Искам да споделя моето самоделна клонкакоето ме обслужва вече повече от година.
Започва да овладява Arduino, Мислех какъв проект да реализирам. Спомних си, че имам много стайни растения, които периодично забравят да поливат и проблемът с поливането по време на ваканции и командировки има къде да бъде.
Системата се състои от следните компоненти:
Управляващият блок е сърцето на системата. Тук са батериите, Arduino, времевият модул DS3231, дисплеят, преобразувателите на напрежението и контролите.
В близост до растенията има каничка с вода. В потока има потопяеми помпи, които изпомпват вода през тръби в инсталациите.
Разпределението на водата между растенията може да се регулира допълнително с помощта на гребен с кранове.
Всички технически елементи на системата могат да бъдат скрити зад завеси и саксии, така че да не са много забележими
Преглед на системата:
Основни системни параметри:
1. Живот на батерията около 5 месеца
2. Системата поддържа управление на 3 помпи. За всяка помпа можете да свържете гребен с 2-4 крана и допълнително да контролирате потока на водата. Общо получаваме възможността да свържем до 12 инсталации
3. Времето е взето от отделен независим часовник модул DS3231. Помпата се активира, когато часът, посочен в настройката (например 8:00).
4. Дисплеят показва информация
5. Настройките за поливане са посочени в програмния код, те могат да бъдат променени чрез презареждане на Arduino
Обяснение на информацията, показана на дисплея:
Първият ред е заглавката на таблицата. Всеки ред показва информация за съответната помпа. Първата колона показва периода на работа (OL). Например със стойност "5" - помпата ще работи на всеки 5 дни. Втората колона е часът на работа (PD) - часът, в началото на който помпата ще се включи. Третата колона е времето на работа (BP) - продължителността на помпата в секунди. Четвъртата колона - оставащи дни (ПРЕДИ) - показва колко дни са останали до следващата операция. Показва се също дата и час.
Системата няма обратна връзка, така че настройките трябва да бъдат избрани емпирично. Най-добре е да групирате растения, които са близки по отношение на изискванията за поливане (някои толерират добре засушаването, докато други обилно поливане) и размерите на саксиите.
Настройките са приблизително следните: на всеки 5 дни включете помпата в 8:00 за 30 секунди.
По-долу ще бъде посочено в коя част от кода се намират тези настройки.
В програмния код можете да деактивирате 2-ра и 3-та помпи. В този случай информацията ще се показва само на включените помпи.
Автономността се осигурява от:
• Захранва се от 18650 батерии
• Ардуино и влиза в дълбок сън (Powerdown) и се събужда от Watсhdog
• Ардуино стабилизатор на напрежението малко от левия крак
• Дисплеят е изключен по време на работа. За да активирате дисплея, трябва да задържите бутона за заспиване за около 10 секунди.
• Всички индикаторни светодиоди са премахнати от модулите
Системата консумира около 3 mA, 1 помпа консумира около 350 mA в експлоатация.
Основни детайли:
• Контейнер за храна за жилища
• Китайски клон Arduino nano
• DS3231 модул в реално време
• 18650 батерии
• Модул за усилване до 5 V (ток около 1 A)
• Понижаващ модул до 3.3V за захранване на дисплея
• Дисплей Nokia 5110
• TP4056 модул за зареждане (+ защита) на батерията
• Индикатор за зареждане на батерията
• Различни „фризове“: полеви транзистори, резистори, кондензатори (електролитични и керамични)
• Превключватели и бутони
Монтажна "схема" на устройството:
Обяснения по схемата:
1. 4 18650 батерии са свързани паралелно. Общият капацитет е около 13000 mA / h.
2. Батерията е свързана към модула за зареждане и защита TP4056. Зареждането става чрез микро USB конектор от зареждането на телефона. Необходимо е зареждане с ток от поне 1А. Приблизителното време за пълно зареждане е 13-14 часа. Индикаторните светодиоди могат да се мигат и да се показват на шасито.
3. След това чрез превключвателя е свързан усилващ конвертор до 5 V. Той ще захранва повечето компоненти на веригата, включително помпи. С намаляване на нивото на заряд на батерията, напрежението намалява от 4,2 V на 2,7 V, което не е достатъчно, за да работи веригата. Модулът ще осигури стабилно напрежение. На изхода на модула се поставя филтър, изработен от електролитни и керамични кондензатори. Електролитичният кондензатор изпълнява изглаждаща, стабилизираща роля. Керамичният кондензатор се използва за борба с високочестотни смущения. Ако модулът „бипва“ индуктора по време на работа, за да се елиминира това явление, на входа на модула може да се постави допълнителен електролитен кондензатор. Електролитични кондензатори с капацитет 1000 микрофарада при 6.3V. Керамичните кондензатори са подходящи от 1-2 микрофарада. Използваната схема на 10 uF, защото имах много допълнителни.
4. За да захранвате дисплея, се нуждаете от напрежение от 3.3V, така че се добавя преобразувател за долар с подобни филтри от кондензатори.
5. DS3231 часовник модул, необходим за по-точен момент. Индикаторът за захранване (1) е споен на DS3231 модула. Това се прави с цел пестене на енергия. Ако използвате обикновени батерии (не презареждащи се), тогава трябва да развиете резистора (2). Модулът е предназначен за акумулаторни батерии, включително зареждането им. Ако батерията е нормална, токът за зареждане бързо ще я направи неизползваема.
6. Основният мозък на системата е нано платформата Arduino. За целите на пестене на енергия е необходимо да отвиете всички светодиоди (или поне само мощност), а също така да отхапете левия крак на регулатора на напрежението.
7. Помпата се управлява чрез полеви транзистори. Всеки, който се отвори с 5V напрежение и е в състояние да превключва ток от 1A, ще го направи. Отначало използвах готовите. Споех акумулатор на полеви транзистори + резистори (100 Ohm за защита на Arduino, 10k Ohm, за да дръпна затвора на транзистора към земята, така че MOSFET да се затвори) + също споех конекторите KF 301-2P, за да фиксирам проводниците
По-късно направи по-компактна батерия на AO3400 SMD момфетите
Някъде след половин година 2 полеви транзистора се провалиха. Причината беше, че в режим на спиране колекторният мотор работи като генератор. За да защитите полевия транзистор, трябва да използвате защитен диод. Използвах 1N4007.
8. Дисплеят показва цялата информация. За да събудите дисплея, трябва да задържите бутона до 10 секунди. Ако промените минутата в часове, системата ще заспи и дисплеят ще се изключи.
Процес на изграждане:
Първи тестове на дъска и писане на фърмуер
След това свързах всичко с шарнирна инсталация
Вдигна тялото и тества с истински помпи
Пробих дупки в калъфа, боядисах всичко с черен матов грунд и фиксирах компонентите към горещо разтопено лепило
Допълнителни монтажни точки:
• Съд с вода винаги трябва да се намира под съдовете, в противен случай съществува риск водата да продължи да се излива след изключване на помпите.
• Разстоянието от дъното на контейнера до края на тръбата не трябва да надвишава 70 cm. Помпата ще бъде по-трудна за повишаване на водата на по-голяма височина.
• На мини помпа с Ali, прозрачните маркучи с размери 6x1.5 mm са страхотни
• Важно е отворът на помпата за вода да не опира до стената на резервоара за вода, в противен случай няма да има нормално налягане.
• Не използвайте железни части (скоби, тел и др.), За да закрепите маркуча към помпата. Всичко ръждясва много бързо.
• Помпата има къси проводници. Най-вероятно те ще трябва да бъдат увеличени. За да запечатате проводниците, най-добре е да използвате лепило с горещо разтопяване, а отгоре да се термосвива.
Логиката на програмата:
• Ардуино става от сън
• Отчитанията на модула DS3231 (дата и час) са присвоени на променливи
• Когато датата се промени, стойността на брояча на минали дни се променя
• Ако периодът на работа (настройката) съвпада с броя на изминалите дни, часът се проверява
• Ако часът (настройката) и часът от часовия модул съвпадат, включете помпата за времето, посочено в настройките
• Ардуино ляга да спи
• Ако задържите бутона за заспиване, на дисплея се подава захранване и Arduino се събужда
Настройките за поливане са посочени тук в тази част на кода:
Прилагам скица и библиотеки
Като цяло съм доволен от системата. Редовно поливаше растенията ми на перваза около година. Сега преместих системата в друга стая и в моята собствена съставих нова, по-удобна и интересна, но това е друга история ...