Chcę się tym podzielić domowej robotyktóry służy mi od ponad roku.
Zaczynam opanowywać Arduino, Myślałem o tym, jaki projekt wdrożyć. Przypomniałem sobie, że mam wiele roślin domowych, które okresowo zapominają o podlewaniu, a kwestia podlewania podczas wakacji i podróży służbowych ma swoje miejsce.
System składa się z następujących elementów:
Jednostka sterująca jest sercem systemu. Oto baterie, Arduino, moduł czasowy DS3231, wyświetlacz, przetworniki napięcia i elementy sterujące.
W pobliżu roślin znajduje się pojemnik z wodą. W zbiorniku znajdują się pompy głębinowe, które pompują wodę przez rury do instalacji.
Dystrybucję wody między roślinami można dodatkowo regulować za pomocą grzebienia z kranami.
Wszystkie techniczne elementy systemu można ukryć za zasłonami i doniczkami, aby nie były bardzo widoczne
Przegląd systemu:
Kluczowe parametry systemowe:
1. Żywotność baterii około 5 miesięcy
2. System obsługuje sterowanie 3 pompami. Do każdej pompy można podłączyć grzebień za pomocą 2-4 kranów i dodatkowo kontrolować przepływ wody. Łącznie otrzymujemy możliwość podłączenia do 12 zakładów
3. Czas jest pobierany z oddzielnego niezależnego modułu zegarka DS3231. Pompa jest uruchamiana, gdy godzina określona w ustawieniu (na przykład 8:00).
4. Wyświetlacz pokazuje informacje
5. Ustawienia nawadniania są wskazane w kodzie programu, można je zmienić poprzez ponowne flashowanie Arduino
Objaśnienie informacji wyświetlanych na wyświetlaczu:
Pierwszy wiersz to nagłówek tabeli. Każdy rząd pokazuje informacje o odpowiedniej pompie. Pierwsza kolumna - pokazuje okres pracy (PR). Na przykład o wartości „5” - pompa będzie działać co 5 dni. Druga kolumna to godzina pracy (PD) - godzina, na początku której pompa się włączy. Trzecia kolumna to czas pracy (BP) - czas pracy pompy w sekundach. Czwarta kolumna - pozostało dni (PRZED) - pokazuje, ile dni pozostało do następnej operacji. Wyświetlana jest także data i godzina.
System nie ma informacji zwrotnej, więc ustawienia należy wybrać empirycznie. Najlepiej pogrupować rośliny, które są bliskie pod względem wymagań dotyczących podlewania (niektóre dobrze znoszą suszę, inne lubią obfite podlewanie) i wielkości doniczek.
Ustawienia są w przybliżeniu następujące: co 5 dni włącz pompę o 8:00 na 30 sekund.
Poniżej zostanie wskazane, w której części kodu znajdują się te ustawienia.
W kodzie programu można wyłączyć 2. i 3. pompę. W takim przypadku informacje będą wyświetlane tylko na dołączonych pompach.
Autonomię zapewniają:
• Zasilany bateriami 18650
• Arduino i przechodzi w głęboki sen (Powerdown) i budzi się przez Watсhdog
• Bit stabilizatora napięcia Arduino z lewej nogi
• Wyświetlacz jest wyłączony podczas pracy. Aby aktywować wyświetlacz, musisz przytrzymać przycisk uśpienia przez około 10 sekund.
• Wszystkie diody wskaźnikowe zostały usunięte z modułów
System zużywa około 3 mA, 1 pompa zużywa około 350 mA podczas pracy.
Główne szczegóły:
• Pojemnik na żywność na mieszkanie
• Chiński klon Arduino nano
• Moduł czasu rzeczywistego DS3231
• 18650 baterii
• Moduł doładowania do 5 V (prąd około 1 A)
• Moduł obniżający do 3,3 V do zasilania wyświetlacza
• Wyświetlacz Nokia 5110
• Moduł TP4056 do ładowania (+ ochrona) akumulatora
• Wskaźnik naładowania baterii
• Różne „puszenie”: tranzystory polowe, rezystory, kondensatory (elektrolityczne i ceramiczne)
• Przełączniki i przyciski
Montaż „schematu” urządzenia:
Objaśnienia zgodnie ze schematem:
1. 4 18650 akumulatorów jest połączonych równolegle. Całkowita wydajność wynosi około 13000 mA / h.
2. Akumulator jest podłączony do modułu ładowania i zabezpieczenia TP4056. Ładowanie odbywa się przez złącze micro USB od ładowania telefonu. Konieczne jest ładowanie prądem o wartości co najmniej 1A. Szacowany czas pełnego naładowania wynosi 13-14 godzin. Wskaźniki LED można rozbłysnąć i wyświetlić na podwoziu.
3. Następnie za pomocą przełącznika podłączany jest przetwornik podwyższający napięcie do 5 V. Będzie zasilać większość elementów obwodu, w tym pompy. Wraz ze spadkiem poziomu naładowania akumulatora napięcie spadnie z 4,2 V do 2,7 V, co nie wystarcza do działania obwodu. Moduł zapewni stabilne napięcie. Na wyjściu modułu umieszczony jest filtr wykonany z kondensatorów elektrolitycznych i ceramicznych. Kondensator elektrolityczny pełni funkcję wygładzającą, stabilizującą. Kondensator ceramiczny służy do zwalczania zakłóceń o wysokiej częstotliwości. Jeżeli moduł „wyda dźwięk” cewce podczas pracy, w celu wyeliminowania tego zjawiska można wprowadzić dodatkowy kondensator elektrolityczny na wejściu modułu. Kondensatory elektrolityczne o pojemności 1000 mikrofaradów przy 6,3 V. Kondensatory ceramiczne są odpowiednie dla 1-2 mikrofaradów. Obwód używany przy 10 uF, ponieważ miałem dużo dodatkowych.
4. Do zasilania wyświetlacza potrzebne jest napięcie 3,3 V, dlatego dodano konwerter buck z podobnymi filtrami z kondensatorów.
5. Moduł zegara DS3231, potrzebny do dokładniejszego pomiaru czasu. Dioda LED zasilania (1) jest przylutowana do modułu DS3231. Odbywa się to w celu oszczędzania energii. Jeśli używasz zwykłych baterii (nieładowalnych), musisz odlutować rezystor (2). Moduł jest przeznaczony do ładowania akumulatorów, w tym ich ładowania. Jeśli akumulator jest normalny, prąd ładowania szybko sprawi, że nie będzie można go użyć.
6. Głównym mózgiem systemu jest nano platforma Arduino. W celu oszczędzania energii należy odsprzedać wszystkie diody LED (lub przynajmniej tylko moc), a także odgryźć lewą nogę regulatora napięcia.
7. Pompa jest sterowana za pomocą tranzystorów polowych. Każdy, kto otworzy się przy napięciu 5 V i będzie zdolny do przełączania prądu z 1A, zrobi. Początkowo korzystałem z gotowych. Przylutowałem baterię tranzystorów polowych + rezystory (100 Ohm, aby chronić Arduino, 10k Ohm, aby pociągnąć migawkę tranzystora do ziemi, aby mosfet się zamknął) + również przylutowałem złącza KF 301-2P, aby naprawić przewody
Później stworzono bardziej kompaktową baterię w mosfetach AO3400 SMD
Gdzieś w ciągu pół roku 2 tranzystory polowe zawiodły. Powodem było to, że w trybie hamowania silnik kolektora działa jak generator. Aby chronić tranzystor polowy, musisz użyć diody ochronnej. Użyłem 1N4007.
8. Wyświetlacz pokazuje wszystkie informacje. Aby obudzić wyświetlacz, należy przytrzymać przycisk przez maksymalnie 10 sekund. Jeśli zmienisz minuty w godzinach, system przejdzie w tryb uśpienia, a wyświetlacz wyłączy się.
Proces kompilacji:
Pierwsze testy na tablicy i pisanie oprogramowania układowego
Następnie połączono wszystko z zawiasową instalacją
Podniosłem ciało i przetestowałem na prawdziwych pompach
Wywierciłem otwory w obudowie, pomalowałem wszystko czarnym matowym podkładem i przymocowałem elementy do kleju topliwego
Dodatkowe punkty montażowe:
• Pojemnik z wodą musi zawsze znajdować się pod doniczkami, w przeciwnym razie istnieje ryzyko, że woda będzie nadal wylewać po wyłączeniu pomp.
• Odległość od dna pojemnika do końca rurki nie może przekraczać 70 cm. Pompie będzie trudniej podnieść wodę na większą wysokość.
• Na mini pompie z Ali świetnie nadają się przezroczyste węże 6x1,5 mm
• Ważne jest, aby otwór pompy poboru wody nie opierał się o ścianę zbiornika wody, w przeciwnym razie nie będzie normalnego ciśnienia.
• Do mocowania węża do pompy nie należy używać elementów żelaznych (zacisków, drutu itp.). Wszystko bardzo szybko rdzewieje.
• Pompa ma krótkie przewody. Najprawdopodobniej będą musiały zostać zwiększone. Do uszczelnienia drutów najlepiej użyć kleju topliwego, a na wierzchu termokurczliwego.
Logika programu:
• Arduino wychodzi ze snu
• Odczyty modułu DS3231 (data i godzina) są przypisane do zmiennych
• Gdy data się zmienia, zmienia się wartość licznika dni poprzednich
• Jeśli okres pracy (ustawienie) pokrywa się z liczbą dni, które się minęły, godzina jest sprawdzana
• Jeśli godzina (ustawienie) i godzina z modułu czasu pokrywają się, włącz pompę na czas określony w ustawieniach
• Arduino idzie spać
• Po przytrzymaniu przycisku uśpienia wyświetlacz jest zasilany i Arduino budzi się
Ustawienia nawadniania są wskazane tutaj w tej części kodu:
Stosuję szkic i biblioteki
Ogólnie jestem zadowolony z systemu. Przez około rok regularnie podlewała moje rośliny na parapecie. Teraz przeniosłem system do innego pokoju i we własnym stworzyłem nowy, wygodniejszy i interesujący, ale to już inna historia ...