pretože sú oddelené od pásov pozdĺž dvoch strán.

Spájkujte všetky súčiastky na miesto na doske plošných spojov, pričom dávajte pozor na orientáciu diód LED a hmatové tlačidlo.

Aby ste mohli snímač vlhkosti pripojiť k doske, musíte odstrániť bielu zástrčku na konci a potom spájkovať tri kolíkové kolíky do radu otvorov najbližšie ku koncu snímača. Pomocou týchto kolíkov připájajte snímač priamo na dosku plošných spojov.

Hneď ako sú všetky súčiastky spájkované, orežte všetky vyčnievajúce kolíky zo zadnej strany dosky plošných spojov.

Spájajte dosku nabíjačky lítium-iónových batérií k napájacím svorkám na doske plošných spojov pomocou malého plochého kábla, aby bolo možné držiak prilepiť na zadnú stranu dosky plošných spojov.

Krok 3: Naprogramujte si Arduino

Aby ste mohli naprogramovať svoj Arduino Pro Mini, budete potrebovať programátor USB a zapojiť ho do zodpovedajúcich kolíkov záhlavia na zásuvke PCB. Nezabudnite, že Tx na programátore ide na Rx na Arduine a naopak. Tiež sa uistite, že používate správny výstup napätia z programátora, 3,3 V pre 3,3 V Pro Mini a 5 V pre 5 V Pro Mini.

Skicu si môžete stiahnuť z môjho blogového príspevku a prečítať si podrobný popis toho, čo každá časť kódu robí.

Krok 4: Kalibrácia a používanie senzora pôdnej vlhkosti

Pri prvom zapnutí monitora sa na displeji zobrazí úvodná obrazovka a potom sa vypne.

Keď je vypnutý, stlačením tlačidla vedľa displeja ho znova zapnete a zobrazíte skutočnú nameranú úroveň vlhkosti, ako aj dve nastavené hodnoty vlhkosti. Dve požadované hodnoty je možné nastaviť otočením potenciometrov nízkej a vysokej úrovne. V kóde je určitá logika, ktorá zabráni nastaveniu nižšej požadovanej hodnoty vyššie ako vysokej požadovanej hodnoty a vysokej nižšej ako najnižšej.

Pred použitím snímača ho budete musieť kalibrovať. Za týmto účelom zobrazte pomocou USB programátora hodnoty surového senzora zo senzora vlhkosti. Odčítajte nameranú hodnotu zo snímača na vzduchu a potom ponorte jeho časť do nádoby s vodou, aby ste dosiahli maximálnu úroveň vlhkosti. Dbajte na to, aby ste pri tom nenamočili žiadne súčasti. Vezmite tieto maximálne a minimálne hodnoty, nahraďte ich v kóde a váš monitor je potom v poriadku. Môžete tiež pridať malú rezervu k maximu a minimu, aby ste zohľadnili odchýlky v životnom prostredí.

Ako už bolo spomenuté, monitor vydrží na jedno nabitie batérie 18650 približne 15-20 dní. Na svojom blogu som podrobne popísal dve techniky, ktoré môžete implementovať na ďalšie zlepšenie na približne 50-60 dní na jedno nabitie. V zásade ide iba o napájanie senzora vlhkosti, keď potrebujete odčítať údaje, a odstránenie malej LED diódy napájania na Arduine. Tiež môžete predĺžiť výdrž batérie tým, že budete odpočítavať menej často.

Keď bol monitor kompletný, pridal som k nemu aj akrylovú čelnú dosku, aby som chránil elektronické súčiastky

Skúsili ste si vyrobiť vlastný monitor pôdnej vlhkosti? Dajte mi vedieť v sekcii komentárov!