Jeg vil dele mitt homebrew kvistsom har tjent meg i over ett år nå.
Begynner å mestre Arduino, Tenkte jeg på hva slags prosjekt jeg skulle implementere. Jeg husket at jeg har mange inneplanter som med jevne mellomrom glemmer å vanne, og spørsmålet om vanning i ferier og forretningsreiser har et sted å være.
Systemet består av følgende komponenter:
Kontrollenheten er hjertet i systemet. Her er batteriene, Arduino, DS3231 tidsmodul, skjerm, spenningsomformere og kontroller.
I nærheten av plantene ligger en dunk med vann. Det er nedsenkbare pumper i dunken som pumper vann gjennom rør inn i plantene.
Fordelingen av vann mellom planter kan justeres ytterligere ved hjelp av en kam med kraner.
Alle de tekniske elementene i systemet kan være skjult bak gardiner og gryter, slik at de ikke er veldig iøynefallende
Systemoversikt:
Viktige systemparametere:
1. Batterilevetid på omtrent 5 måneder
2. Systemet støtter kontroll av 3 pumper. For hver pumpe kan du koble en kam med 2-4 tapper og i tillegg kontrollere vannstrømmen. Totalt får vi muligheten til å koble opp til 12 planter
3. Tiden er hentet fra en egen uavhengig klokkemodul DS3231. Pumpen utløses når timen som er angitt i innstillingen (for eksempel 8:00).
4. Displayet viser informasjon
5. Innstillinger for vanning angis i programkoden, de kan endres ved å spyle Arduino på nytt
Forklaring av informasjonen som vises på displayet:
Den første linjen er tabelloverskriften. Hver rad viser informasjon om respektive pumpe. Den første kolonnen - viser arbeidsperioden (PR). For eksempel med verdien "5" - pumpen vil fungere hver 5. dag. Den andre kolonnen er driftstime (PD) - timen som begynnelsen pumpen vil slå på. Den tredje kolonnen er kjøretid (BP) - pumpens kjøretid på sekunder. Den fjerde kolonnen - dager igjen (FØR) - viser hvor mange dager som er igjen til neste operasjon. Dato og tid vises også.
Systemet har ingen tilbakemeldinger, så innstillingene må velges empirisk. Det er best å gruppere planter som er tett når det gjelder vannkrav (noen tåler tørke godt, mens andre liker rikelig vanning) og størrelsen på pottene.
Innstillingene er omtrent som følger: hver 5. dag slår du på pumpen klokka 08:00 i 30 sekunder.
Nedenfor vises det hvilken del av koden disse innstillingene er.
I programkoden kan du deaktivere 2. og 3. pumpe. I dette tilfellet vises informasjon bare på de medfølgende pumpene.
Autonomi sikres av:
• Drevet av 18650 batterier
• Arduino og går i en dyp søvn (Powerdown) og våkner av Watсhdog
• Arduino spenningsstabilisator bit av venstre ben
• Displayet er slått av under bruk. For å aktivere skjermen, må du holde dvaleknappen i omtrent 10 sekunder.
• Alle indikatorlysdioder fjernes fra modulene
Systemet bruker omtrent 3 mA, en pumpe bruker cirka 350 mA i drift.
Hoveddetaljer:
• Matbeholder til bolig
• Kinesisk klon Arduino nano
• DS3231 sanntidsmodul
• 18650 batterier
• Øk modulen opp til 5V (nåværende ca. 1 A)
• Senke modulen opp til 3,3V for å drive skjermen
• Nokia 5110-skjerm
• TP4056-modul for lading (+ beskyttelse) av batteriet
• Batteriladingsindikator
• Ulike "frizz": felteffekttransistorer, motstander, kondensatorer (elektrolytisk og keramisk)
• Brytere og knapper
Montering av "skjema" på enheten:
Forklaringer i henhold til ordningen:
1. 4 18650 batterier er koblet parallelt. Den totale kapasiteten er ca 13000 mA / h.
2. Batteriet er koblet til lade- og beskyttelsesmodulen TP4056. Lading skjer via mikro-USB-kontakten fra telefonlading. Lading er nødvendig med en strøm på minst 1A. Estimert tid for full lading er 13-14 timer. Indikator-LED-er kan bli blinket ut og vises på kabinettet.
3. Deretter kobles en boostkonverter opp til 5V gjennom bryteren. Det vil gi strøm til de fleste komponenter i kretsen, inkludert pumper. Med en nedgang i batteriets ladenivå vil spenningen redusere fra 4,2V til 2,7V, noe som ikke er nok til at kretsen kan fungere. Modulen vil gi en stabil spenning. Et filter laget av elektrolytiske og keramiske kondensatorer plasseres ved utgangen av modulen. Den elektrolytiske kondensatoren utfører en jevnende, stabiliserende rolle. Keramisk kondensator brukes til å bekjempe høyfrekvent interferens. Hvis modulen "piper" induktoren under drift, for å eliminere dette fenomenet, kan en ekstra elektrolytisk kondensator plasseres ved inngangen til modulen. Elektrolytiske kondensatorer med en kapasitet på 1000 mikrofarader ved 6,3V. Keramiske kondensatorer passer fra 1-2 mikrofarader. Kretsen brukes på 10 uF, fordi jeg hadde mye ekstra.
4. For å drive skjermen trenger du en spenning på 3,3V, så en bukkomformer med lignende filtre fra kondensatorer legges til.
5. DS3231 klokkemodul, som trengs for en mer nøyaktig timing. Power LED (1) er loddet av på DS3231-modulen. Dette gjøres for energisparingsformål. Hvis du bruker vanlige batterier (ikke oppladbare), må du løsne motstanden (2). Modulen er designet for oppladbare batterier, inkludert lading av dem. Hvis batteriet er normalt, vil ladestrømmen raskt gjøre det ubrukelig.
6. Hovedhjernen i systemet er Arduino nano-plattformen. For energisparingsformål må du løse olje av alle lysdioder (eller i det minste bare strøm), samt bite av venstre ben på spenningsregulatoren.
7. Pumpen styres via felteffekttransistorer. Alle som er åpne med 5V spenning og er i stand til å bytte strøm fra 1A, vil gjøre. Først brukte jeg ferdige. Jeg loddet et batteri av felteffekttransistorer + motstander (100 Ohm for å beskytte Arduino, 10k Ohm for å trekke lukkeren til transistoren til bakken slik at mosfetten lukkes) + loddet også kontaktene KF 301-2P for å fikse ledningene
Senere laget et mer kompakt batteri på AO3400 SMD mosfets
Et sted på et halvt år mislyktes felteffekttransistorer. Årsaken var at samlermotoren i bremsemodus fungerer som en generator. For å beskytte felteffekttransistoren, må du bruke en beskyttelsesdiode. Jeg brukte 1N4007.
8. Displayet viser all informasjon. For å vekke skjermen, må du holde knappen inne i opptil 10 sekunder. Hvis du endrer minuttet i timer, vil systemet gå i dvale, og skjermen slås av.
Bygg prosess:
Først tester på en brødbrett og skriver firmware
Deretter koblet du alt sammen med en hengslet installasjon
Hentet kroppen og testet med ekte pumper
Jeg boret hull i saken, malte alt med en svart matt grunning og fikset komponentene til smeltlim
Flere monteringspunkter:
• En beholder med vann må alltid være plassert under pottene, ellers er det fare for at vann fortsetter å strømme etter at pumpene er slått av.
• Avstanden fra bunnen av beholderen til enden av røret må ikke overstige 70 cm. Det vil være vanskeligere for pumpen å heve vann til større høyde.
• På en minipumpe med Ali er transparente slanger 6x1,5 mm flotte
• Det er viktig at åpningen av vanninntakspumpen ikke hviler mot veggen i vanntanken, ellers vil det ikke være noe normalt trykk.
• Ikke bruk jerndeler (klemmer, ledninger osv.) For å feste slangen til pumpen. Alt ruster veldig raskt.
• Pumpen har korte ledninger. Mest sannsynlig vil de måtte økes. For å tette ledningene er det best å bruke smeltlim, og krymp på toppen.
Logikken i programmet:
• Arduino går ut av søvnen
• DS3231-modulavlesninger (dato og klokkeslett) tilordnes variabler
• Når datoen endres, endres verdien for telleren for de siste dagene
• Hvis arbeidsperioden (innstillingen) faller sammen med antall dager som er gått, kontrolleres timen
• Hvis timen (innstillingen) og timen fra tidsmodulen faller sammen, slå på pumpen for den tiden som er angitt i innstillingene
• Arduino legger seg
• Hvis du holder på dvaleknappen, leveres strøm til skjermen og Arduino våkner
Vanningsinnstillinger er angitt her i denne delen av koden:
Jeg bruker en skisse og biblioteker
Generelt sett er jeg fornøyd med systemet. Hun vannet plantene mine jevnlig i vinduskarmen i omtrent ett år. Nå flyttet jeg systemet til et annet rom, og i mitt eget satte jeg sammen et nytt, mer praktisk og interessant, men det er en annen historie ...