Автополивщик растений на Arduino
Что это такое?
В этой статье мы расскажем о том, как собрать устройство для автоматического полива с контролем влажности почвы — ирригатор. Необходимость полива будем определять по показаниям датчика влажности почвы. Одновременно можно будет поливать несколько растений.
Что для этого необходимо?
Мы собрали все необходимые детали в сет компонентов. В набор входят:
Так же удобно для индикации использовать:
Как это собрать?
Калибровка
Показания датчика влажности сильно зависят от кислотности почвы. Поэтому перед началом пользования ирригатором требуется провести простую процедуру калибровки.
Масштабирование решения
Мы описали решение для одного растения. Но обычно требуется поливать несколько растений. Помимо очевидного решения — подключения к Arduino нескольких помп и датчиков влажности — существует более простое и дешёвое. Достаточно в трубке, которая идёт в комплекте с помпой проделать шилом дырочки на расстоянии около 30 см и воткнуть в эти дырочки куски стержней от обычных шариковых ручек. Выглядеть это будет так:
Горшки с цветами дома часто стоят в ряд на подоконнике. Вам достаточно просто положить трубку на горшки так, чтобы отверстия в ней приходились по одному на горшок. Теперь наше устройство может поливать сразу несколько горшков. Однако в таком случае принимать решение о необходимости полива можно только по одному горшку. Однако обычно горшки примерно одинаковые по размерам и, соответственно, сохнут с примерно равной скоростью. Можно так же комбинировать два решения, разделяя все горшки на группы примерно равных по размерам.
Исходный код
Для работы скетча вам понадобиться скачать и установить библиотеку для работы с дисплеем QuadDisplay2
Демонстрация работы устройства
Что ещё можно сделать?
А ещё можно собрать автополив на Slot Shield — инструкция по сборке и прошивка.
Источник
Умный автополив растений на базе Arduino
Растения играют важную роль в жизни человека. Мы получаем множество преимуществ, живя в соседстве с растениями – это свежий воздух, приятная атмосфера и конечно же полезное питание.
Многие люди пытаются окружить себя растениями как в квартире, так и на своих участках. И неважно будь это комнатные растения или посадки на дачном участке, растения требуют к себе внимания и ухода. Всё же иногда из-за напряжённого образа жизни мы элементарно забываем вовремя полить их. Это негативно сказывается на состоянии растений. Чтобы избавиться от этой проблемы, придуманы системы автополива.
Многие из готовых систем не подходят нам по конструктиву или по цене. Да и многим радиолюбителям интересней собрать своё устройство, чем покупать готовое.
В этой статье подробно расписано как сделать автополив для комнатных и уличных растений на базе Arduino своими руками.
Наш автополив на Ардуино поливает растение только днём, когда почва пересыхает. В системе используются датчик влажности почвы и фоторезистор.
Основная цель этой системы заключается в отслеживание времени суток и влажности. Если днём земля просыхает, микроконтроллер включает водяной насос. Когда земля достаточно увлажнится, насос выключается.
Компоненты и их описания
Arduino Uno
Arduino взаимодействует через датчики с окружающей средой и обрабатывает поступившую информацию в соответствии с заложенной в неё программой. Подробнее с платой Ардуино Уно можно ознакомиться здесь.
Ардуино Уно
Датчик влажности почвы
Измерение влажности почвы на базе Arduino производится с помощью датчика влажности. Датчик имеет два контакта. Через эти контакты при погружении их в грунт протекает ток. Величина тока зависит от сопротивления грунта. Поскольку вода является хорошим проводником тока, наличие влаги в почве сильно влияет на показатель сопротивления. Это значит, чем больше влажность почвы, тем меньше она оказывает сопротивление току.
Датчик влажности почвы
Этот датчик может выполнять свою работу в цифровом и аналоговом режимах. В нашем проекте используется датчик в цифровом режиме.
На модуле датчика есть потенциометр. С помощью этого потенциометра устанавливается пороговое значение. Также на модуле установлен компаратор. Компаратор сравнивает данные выхода датчика с пороговым значением и после этого даёт нам выходной сигнал через цифровой вывод. Когда значение датчика больше чем пороговое, цифровой выход передаёт 5 вольт (HIGH), земля сухая. В противном случае, когда данные датчика будут меньше чем пороговые, на цифровой вывод передаётся 0 вольт (LOW), земля влажная.
Этим потенциометром необходимо отрегулировать степень сухости почвы, когда как вы считаете нужно начать полив.
Фоторезистор
Фоторезистор (LDR) — это светочувствительное устройство, которое используются для определения интенсивности освещения. Значение сопротивления LDR зависит от освещённости. Чем больше света, тем меньше сопротивление. Совместно с резистором, фоторезистор образует делитель напряжения. Резистор в нашем случае взяли 10кОм.
Делитель напряжения
Подключив выход делителя Uin к аналоговому входу Ардуино, мы сможем считывать напряжения на выходе делителя. Напряжение на выходе будет меняться в зависимости от сопротивления фоторезистора. Минимальное напряжение соответствует темноте, максимальное – максимальной освещённости.
В этом проекте полив начинается в соответствии с пороговым значением напряжения. В утренние часы, когда считается целесообразным начать полив, напряжение на выходе делителя равно 400. Примем это значение как пороговое. Так если напряжения на делителе меньше или равно 400, это означает, что сейчас ночь и насос должен быть выключен.
Меняя пороговое значение можно настроить период работы автополива.
Релейный модуль
Реле представляет собой переключатель с электромеханическим или электрическим приводом.
Релейный модуль
Привод реле приводится в действие небольшим напряжением, например, 5 вольт от микроконтроллера, при этом замыкается или размыкается цепь высокого напряжения.
Схема реле
В этом проекте используется 12 вольтовый водяной насос. Arduino Uno не может управлять напрямую насосом, поскольку максимальное напряжение на выводах Ардуино 5 вольт. Здесь нам приходит на помощь релейный модуль.
Релейный модуль имеет два типа контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты. Нормально замкнутые без управляющего напряжения замкнуты, при подаче напряжения размыкаются. Соответственно нормально разомкнутые без напряжения разомкнуты, при подаче управляющего напряжения замыкаются. В проекте используются нормально разомкнутые контакты.
Водяной насос
В проекте используем 12-и вольтовый погружной насос с 18-ваттным двигателем. Он может поднимать воду до 1,7 метра.
Водяной насос
Этот насос можно эксплуатировать только тогда, когда он полностью погружен в воду. Это налагает некие обязательства по контролю уровня воды в ёмкости. Если водяной насос будет работать без воды, он просто-напросто сгорит.
Макетная плата
Макетная плата представляет собой соединительную плату, используемую для создания прототипов проектов электроники, без пайки.
Перемычки
В данном проекте перемычки используются для соединения компонентов оборудования.
Перемычки
Программный код
Схема автополива растений на arduino
Схема автополива
Данный проект подразумевает полив одного растения или одной группы одинаковых растений. Но Uno имеет 6 аналоговых выходов, следовательно возможно подключить 6 насосов. Так же можем добавить к каждому насосу свой датчик влажности. Так мы получим 6-ти канальную систему автополива. Причем каждый канал будет работать в не зависимости друг от друга.
Источник
Делаем автополив комнатного цветка на Arduino за 15 минут
После того как у меня сдох очередной цветок, я понял, что неплохо было бы как-то автоматизировать процесс полива.
Не мудрствуя лукаво, я решил собрать конструкцию, которая бы поливала цветок вместо меня. В итоге у меня получился вот такой аппарат, который вполне справляется со своими обязанностями:
При помощи двух регуляторов можно настроить объём поливаемой за раз воды, а также период между поливами. Кому интересно — далее подробная инструкция, как сделать такое устройство.
Для сборки поливалки вам понадобится некоторое количество компонентов и не более чем 30 минут свободного времени.
Используемые компоненты:
- Arduino Mega (она просто была под рукой, но любая другая подойдёт)
- Насос и силиконовая трубка (подойдёт насос омывателя автомобильных стёкол — можно купить в любых автозапчастях или можно купить маленький погружной насос на ebay)
- Блок питания
- Два переменных резистора для регулировки (любые)
- Транзистор IRL3705N
- Два резистора (100 Ом и 100 кОм)
- Диод (любой)
- Резервуар для воды (в моем случае пластиковая коробочка из Ikea)
- Макетка
Собираем всё по такой схеме: 
Или нагляднее: 
Вот что получилось у меня: 
Сначала протестим насос. Подадим на него 5В. Если он зажужжал, всё в порядке, двигаемся дальше.
Теперь подключим насос к Arduino. Сделаем для управления насоса с ардуино небольшую обвязку на макетке. 
Попробуем поуправлять насосом с Ардуино. Зальём такой код
Если он периодически жужжит, значит, снова всё в порядке.
Теперь нам осталось добавить два регулятора. Подцепим к нашему устройству переменные резисторы, и проверим их работоспособность. 
Зальём такой код на Ардуино
Зайдём в Serial Monitor и убедимся, что есть реакция на поворот регулятора. Он должен меняться примерно от 0 до 1024
Теперь осталось заставить заработать всё это вместе.
Вот непосредственно код поливалки:
Вот так выглядит конечный результат в работе:
- youtu.be/qHmjWkZ_seM — цветок
- youtu.be/3VdgH9uwMCY — устройство
В ближайшем будущем думаю сюда добавить сенсор уровня воды в резервуаре и датчик влажности почвы.
Источник
Автоматическая оросительная система на Arduino Uno
Наверняка многие из вас любят выращивать какую-нибудь зелень у себя дома или на даче. При этом растения, в отличие от животных, достаточно неприхотливы и могут спокойно расти без вашего надзора в течение достаточно продолжительного времени. Но, тем не менее, растения могут погибнуть если уровень влажности почвы, на которой они растут, будет низким в течение продолжительного времени (неделя и более). Если вы находитесь постоянно дома, то поливать растения каждый день не представляет особого труда. Но что делать если вы уехали в отпуск или командировку на достаточно продолжительное время?
В данной статье мы рассмотрим создание автоматической оросительной системы (Automatic Irrigation System) на основе платы Arduino Uno и датчика влажности (Moisture sensor) почвы, которая будет автоматически поливать ваши растения и поддерживать оптимальный уровень влаги в почве во время вашего отсутствия. Систему можно использовать как в домашних условиях внутри помещений, так и в вашем саду. Также на нашем сайте вы можете посмотреть аналогичный проект системы полива растений с самодельным датчиком влажности почвы, выводом сообщений на экран ЖК дисплея и оповещениями о работе системы с помощью SMS.
Принцип работы автоматической оросительной системы
Логика работы нашей оросительной системы будет достаточно проста. Датчик влажности будет измерять уровень влаги в почве и когда этот уровень будет достаточно низок, то с помощью платы Arduino Uno будет подаваться сигнал на водяной насос (water pump), который будет подавать воду в почву и тем самым орошать наши растения. После подачи воды уровень влаги в почве будет повышаться и когда он достигнет необходимого уровня, датчик влажности обнаружит это и будет подан сигнал на остановку водяного насоса.
Датчик влажности почвы (Soil Moisture Sensor)
Принцип работы датчика влажности почвы достаточно прост – он содержит 2 зонда с оголенными контактами, которые работают как резистор с переменным сопротивлением – их сопротивление изменяется в зависимости от уровня влаги в почве. Сопротивление данных зондов обратно пропорционально влажности почвы, то есть чем выше содержание влаги почвы, тем лучше ее проводимость и тем меньше ее сопротивление. Низкий уровень влаги в почве свидетельствует о ее плохой проводимости и, следовательно, ее большом сопротивлении. Датчик обеспечивает на своем выходе уровень аналогового напряжения, пропорциональный сопротивлению почвы.
Датчик поставляется вместе с электронным модулем, который упрощает его подключение к плате Arduino. Данный электронный модуль содержит компаратор с высокой точностью на основе микросхемы LM393, преобразующий аналоговый сигнал в цифровой, который в дальнейшем и подается на плату Arduino (или любой другой микроконтроллер).
Водяной насос
В данном проекте мы использовали небольшой водяной насос, который вполне справится с орошением ваших домашних растений, его можно подключать напрямую к плате Arduino. Но в данном случае мы его подключили к плате Arduino с помощью модуля реле чтобы обеспечить универсальность схемы. Дело в том, что если вы захотите использовать подобную систему для орошения вашего сада, то в данном случае маленький насос, использованный нами, уже не справится с орошением больших объемов и почвы и вам будет необходим водяной насос значительно большего размера. Запитываться такой насос будет уже от сети переменного тока. В этом случае вам всего лишь будет необходимо заменить источник постоянного тока в нашей схеме (батарейку) на питание от сети переменного тока, а плату Arduino запитать от отдельного источника постоянного тока, а вся логика работы нашей оросительной системы останется точно такой же.
Необходимые компоненты
- Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
- Модуль датчика влажности почвы (купить на AliExpress).
- Модуль реле 5v (купить на AliExpress).
- Маленький водяной насос (мini water pump with small pipe) с питанием от 6v (купить на AliExpress).
- Батарейка.
- Соединительные провода.
Внешний вид компонентов, необходимых для сборки проекта, показан на следующем рисунке.
Схема проекта
Схема автоматической оросительной системы на основе платы Arduino Uno представлена на следующем рисунке.
Для питания схемы мы использовали внешний источник питания – батарейку. Можно использовать батарейку на 9v или 12v. Батарейка подключается к контактам Vin и ground платы Arduino. Водяной насос получает питание от батарейки через модуль реле. Выход датчика влажности почвы подключен к аналоговому контакту платы Arduino.
Сборка конструкции проекта
Подключите контакт VCC модуля реле к контакту 5v платы Arduino, а землю (ground) модуля реле – к земле платы. Затем подключите сигнальный контакт модуля реле к любому цифровому контакту платы Arduino кроме контакта 13. В нашем случае мы подключили его к контакту 3 как показано на рисунке ниже.
На следующем шаге подключите датчик влажности почвы к плате Arduino. Соедините VCC и gnd датчика с контактами 5volt и ground платы. Аналоговый выход датчика подключите к любому аналоговому контакту платы Arduino, в данном случае мы его подключили к контакту A0.
Затем подключите водяной насос к модулю реле. Модуль реле обычно имеет 3 точки подключения: общий провод, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты. Нам необходимо подключить положительный вывод водяного насоса к общему контакту реле, а нормально разомкнутый контакт реле – к положительному выводу батареи. Далее необходимо подключить землю водяного насоса к земле Arduino и подключить небольшой шланг к водяному насосу.
После этого подключите батарейку к схеме и если водяной насос начнет работать, то значит все в порядке и можно приступать к загрузке кода программы в плату Arduino.
Объяснение программы для Arduino
Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.
В данном проекте мы не будем использовать никаких подключаемых библиотек, только базовые функции. В начале кода программы объявим две переменные целого типа, одну для хранения значения влажности почвы, а вторую – для конвертированного в проценты значения влажности почвы.
Источник