Tyčinka pro sledování vlhkosti půdy Arduino - nikdy nezapomeňte zalévat své rostliny: 4 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Často zapomínáte zalévat pokojové rostliny? Nebo jim snad věnujete příliš mnoho pozornosti a přelijete je vodou?

Pokud tak učiníte, měli byste si sami vyrobit bateriovou tyč pro monitorování půdní vlhkosti. Tento monitor využívá kapacitní snímač půdní vlhkosti a 3,3 V Arduino Pro Mini k nepřetržitému monitorování úrovně půdní vlhkosti a upozorňuje vás, když jste přes nebo pod zaléváním vašich rostlin.

Dva potenciometry na desce vám umožňují nastavit a nastavit požadovanou hodnotu vysoké a nízké vlhkosti, která vás upozorní blikáním dvou LED diod. Pokud chcete také zvukový alarm, můžete do obvodu snadno přidat bzučák.

Můžete také stisknout tlačítko, aby se na vestavěném OLED displeji zobrazily aktuální naměřené hodnoty vlhkosti a vysoké a nízké úrovně nastavení.

Při standardním nastavení zde jednotka vydrží přibližně 15–20 dní na jedno nabití baterie 18650, která ji napájí. Použitím dvou technik s nízkým výkonem to však lze prodloužit na přibližně 50–60 dní na jedno nabití.

Zásoby

K vybudování jednoho monitoru půdní vlhkosti budete potřebovat:

3.3V Arduino Pro Mini - Koupit zde

Verzi 5V lze použít s jinou baterií a 220Ω LED rezistory

• USB programátor - Koupit zde
• Kapacitní snímač vlhkosti půdy - Koupit zde
• 3 x 5 mm LED (nejlépe jiné barvy) - Koupit zde
• 10K odpor - Koupit zde
• Rezistory 3 x 100Ω - Koupit zde
• 2 x 10K ozdobné hrnce - kupte zde
• Hmatový tlačítkový spínač - Koupit zde
• Posuvný vypínač - Koupit zde
• 128x32 I2C OLED displej - kupte zde
• Samčí záhlaví - kupte zde
• Ženské hlavičky - kupte zde
• Plochý kabel - Koupit zde

Napájení monitoru

• 18650 3,7 V lithiová baterie - kupte zde
• 18650 Držák/nabíječka baterií - Koupit zde

Krok 1: Shromážděte své součásti a objednejte desky plošných spojů

Začal jsem tím, že jsem navrhl obvod, který by mohl být vyroben do desky plošných spojů a napájen jedinou lithium-iontovou baterií 18650. Z tohoto důvodu jsem zvolil 3.3V verzi Arduina a tento konkrétní kapacitní monitor vlhkosti půdy, který může být napájen z 3.3V nebo 5V.

Soubory PCB si můžete stáhnout z mého blogu, pokud si chcete objednat vlastní.

Můžete také použít 5V Arduino Pro Mini se stejnými součástmi, jen budete muset použít 220ohmové LED rezistory místo zde použitých 100ohmových. Budete také muset napájet z baterie, nikoli z jediné lithium-iontové baterie.

Můžete také sestavit součásti na prkénko a poté krátce propojit snímač vlhkosti, ale deska plošných spojů z něj činí kompaktnější a robustnější zařízení.

Objednal jsem PCB z PCB Way, který účtuje pouze 5 $ za 5 základních PCB až do 100x100 mm. Byly vyrobeny a odeslány opravdu rychle a jsou také velmi kvalitní.

Krok 2: Sestavte desky plošných spojů

Začněte připojením kolíků záhlaví k Arduinu. Tento design využívá piny A4 a A5 pro připojení I2C k OLED displeji, takže budete muset přidat i tyto dva piny. Desky pro tyto dva často nemají kolíky, protože jsou odděleny od pásů podél obou stran.

Pájejte všechny součásti na místo na desce plošných spojů, přičemž dávejte pozor na orientaci LED a hmatové tlačítko.

Abyste mohli senzor vlhkosti připojit k desce, musíte na konci odstranit bílou zástrčku a poté připájet tři kolíkové lišty do řady otvorů nejblíže konci senzoru. Pomocí těchto kolíků připájíte senzor přímo na desku plošných spojů.

Jakmile jsou všechny součásti pájeny na místě, ořízněte všechny vyčnívající kolíky ze zadní strany desky plošných spojů.

Desku nabíječky lithium-iontové baterie připájejte k napájecím svorkám na desce plošných spojů pomocí malého kabelu plochého kabelu, aby bylo možné držák nalepit na zadní stranu desky plošných spojů.

Krok 3: Naprogramujte si Arduino

Chcete -li naprogramovat svůj Arduino Pro Mini, budete muset použít USB programátor a zapojit jej do odpovídajících pinů záhlaví na PCB breakout. Pamatujte, že Tx na programátoru jde na Rx na Arduinu a naopak. Ujistěte se také, že používáte správný napěťový výstup z programátoru, 3,3 V pro 3,3 V Pro Mini a 5 V pro 5 V Pro Mini.

Náčrt si můžete stáhnout z mého příspěvku na blogu a přečíst si podrobný popis toho, co každá část kódu dělá.

Krok 4: Kalibrace a použití snímače vlhkosti půdy

Při prvním zapnutí monitoru se na displeji zobrazí úvodní obrazovka a poté se vypne.

Jakmile je vypnutý, můžete jej stisknutím tlačítka vedle displeje znovu zapnout a zobrazit aktuální naměřenou úroveň vlhkosti a také dvě nastavené hodnoty vlhkosti. Dvě požadované hodnoty lze upravit otáčením potenciometrů nízké a vysoké úrovně. V kódu existuje určitá logika, která brání nastavení nižší žádané hodnoty na vyšší než vysokou požadovanou a vysoké nižší než nízké.

Než senzor použijete, budete jej muset zkalibrovat. Chcete -li to provést, použijte USB programátor k zobrazení nezpracovaných hodnot snímače ze snímače vlhkosti. Odečtěte naměřené hodnoty ze senzoru na vzduchu a poté ponořte tyčovou část senzoru do džbánu s vodou, abyste získali maximální úroveň vlhkosti. Dbejte přitom na to, aby se vám žádné součásti nenamočily. Vezměte tyto maximální a minimální hodnoty, nahraďte je v kódu a váš monitor je pak v pořádku. Můžete také přidat malou rezervu na maximum a minimum, abyste zohlednili rozdíly v životním prostředí.

Jak již bylo zmíněno dříve, na jedno nabití baterie 18650 vydrží monitor přibližně 15–20 dní. Na svém blogu jsem podrobně popsal dvě techniky, které můžete implementovat k dalšímu zlepšení na přibližně 50–60 dní na jedno nabití. Ty v zásadě zahrnují pouze napájení snímače vlhkosti, když potřebujete provést odečty a odstranění malé LED diody napájení na Arduinu. Výdrž baterie můžete také zlepšit tím, že budete měření odečítat méně často.

Jakmile byl monitor kompletní, na ochranu elektronických součástek jsem také přidal akrylovou čelní desku

Zkoušeli jste si vyrobit vlastní monitor vlhkosti půdy? Dejte mi vědět v sekci komentáře!