Система автоматического полива для комнатных растений

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

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

Вывод тока 12В

Соедините коричневый провод с выходом V+/
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.

Соедините коричневый провод под напряжением от источника питания с клеммой.
Соедините голубой нулевой провод от источника питания со второй клеммой.
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.

Соедините конец красного провода «Папа-Папа» с точечным разъемом на плате, помеченным 5В. Второй конец пока нам не нужен.
Соедините конец серого провода «Папа-Папа» с точечным разъемом, помеченным А1, второй конец пока не нужен.
Соедините один из голубых проводов, идущих от клеммного блока, с точечным разъемом GND (земля).
Соедините один из коричневых проводов, идущих от клеммного блока, с точечным разъемом, помеченным VIN.
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).

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

Шаг 7: Подключение модуля датчика уровня влажности почвы

Один из плюсовых проводов, идущих от макетной платы (коричневый) соедините с модулем датчика влажности.
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.

Соедините последний оставшийся плюсовой провод (коричневый), идущий от макетной платы, с разъемом реле с отметкой «NC».
Соедините последний свободный нулевой провод (голубой), идущий от макетной платы, с разъемом реле с отметкой «NO».
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.

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.
Соедините оставшийся нулевой (голубой) провод, идущий от клеммного блока, с другим выходом насоса. Убедитесь, что эти провода не соприкасаются, иначе их закоротит.
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.

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