Sistema de riego de plantas domésticas

Acerca de este proyecto

Otro bebedero para plantas

Hay muchos proyectos y tutoriales familiares en Internet que describen cómo usar los sensores de humedad del suelo. En este proyecto, algunas ideas brillantes que se encuentran en Internet se combinan y se logran con la parte del software para construir el controlador del sistema de riego de la planta doméstica. A veces, la solución parece obvia hasta que uno se acerca un poco para ver el diablo en los detalles. Así que investiguemos estos detalles.

Características principales del controlador

Este controlador tiene las siguientes características:

• Se admiten dos plantas, el controlador tiene dos canales independientes; cualquier canal se puede inhabilitar

• Cada canal tiene dos parámetros generales:cuánto tiempo bombear el agua hacia adelante y hacia atrás. Estos parámetros se miden en decenas de segundo.

• El controlador tiene modo manual. Es posible regar la planta presionando el botón.

• El controlador verifica la humedad después de regar la planta. Deshabilita el canal en caso de que la humedad no aumente.

• El controlador implementa el sensor de luz para evitar correr por la noche

• El controlador tiene un sistema de menú para configurar los parámetros de configuración. La configuración se guarda en la EEPROM.

La humedad del suelo

¿Cómo medir la humedad del suelo con precisión? Puede pedir el sensor en eBay, ponerlo en la planta y comprobar la resistencia. Esta forma se describe en muchos tutoriales en Internet. Desafortunadamente, en mi caso la resistencia de la planta "seca" y "húmeda" fue tan cercana (300 kOhm y 500 kOhm) que es difícil decidir con precisión cuándo debemos agregar un poco de agua a nuestra planta. El problema es que el agua limpia no conduce la electricidad, en realidad sí lo hacen los minerales del agua. Entonces, la resistencia medida depende enormemente de la cantidad y el tipo de minerales en nuestra planta, no de la cantidad de agua que le aplicamos. Google puede ayudar. En Internet he encontrado una idea brillante para medir la capacitancia del sensor, no la resistencia. La idea principal es que el agua tiene una gran permitividad dieléctrica y la capacitancia de la planta "húmeda" es mucho mayor que la de la planta "seca" (200 mkF frente a 200 pF) ¡una diferencia de un millón de veces!

¿Cómo medir la capacitancia?

Otra gente genial ha convertido el arduino en un medidor de condensador de alta precisión. Pero en mi opinión este método es complicado y no es necesario medir la capacitancia de nuestro sensor de forma tan precisa. Otra forma de medir la capacitancia es mucho más simple, y utiliza solo dos pines analógicos y brinda la precisión aceptable para distinguir entre las condiciones "secas" y "húmedas" de nuestra planta. Como mencioné anteriormente, las lecturas de la planta "seca" y "húmeda" tienen una gran diferencia, no es conveniente usar este valor para establecer un límite, por lo que el logaritmo natural de las lecturas de capacitancia del sensor se usa en el código, para disminuir el intervalo de valores posibles.

¿Por qué H-Bridge?

Parecía una buena idea utilizar el transistor MOSFET único para hacer funcionar la bomba de agua. Desafortunadamente, el nivel de agua en el tanque de la fuente de agua (botella) puede ser más alto que el de nuestra planta. En tal caso, comenzamos a bombear el agua, pero sigue funcionando después de que se detiene la bomba. ¿Cómo detener el agua con seguridad? Puede hacer funcionar la bomba en la dirección inversa durante un tiempo. Debido a que usamos el motor de CC, es suficiente invertir los polos ("+" y "-"). Para hacerlo, debe utilizar el puente H. El L298n IC es una buena elección. Las bombas en este proyecto usan 9 V y 3 A, por lo que también necesita el disipador de calor en el IC y la resistencia de potencia. En este controlador se utiliza la resistencia de potencia de 1 ohmio 5 vatios. El motor H-bridge L298n es adecuado para gestionar dos motores, por lo que este controlador puede gestionar dos plantas simultáneamente.

El sistema de menú del controlador

Para gestionar el controlador de la planta se utiliza el codificador rotatorio. Una vez que se inicia el controlador, aparece la pantalla principal. En la pantalla principal se muestran algunos parámetros útiles. Las lecturas actuales del sensor de ambos canales del controlador (en la línea superior). Si el canal está deshabilitado, cadena " xxxx "mostrado. En la línea inferior se muestran los límites secos.

Para hacer funcionar la bomba manualmente, presione el botón giratorio codificado brevemente. Aparece la pantalla manual. Para configurar los parámetros del controlador, presione el codificador durante mucho tiempo (aproximadamente 1 segundo) mientras está en la pantalla principal. El menú de configuración tres se describe aquí:

• Canal izquierdo

• Canal derecho

• Brillo de la retroiluminación de la pantalla (o automático)

• Mostrar el brillo de la luz de fondo por la noche

Cada canal tiene su propio menú:

• habilitación del canal

• límite seco

• tiempo de funcionamiento de la bomba hacia adelante (decenas de segundos)

• tiempo de funcionamiento de la bomba hacia atrás (decenas de segundos)

• parámetros de prueba

"Límite seco" se utiliza para establecer la humedad mínima del suelo de la planta para iniciar el riego. El valor es un logaritmo natural de la capacitancia del sensor. Los valores actuales de las lecturas del sensor se pueden encontrar en la pantalla principal junto con los valores límite secos.

El elemento del menú "parámetros de prueba" permite comprobar cómo funcionará el bebedero para ajustar los valores de tiempo antes de guardarlos en la EEPROM.

El hardware

El controlador está construido sobre dos PCB de doble cara de 3x7 cm. El primero se utiliza para el controlador de motor l298n, los diodos, los bloques de terminales de tornillo para conectar la potencia y las bombas de motor, los conectores para los sensores. Esta placa también tiene un módulo de fuente de alimentación de CC AMS1117-adj para obtener 5v para l298n y Arduino. Fue conveniente usar un regulador de voltaje separado mientras se depuraba esta parte del controlador. Puede usar el regulador en la placa Arduino para estabilizar 5v.

El segundo PCB contiene el Arduino nano, conectores para codificador rotatorio y fotorresistencia y enchufe para pantalla LCD.

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