Вы здесь

Система автоматического полива - Принцип работы, устройство, схема, плата

 Всем привет! Сегодня мы снова вернемся к теме автоматического полива, ведь эта тема всегда актуальна, особенно у дачников в разгар сезона. Своевременный полив является залогом хорошего урожая, а если нет возможности поливать регулярно растения то приходится задуматься об автоматизации данного процесса. В данной статье речь пойдет про полноценную систему автоматического полива. Сначала наигравшись с датчиками помпами и arduino (см. предыдущие статьи), решил что не удобно когда конструкция соединенна проводками и если немного сместить ее то обязательно какой-нибудь проводок отойдет, что да воли не удобно. Решил собрать плату на которой все будет легко подключаться и надежно фиксироваться, так же решил задействовать больше микроконтроллер. Суть идеи было создать многоканальный полив, т.е. с возможностью поливать не одну грядку.  
 
Убедительная просьба, при размещении фрагментов статьи в других источниках указывать ссылку на оригинал.
 
 В качестве чувствительного элемента я решил оставить датчик влажности почвы про который мы уже говорили ранее.
 Я использовал самодельный, но так же можно использовать и датчики из китая. Чуть позже я решил и добавить возможность полива по времени, космической точности я не искал поэтому счет времени я сделал при помощи асинхронного таймера.
 В качестве контроллера я решил взять микроконтроллер atmega 8, кто-то скажет в чем смысл и т.д. но я руководствовался следующими фактами:
  • задача не сложная, памяти хватило впритык
  • дешевле, хоть и не на много
  • имеет всю достаточную периферию "на борту"
 Конкретного исполнительного устройства я не искал, использовал просто реле, поскольку предусматривал несколько вариантов работы системы:
  1. Вода в систему подается из емкости установленной на определенной высоте ("Самотек") при этом подача воды управляется клапаном
  2. Вода в систему качается из емкости при помощи помпы (помпа на каждый канал полива)
  3. Вода в систему качается из емкости при помощи одной помпы и для каждого канала открывается свой клапан
  4. Вода подается из водопровода, этот вариант реализуем на практике, но я им не буду пользоваться
 Так же было решено предусмотреть случай если в емкости закончится вода, помпа в этом случае не должна работать. Для этого я решил использовать датчик уровня жидкости, поскольку точность здесь не сильно важна я решил задействовать герконовый датчик. Плюсом такого датчика является его низкая стоимость, и возможность установить на нужный уровень в емкости. Рекомендую заказывать сразу пару, ведь если один выйдет из строя то не нужно будет заделывать отверстие.
 Поскольку полив может осуществляется и при не высоких температурах, было решено ограничить минимальную температуру воды для полива. Ведь в случае если она замерзла не нужно же включать помпу. Опять же ювелирная точность не нужна, по этому я решил использовать NTC термистор для определения температуры воды. Они дешевле чем DS18B20 по количеству кода меньше тоже не будет.
 
 Для настройки системы я буду использовать uart поскольку дисплей и кнопки для управления требуют больше выходов и элементов, а настраивать возможно и придется только один раз. К тому же я для настройки решил написать утилиту которой удобно и быстро можно настроить систему с компьютера. Если же понадобиться вдруг настройка на месте можно, сделать отдельную плату с помощи которой настраивать систему по uart. Что касается проверки температуры и уровня воды их можно отключить если они не нужны, логично что и датчики тогда не нужны.
 Касаемо подачи воды к растениям тут уже все на любителя, можно использовать разные способы. Я остановился на наборе для полива из Китая, для проверки заказал набор 15м, жду когда прилетит. Что входит в набор:
 Фото в работе (от продавца):
 
Устройство
 Принцип получение влажности почвы я рассказывать уже не буду, о нем мы говорили ранее. Все элементы я разметил на плате, чувствительный элемент подключается к разъему. Для каждого канала будет схема включение следующая:
Датчик уровня воды подтянул к плюсу питания резистором, таким образом, если вода отсутствует в емкости на вход микроконтроллера попадет 5В, а если уровень достаточный на вход пойдет минус. С точки зрения логики данный узел возвращает ноль или единицу, в зависимости от запрета по уровню воды.
Определение температуры происходит с помощи NTC термистора который подтянут к земле 10кОм резистором и непосредственно подключается к разъему.
 
В зависимости от температуры будет меняться сопротивление термистора и на выходе будет некий уровень напряжения, при помощи формулы будем определять температуру:
Данная формула съедает не малую часть ресурсов процессора, по этом если вы не собираетесь измерять температуру, данный расчет можно не проводить.
 
Ну и собственно схема реле, она не сложная по сути как модуль реле для arduino. У меня на плате их будет 5, как и каналов.
Схема питания тоже не сложная, изначально хотел использовать стабилизатор ams111-5.0, но по причине не слабого нагрева от 9В решил все таки остановиться на L7805. Плюсом стабилизатора будет более широкий диапазон входного напряжения и возможность установить радиатор поскольку он не smd.
 
 
На этом пока все, спасибо что читали. В следующей статье рассмотрим печатную плату и программу для настройки данной системы полива.
Подписывайтесь на наш телеграмм канал что бы следить за обновлениями.
Всего голосов: 7