Датчик уровня влажности почвы и автоматический полив на arduino

Arduino:Примеры/Гайд по использованию датчика влажности YL-69 или HL-69 с Arduino

Поддержать проект

Содержание

Знакомство с Arduino

Продукты

Основы

Справочник языка Arduino

Примеры

Библиотеки

Хакинг

Изменения

Сравнение языков Arduino и Processing

Черновик

Содержание

Гайд по использованию датчика влажности YL-69 или HL-69 с Arduino [1]

Датчик влажности почвы (или гигрометр) используется, как правило, для определения влажности почвы. Он пригодится для проектирования автоматической системы полива или отслеживания влаги в почве, где растут ваши растения.

Датчик влажности почвы состоит из двух частей: электронной платы (на картинке ниже расположена справа) и измерительной части с двумя пластинами, которая определяет наличие воды (на картинке расположена слева).

Чувствительность датчика влажности почвы настраивается встроенным потенциометром. Кроме того, датчик оснащен двумя светодиодами: первый загорается, когда на плату подается питание, а второй – при выводе цифровых данных. Подробнее смотрите на рисунке ниже.

Как это работает

Выходное напряжение датчика варьируется в зависимости от количества воды, содержащейся в почве.

• Если почва влажна – выходное напряжение уменьшается
• Если почва суха – выходное напряжение увеличивается

На выходе будет цифровой сигнал (D0) – LOW или HIGH, в зависимости от содержания воды в почве. То есть, если влажность почвы превысит определенное пороговое значение, модуль вернет значение LOW, а если нет – HIGH. Пороговое значение для цифрового сигнала настраивается при помощи потенциометра.

На выходе может быть и аналоговый сигнал, что позволяет измерять влажность значениями в диапазоне от «0» до «1023».

Скетч: Использование датчика влажности почвы с Arduino

Это скетч-пример, демонстрирующий, как использовать датчик влажности почвы в проектах с Arduino.

В этом скетче мы, используя Arduino, прочтем с датчика аналоговые данные, а затем покажем эти данные в мониторе порта IDE Arduino.

Необходимые компоненты

Для этого проекта нам понадобятся следующие компоненты:

• Один датчик влажности YL-69 (см. на eBay)
• Одна плата Arduino (см. на eBay)
• Одна макетная плата
• Два резистора на 220 Ом
• Один красный светодиод
• Один зеленый светодиод
• Провода-перемычки

Подключение контактов

В подключении датчика и Arduino друг к другу нет ничего сложного:

• Контакт A0 на датчике – к аналоговому контакту на Arduino
• Контакт D0 – к цифровому контакту
• Контакт GND – к контакту GND
• Контакт VCC – к контакту 5V

Схема

Ниже – схематическое изображение проекта:

Загрузите скетч, показанный ниже, в плату Arduino.

Откройте монитор порта IDE Arduino, а потом опробуйте датчик на влажной и сухой почве. В мониторе порта должны появиться данные, соответствующие тому или иному состоянию почвы.

Если аналоговое значение превысит заданный порог, включится красный светодиод (это будет значить, что растения пора поливать), а если оно будет ниже порогового значения, должен включиться зеленый светодиод (это будет значить, что с влажностью почвы все в порядке).

Автоматическая система полива растений на ардуино

В течение лета большинство людей слишком ленивы, чтобы поливать растения в горшках на своих садах каждый день. В этом разделе описана простая и захватывающая автоматическая система полива растений, которую вы можете создать самостоятельно всего за несколько часов. Это автоматическая система полива растений на базе Arduino, в которой используется датчик влажности почвы. Авторский прототип показан на рис. 1.

Автоматическая система полива растений: схема

Принципиальная схема автоматической системы полива растений показана на рис. 2. Цепь содержит плату Arduino UNO, датчик влажности почвы, серводвигатель, 12-вольтовый водяной насос и микросхему привода двигателя L293D (IC1) для управления водой. насос.

Вы можете запитать плату Arduino от 7 В до 12 В или от адаптера или от солнечной панели. Вам нужна отдельная батарея 12В или блок питания или солнечная панель для двигателя насоса.

Датчик влажности почвы

На рынке доступны два типа датчиков влажности почвы – контактные и бесконтактные датчики. В этом проекте используется контактный датчик почвы (как показано на рис. 3), поскольку он должен проверять влажность почвы для измерения электропроводности.

Датчик влажности обеспечивает аналоговый выход, который может быть легко связан с Arduino. В этом проекте два датчика могут быть подключены к аналоговым контактам A0 и A1 платы Arduino. Каждый датчик имеет четыре контакта (Vcc, Gnd, Ao и Do) для взаимодействия с платой Arduino. Здесь вывод цифрового выхода (Do) не используется. Водяной насос и серводвигатель управляются Arduino, подключенными к цифровым контактам 3 и 9 соответственно. То есть контакт управления сигналом серводвигателя подключен к контакту 9 платы Arduino.

Программа в Arduino считывает значение влажности с датчика каждые 20 секунд. Если значение достигает порогового значения, программа выполняет следующие три вещи:

1. Он перемещает гудок серводвигателя вместе с водопроводной трубой, закрепленной на нем, в направлении горшечного растения, уровень влажности которого меньше предварительно определенного / порогового уровня.
2. Он запускает моторный насос для подачи воды на установку в течение определенного периода времени, а затем останавливает водяной насос (см. Рис. 4).
3. Он возвращает рупор серводвигателя в исходное положение.

Программное обеспечение

Программа написана на языке программирования Arduino. Код хорошо прокомментирован и прост для понимания. Скомпилируйте код autowatering.ino и загрузите его в микроконтроллер, используя Arduino IDE версии 1.

Датчик будет откалиброван сам, как только он будет сохранен в почве, и пороговое значение будет показано на последовательном мониторе в Arduino. Последовательная отладка доступна в этой программе. Прокомментируйте, если вы не хотите использовать последовательный монитор.

Изготовление и тестирование

Схема односторонней печатной платы действительного размера автоматической системы полива растений показана на рис. 5, а компоновка ее компонентов – на рис. 6.

Соберите компоненты на печатной плате, чтобы минимизировать ошибки. В качестве альтернативы, вы можете собрать их на макете или щите Arduino для макетирования или на печатной плате общего назначения. Загрузите код на плату Arduino UNO и установите датчики в почву горшечных растений. Не погружайте датчики полностью в почву.

Установите насос в емкость для воды (см. Рис. 7), которая может вместить несколько литров воды. прикрепите водопроводную трубу к рупору серводвигателя, как показано на рис. 8.

Рис. 6: Компонентная схема печатной платы Рис. 7: Установка водяного насоса в контейнер Рис. 8: Крепление трубы на рупор сервопривода

Скачать печатную плату и компоновку компонентов в формате PDF: нажмите здесь

Скачать исходный код: нажмите здесь

Перед включением схемы необходимо иметь в виду следующие макроопределения в коде:

1. Изменение угла поворота серво-рупора в сторону первого сосуда и второго сосуда. Значения по умолчанию составляют 70 градусов и 145 градусов.
2. Изменение времени полива в зависимости от размера горшка. Значения по умолчанию составляют пять секунд и восемь секунд.
3. Изменение порогового значения в соответствии с вашими потребностями. Значение по умолчанию составляет 600.

Поместите цветочные горшки там, где труба из рупора серводвигателя может легко добраться до них. Когда уровень влажности опускается ниже 600, рупор сервопривода поворачивается под углом 70 градусов. То есть после того, как гудок серводвигателя переместится на 70 градусов к первому корпусу, моторный насос включится на пять секунд, а затем автоматически остановится. Затем сервопривод возвращается в исходное положение. Аналогичным образом, если вы используете второй датчик, гудок серводвигателя переместится на 145 градусов ко второму по величине резервуару, моторный насос включится на восемь секунд, а затем автоматически остановится. Серво возвращается в исходное положение.

Дальнейшее применение

Используя доску Arduino UNO, вы можете поливать шесть разных горшечных растений. Добавив еще несколько строк в код, вы можете поливать еще больше растений – используя плату Arduino Mega 2560, которая имеет больше аналоговых входных контактов.

Вы также можете добавить экран Ethernet или Wi-Fi и использовать библиотеку Twitter, которая будет отправлять твиты со стороны ваших растений для отправки сообщений, таких как: мне нужна вода, бак пуст, заправьте бак, спасибо за воду и так далее ,

ЖК-дисплей 16 × 2 может быть добавлен для индикации уровня влажности.

Вы также можете включить контур для повторного заполнения резервуара через несколько дней, в зависимости от объема резервуара.

Автополив на Ардуино для комнатных растений – сборка системы автоматического полива своими руками

В этой статье я расскажу вам как сделать систему автополива для комнатных растений с микроконтроллером Arduino. К каждому компоненту дана ссылка на онлайн-магазин, где он продается. Процесс изготовления автоматического полива своими руками разбит пошагово, от списка материалов до кодировки контроллера.

Шаг 1: Список покупок

Также вам понадобятся:

• Щипчики для проводов
• Цветочный горшок с дренажным отверстием и поддоном
• Растение и почвенная смесь для него (компост и грунт 1:1)
• Подставка или поддон, на котором будет установлена система автополив (если горшочек с растением будет маленьким, то вполне подойдет кусок 12мм фанеры 350х200 мм)

Шаг 2: Схема проводки

На рисунке изображена упрощенная схема электропроводки. Система потребляет 12В, получаемых на выходе от понижающего преобразователя, подключенного к сети 240 В. К микроконтроллеру Ардуино через беспаечную макетную плату подключены датчик увлажненности почвы и реле. Датчик уровня увлажненности почвы получает значения проб несколько раз за минуту, когда результат опускается ниже заданного значения, реле посылает сигнал на 12В водяной насос. Насос выключается, когда уровень увлажненности почвы достигает 70%.

Шаг 3: Подключаем источник питания

Если у вас нет опыта подключения источников питания, ОБЯЗАТЕЛЬНО проконсультируйтесь с профессионалом. 240В — опасное для жизни напряжение.

Вход питания – подключение к сети

1. Возьмите провод под напряжением и подключите к выходу L. На фото это коричневый провод.
2. Возьмите нулевой провод и подключите к выходу N. Убедитесь, что в месте соединения не виден медный сердечник проводов.

1. Соедините коричневый провод с выходом V+/
2. Соедините голубой провод с выходом Con (нулевым).

Шаг 4: Клеммный блок

Этот блок используется для того, чтобы разветвить один провод на несколько выводов. Для нашей системы понадобится вывод на два канала.

1. Соедините коричневый провод под напряжением от источника питания с клеммой.
2. Соедините голубой нулевой провод от источника питания со второй клеммой.
3. Возьмите по два коричневых и голубых провода и подключите их к контактам клеммника соответственно цветам. Намного понятнее этот пункт становится, если при чтении ориентироваться на фото сверху.

Шаг 5: Подключаем плату Arduino

Плата Arduino – «мозг» всей системы. Вам будет удобнее взять провода тех же цветов, что и в моей инструкции, чтобы при дальнейшей работе со схемой не возникало путаницы.

1. Соедините конец красного провода «Папа-Папа» с точечным разъемом на плате, помеченным 5В. Второй конец пока нам не нужен.
2. Соедините конец серого провода «Папа-Папа» с точечным разъемом, помеченным А1, второй конец пока не нужен.
3. Соедините один из голубых проводов, идущих от клеммного блока, с точечным разъемом GND (земля).
4. Соедините один из коричневых проводов, идущих от клеммного блока, с точечным разъемом, помеченным VIN.
5. На другой стороне платы Arduino соедините красный провод с точечным разъемом, помеченным 5В. Другой конец нам пока не нужен.

Шаг 6: Делаем разводку на макетной плате

Я решил использовать макетную плату, чтобы избавить вас и себя от паяния компонентов.

Как работает макетная плата

Плата прямоугольная, расположите ее на рабочей поверхности в портретной ориентации. Точечные отверстия соединены между собой в цепь горизонтально, а не вертикально. Это значит, что вы можете добавлять компоненты на плату в горизонтальные ряды, и они будут соединены последовательно.

Вернёмся к нашему проекту.
Упрощенная схема, находящаяся в начале статьи, поможет вам разобраться с расположением компонентов.
Последовательно соедините все компоненты (макетная плата в портретной ориентации).

1. 5В провод, идущий от платы Arduino, со концом – удлините двумя проводами такого же цвета и оставьте пока ждать своей очереди.
2. Возьмите провод от GND разъема Arduino и тоже нарастите двумя соединительными проводами и пока оставьте так.

Шаг 7: Подключение модуля датчика уровня влажности почвы

1. Один из плюсовых проводов, идущих от макетной платы (коричневый) соедините с модулем датчика влажности.
2. Один из нулевых проводов, идущих от макетной платы (голубой) соедините со вторым выходом модуля датчика влажности.

Шаг 8: Датчик уровня влажности почвы

От модуля датчика соедините два провода (Мама и Мама) с выходами на самом сенсоре. Длина этих проводов определяет расстояние от цветка до блока управления.

Шаг 9: Реле

Хотя этот компонент мы называем «реле», фактически это выключатель. Когда уровень увлажненности почвы составит 40%, контроллер подаст сигнал на реле, которое пустит 12В ток от источника питания на насос.

1. Соедините последний оставшийся плюсовой провод (коричневый), идущий от макетной платы, с разъемом реле с отметкой «NC».
2. Соедините последний свободный нулевой провод (голубой), идущий от макетной платы, с разъемом реле с отметкой «NO».
3. С обратной стороны реле соедините красный провод с разъемом «VCC», желтый провод с разъемом «GND», а коричневый – с разъемом «INN».

Шаг 10: Насос

НЕ ЗАПУСКАЙТЕ НАСОС БЕЗ ВОДЫ – ЭТО РАЗРУШИТ ПЛАСТИКОВЫЕ ШЕСТЕРНИ.

1. Соедините плюсовой провод (коричневый), идущий от реле, с одним из выходов насоса, не важно с каким. Меняя провода местами, вы просто меняет направление, в котором насос будет качать воду.
2. Соедините оставшийся нулевой (голубой) провод, идущий от клеммного блока, с другим выходом насоса. Убедитесь, что эти провода не соприкасаются, иначе их закоротит.
3. Разрежьте пластиковую трубку на две части. Каждую часть соедините с отверстиями насоса. Можно закрепить трубку на насосе стяжкой и эпоксидным клеем. Из-за близости с электрическими компонентами крайне важно предотвратить возможные протечки.

Шаг 11: Собираем корпус для системы автополива

Я собрал корпус для своей системы автоматического полива комнатных растений из обрезков ошлифованной березовой фанеры, оставшихся от предыдущего проекта, вы можете сделать из чего вам больше нравится. Компоненты можно приклеить к стенкам короба. В этом случае убедитесь, что клей не проводит ток, иначе будет риск короткого замыкания.

Шаг 12: Кодирование контроллера

Последним шагом будет кодирование платы микроконтроллера. Код на рисунке сверху подходит для всей системы. Фактически этот код позволяет снимать показания влажности почвы почти непрерывно. Когда уровень влажности падает до 30% «реальной влажности», реле дает ток 13В на насос. Насос отключается, когда показания датчика покажут, что уровень увлажненности поднялся. Этот показатель можно изменять, исходя из типа растения, условий окружающей среды и т.д.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.