Chcem zdieľať svoje homebrew vetvičkaktorý mi slúži už viac ako rok.
Začína sa ovládať Arduino, Premýšľal som o tom, aký druh projektu realizovať. Spomenul som si, že mám veľa izbových rastlín, ktoré pravidelne zabúdajú na vodu, a problém zalievania počas dovoleniek a pracovných ciest musí byť miestom.
Systém pozostáva z nasledujúcich komponentov:
Ovládacia jednotka je srdcom systému. Tu sú batérie, Arduino, časový modul DS3231, displej, meniče napätia a ovládacie prvky.
V blízkosti rastlín sa nachádza kanister s vodou. V nádobe sú ponorné čerpadlá, ktoré pumpujú vodu potrubím do rastlín.
Distribúciu vody medzi rastlinami je možné ďalej upraviť pomocou hrebeňa s kohútikmi.
Všetky technické prvky systému sa môžu schovávať za závesy a kvetináče, aby neboli príliš nápadné
Prehľad systému:
Kľúčové parametre systému:
1. Životnosť batérie približne 5 mesiacov
2. Systém podporuje riadenie 3 čerpadiel. Pre každé čerpadlo môžete pripojiť hrebeň s 2 až 4 kohútikmi a dodatočne regulovať prietok vody. Celkom máme možnosť pripojiť až 12 rastlín
3. Čas sa berie zo samostatného nezávislého modulu hodiniek DS3231. Čerpadlo sa spustí, keď nastane hodina uvedená v nastavení (napríklad 8:00).
4. Na displeji sa zobrazia informácie
5. Nastavenia napájania sú uvedené v programovom kóde, dajú sa zmeniť prepísaním Arduino
Vysvetlenie informácií zobrazených na displeji:
Prvý riadok je záhlavie tabuľky. Každý riadok zobrazuje informácie o príslušnom čerpadle. Prvý stĺpec - zobrazuje dobu práce (PR). Napríklad s hodnotou „5“ - čerpadlo bude pracovať každých 5 dní. Druhým stĺpcom je prevádzková hodina (PD) - hodina, na ktorej začiatku sa čerpadlo zapne. Tretí stĺpec je doba chodu (BP) - doba chodu čerpadla v sekundách. Štvrtý stĺpec - Zostávajúce dni (PRED) - zobrazuje, koľko dní zostáva do ďalšej operácie. Zobrazí sa aj dátum a čas.
Systém nemá žiadnu spätnú väzbu, takže nastavenia je potrebné vybrať empiricky. Najlepšie je zoskupiť rastliny, ktoré sú z hľadiska požiadaviek na zavlažovanie blízke (niektoré dobre tolerujú sucho, zatiaľ čo iné majú dostatok zavlažovania) a veľkosť kvetináčov.
Nastavenia sú približne nasledujúce: každých 5 dní zapnite čerpadlo o 8:00 na 30 sekúnd.
Ďalej bude uvedené, v ktorej časti kódu sú tieto nastavenia.
V programovom kóde môžete deaktivovať 2. a 3. čerpadlo. V takom prípade sa informácie zobrazia iba na priložených čerpadlách.
Autonómia je zabezpečená:
• Napájané 18650 batériami
• Arduino a prechádza do hlbokého spánku (vypnutie) a prebudí ho Watсhdog
• Arduino napätie stabilizátor bit off ľavej nohy
• Počas prevádzky je displej vypnutý. Ak chcete aktivovať displej, musíte držať tlačidlo spánku asi 10 sekúnd.
• Všetky kontrolky LED sú z modulov odstránené
Systém spotrebúva približne 3 mA, 1 čerpadlo spotrebúva približne 350 mA v prevádzke.
Hlavné údaje:
• Nádoba na potraviny na bývanie
• Čínsky klon Arduino nano
• DS3231 modul v reálnom čase
• 18650 batérií
• Zvýšte modul až na 5V (aktuálne asi 1 A)
• Zníženie modulu až na 3,3 V na napájanie displeja
• Displej Nokia 5110
• Modul TP4056 na nabíjanie (+ ochrana) batérie
• Indikátor nabitia batérie
• Rôzne „krepatky“: tranzistory, odpory, kondenzátory (elektrolytické a keramické)
• Spínače a tlačidlá
Montáž „schémy“ zariadenia:
Vysvetlenie podľa schémy:
1. 4 18650 batérií je pripojených paralelne. Celková kapacita je asi 13000 mA / h.
2. Batéria je pripojená k nabíjaciemu a ochrannému modulu TP4056. Nabíjanie prebieha prostredníctvom konektora micro USB z nabíjania telefónu. Nabíjanie je potrebné s prúdom najmenej 1A. Odhadovaný čas na úplné nabitie je 13-14 hodín. Kontrolné LED diódy môžu blikať a zobrazovať sa na šasi.
3. Ďalej je pomocou prepínača pripojený zosilňovací prevodník do 5V. Bude poháňať väčšinu komponentov obvodu vrátane čerpadiel. Pri poklese úrovne nabitia batérie klesá napätie z 4,2 V na 2,7 V, čo nestačí na to, aby obvod fungoval. Modul bude poskytovať stabilné napätie. Na výstup z modulu je umiestnený filter vyrobený z elektrolytických a keramických kondenzátorov. Elektrolytický kondenzátor vykonáva vyrovnávaciu a stabilizačnú úlohu. Keramický kondenzátor sa používa na boj proti vysokofrekvenčnému rušeniu. Ak modul počas činnosti pípne induktor, aby sa tento jav eliminoval, môže sa na vstup modulu umiestniť ďalší elektrolytický kondenzátor. Elektrolytické kondenzátory s kapacitou 1 000 mikrofarád pri 6,3 V. Keramické kondenzátory sú vhodné od 1 - 2 mikrofarad. Okruh použitý na 10 uF, pretože som mal veľa navyše.
4. Na napájanie displeja potrebujete napätie 3,3 V, aby sa pridal prevodník buck s podobnými filtrami z kondenzátorov.
5. Hodinový modul DS3231, potrebný na presnejšie načasovanie. Napájacia LED (1) je spájkovaná na module DS3231. Deje sa tak na účely úspory energie. Ak používate bežné batérie (nenabíjateľné), musíte odložiť odpor (2). Modul je navrhnutý pre nabíjateľné batérie vrátane ich nabíjania. Ak je batéria normálna, nabíjací prúd ju rýchlo nepoužije.
6. Hlavným mozgom systému je platforma Arduino nano. Na účely úspory energie je potrebné rozložiť všetky LED (alebo aspoň iba napájanie) a zahryznúť ľavú nohu regulátora napätia.
7. Čerpadlo je riadené tranzistormi s efektom poľa. Urobí sa každý, ktorý sa otvorí s napätím 5 V a dokáže spínať prúd z 1A. Najprv som použil hotové výrobky. Spájal som batériu tranzistorov s poľným efektom + odpory (100 Ohmov na ochranu Arduina, 10 000 Ohmov, aby som stiahol uzáver tranzistora k zemi tak, aby sa uzavrel mosfet) + tiež som spájkoval konektory KF 301-2P na upevnenie vodičov
Neskôr vyrobila kompaktnejšiu batériu na mosfetách SMO AO3400
Niekde v pol roku 2 tranzistory s poľným efektom zlyhali. Dôvodom bolo to, že v brzdovom režime pracuje kolektorový motor ako generátor. Aby ste chránili tranzistor s efektom poľa, musíte použiť ochrannú diódu. Použil som 1N4007.
8. Na displeji sa zobrazia všetky informácie. Ak chcete zobudiť displej, musíte držať tlačidlo stlačené 10 sekúnd. Ak zmeníte minútu v hodinách, systém prejde do režimu spánku a displej sa vypne.
Postup zostavenia:
Prvé testy na doštičku a písanie firmvéru
Ďalej všetko spojilo sklopnou inštaláciou
Zdvihol telo a testoval s reálnymi čerpadlami
Vyvŕtal som otvory do puzdra, všetko maľoval čiernym matným základným náterom a pripevnil komponenty k tavnému lepidlu
Ďalšie montážne body:
• Nádoba s vodou musí byť vždy umiestnená pod kvetináčmi, inak existuje riziko, že voda bude aj po vypnutí čerpadiel liať.
• Vzdialenosť od dna nádoby po koniec skúmavky nesmie prekročiť 70 cm. Pre čerpadlo bude ťažšie zdvihnúť vodu do väčšej výšky.
• Na mini pumpe s Ali sú vynikajúce priehľadné hadice 6x1,5 mm
• Je dôležité, aby otvor čerpadla na prívod vody nespočíval na stene nádrže na vodu, inak nebude normálny tlak.
• Na pripevnenie hadice k čerpadlu nepoužívajte železné časti (svorky, drôty atď.). Všetko rýchlo zhrdne.
• Čerpadlo má krátke vodiče. S najväčšou pravdepodobnosťou bude potrebné ich zvýšiť. Na utesnenie vodičov je najlepšie použiť tavné lepidlo a na vrchole zmraštiteľné teplom.
Logika programu:
• Arduino prestane spať
• Odčítané hodnoty modulu DS3231 (dátum a čas) sú priradené premenným
• Keď sa dátum zmení, zmení sa hodnota počítadla posledných dní
• Ak sa čas práce (nastavenie) zhoduje s počtom uplynulých dní, skontroluje sa hodina
• Ak sa hodina (nastavenie) a hodina z časového modulu zhodujú, zapnite čerpadlo na čas špecifikovaný v nastaveniach.
• Arduino ide spať
• Ak podržíte tlačidlo spánku, displej sa napája a Arduino sa prebudí
Nastavenia napájania sú tu uvedené v tejto časti kódu:
Aplikujem skicu a knižnice
Vo všeobecnosti som so systémom spokojný. Pravidelne zalievala moje rastliny na parapete asi rok. Teraz som presunul systém do inej miestnosti a sám som zostavil novú, pohodlnejšiu a zaujímavejšiu, ale to je ďalší príbeh ...