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Système d'arrosage des plantes domestiques

Composants et fournitures

Arduino Nano R3
× 1
Adafruit Standard LCD - 16x2 Blanc sur Bleu
× 1
mini pompe à eau
× 1
Encodeur rotatif avec bouton-poussoir
× 1
L298n IC
× 1
Résistance photo
× 1
Transistor à usage général NPN
× 1
Résistance 10k ohm
× 1
Potentiomètre à un tour - 10k ohms
× 1
Condensateur 10 µF
× 1
Condensateur 1000 µF
× 1
Condensateur 470 µF
× 1
Condensateur 100 nF
× 7
diode 1N4001
× 8
Socket RCA
× 1
Capteur d'humidité du sol
× 1
bornier à vis
× 3
AMS1117-ADJ
× 1
résistance 2k Ohm
× 1
résistance 680 ohm
× 1
Alimentation DC 9v 3A
× 1

Outils et machines nécessaires

Fer à souder (générique)

Applications et services en ligne

Arduino IDE

À propos de ce projet

Encore un autre abreuvoir pour plantes

Il existe de nombreux projets et didacticiels familiers sur Internet décrivant comment utiliser les capteurs d'humidité du sol. Dans ce projet, certaines idées brillantes trouvées sur Internet sont combinées et réalisées avec la partie logicielle pour construire le contrôleur du système d'arrosage des plantes domestiques. Parfois, la solution semble évidente jusqu'à ce que vous vous approchiez un peu pour voir le diable dans les détails. Examinons donc ces détails.

Principales caractéristiques du contrôleur

Ce contrôleur a les caractéristiques suivantes :

  • Deux usines sont prises en charge, le contrôleur dispose de deux canaux indépendants ; n'importe quel canal peut être désactivé
  • Chaque canal a deux paramètres généraux :la durée de pompage de l'eau vers l'avant et vers l'arrière. Ces paramètres sont mesurés en dizaines de seconde.
  • Le contrôleur a un mode manuel. Il est possible d'arroser la plante en appuyant sur le bouton.
  • Le contrôleur vérifie l'humidité après l'arrosage de la plante. Il désactive le canal au cas où l'humidité n'augmenterait pas.
  • Le contrôleur implémente le capteur de lumière pour empêcher de courir la nuit
  • Le contrôleur dispose d'un système de menus pour configurer les paramètres de configuration. La configuration est enregistrée dans l'EEPROM.

L'humidité du sol

Comment mesurer l'humidité du sol avec précision ? Vous pouvez commander le capteur sur eBay, le mettre dans l'usine et vérifier la résistance. Cette méthode est décrite dans de nombreux tutoriels sur Internet. Malheureusement, dans mon cas, les résistances des plantes "sèches" et "humides" étaient si proches (300 kOhm et 500 kOhm) qu'il est difficile de décider avec précision quand nous devons ajouter de l'eau à notre plante. Le problème est que l'eau propre ne conduit pas l'électricité, en fait les minéraux dans l'eau le font. Ainsi, la résistance mesurée dépend énormément de la quantité et du type de minéraux dans notre plante, et non de la quantité d'eau que nous y avons appliquée. Google peut vous aider. Sur Internet, j'ai trouvé une idée géniale pour mesurer la capacité du capteur, pas la résistance. L'idée principale est que l'eau a une grande permittivité diélectrique et que la capacité de la plante "humide" est beaucoup plus grande que celle "sèche" (200 mkF contre 200 pF) un million de fois la différence !

Comment mesurer la capacité ?

Un autre génie a transformé l'arduino en un condensateur de haute précision. Mais à mon avis cette méthode est compliquée et il n'est pas nécessaire de mesurer la capacité de notre capteur de manière aussi précise. Une autre façon de mesurer la capacité est beaucoup plus simple et n'utilise que deux broches analogiques et donne une précision acceptable pour distinguer les conditions « sèches » et « humides » de notre usine. Comme je l'ai mentionné ci-dessus, les lectures de l'usine "sèche" et "humide" ont une grande différence, il n'est pas pratique d'utiliser cette valeur pour définir une limite, donc le logarithme népérien des lectures de capacité du capteur est utilisé dans le code, pour diminuer l'intervalle des valeurs possibles.

Pourquoi un pont en H ?

Il semblait être une bonne idée d'utiliser le transistor MOSFET unique pour faire fonctionner la pompe à eau. Malheureusement, le niveau d'eau dans le réservoir de la source d'eau (bouteille) peut être plus élevé que celui de notre usine. Dans un tel cas, nous commençons à pomper l'eau, mais elle continue après l'arrêt de la pompe. Comment arrêter l'eau à coup sûr? Vous pouvez faire fonctionner la pompe dans le sens inverse pendant un certain temps. Parce que nous utilisons le moteur à courant continu, il suffit d'inverser les pôles ("+" et "-"). Pour ce faire, vous devez utiliser le pont en H. Le circuit intégré L298n est un bon choix. Les pompes de ce projet utilisent 9 V et 3 A, vous avez donc également besoin du dissipateur thermique sur le circuit intégré et de la résistance de puissance. La résistance de puissance de 1 Ohm 5Watt est utilisée dans ce contrôleur. Le moteur H-bridge L298n est adapté pour gérer deux moteurs, ce contrôleur peut donc gérer deux installations simultanément.

Le système de menu du contrôleur

Pour gérer le contrôleur de l'installation, l'encodeur rotatif est utilisé. Une fois le contrôleur démarré, l'écran principal apparaît. Sur l'écran principal, certains paramètres utiles sont affichés. Les lectures actuelles du capteur des deux canaux du contrôleur (dans la ligne supérieure). Si le canal est désactivé, chaîne "xxxx " s'affiche. Sur la ligne du bas, les limites de séchage sont affichées.

Pour faire fonctionner la pompe manuellement, appuyez brièvement sur le bouton rotatif. L'écran manuel apparaît. Pour configurer les paramètres du contrôleur, appuyez longuement sur l'encodeur (environ 1 seconde) dans l'écran principal. Le menu de configuration trois est décrit ici :

  • Canal de gauche
  • Canal droit
  • Affichage de la luminosité du rétroéclairage (ou automatique)
  • Afficher la luminosité du rétroéclairage la nuit

Chaque chaîne a son propre menu :

  • activation du canal
  • limite sèche
  • temps de marche avant de la pompe (dizaines de seconde)
  • temps de marche arrière de la pompe (dizaines de seconde)
  • paramètres de test

« Limite sèche » est utilisé pour définir l'humidité minimale du sol de la plante pour démarrer l'abreuvoir. La valeur est un logarithme népérien de la capacité du capteur. Les valeurs actuelles des lectures du capteur peuvent être trouvées sur l'écran principal avec les valeurs limites sèches.

L'élément de menu « tester les paramètres » permet de vérifier comment l'abreuvoir fonctionnera pour régler les valeurs de temps avant de les enregistrer dans l'EEPROM.

Le matériel

Le contrôleur est construit sur deux PCB double face 3x7 cm. Le premier est utilisé pour le pilote de moteur l298n, les diodes, les borniers à vis pour connecter les pompes de puissance et de moteur, les connecteurs pour les capteurs. Cette carte dispose également d'un module d'alimentation CC AMS1117-adj pour obtenir 5v pour l298n et Arduino. Il était pratique d'utiliser un régulateur de tension séparé lors du débogage de cette partie du contrôleur. Vous pouvez utiliser le régulateur sur la carte Arduino pour vous stabiliser en 5v.

Le deuxième PCB contient l'Arduino nano, des connecteurs pour encodeur rotatif et photorésistance et une prise pour écran LCD.

Code

Système d'arrosage
Code sourcehttps://github.com/sfrwmaker/WateringSystem/blob/master/WateringSystem.ino

Schémas


Processus de fabrication

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