Automatisches Bewässerungssystem mit kapazitive Sonde und Arduino auf die billige Tour (und ich meine es)


Disclaimer: Ich bin kein Elektronikingenieur, so kann ich Garantie für die Gestaltung (viel weniger für Ihre Implementierung) bieten. Ich kenne nur die hier vorgestellte Lösung funktionierte für mich mindestens ca. 5-6 Monate (also ich nicht sogar für seine Zuverlässigkeit über einen längeren Zeitraum bürgen kann). Außerdem nehmen meine Hinweise darüber, wo Sie Ihre Komponenten beziehen, so wie sie sind: Hinweise nur, keine Empfehlungen und schon gar nicht Vermerke.

Vorwissen (Dinge, die ich erklären nicht): wie Sie Ihre Bauteile Löten und Gewusst wie: kompilieren und laden Sie eine Skizze auf einem Arduino-Board.

Ressource Repository: auf http://acolomitchi.github.io/cap-soil-moisture-v2 starten und nach der Lektüre über den Inhalt erhalten Sie im Github Repository.

Warum noch eine weitere automatische Bewässerungssystem? Kaufte vor einiger Zeit ich ein Stück Fläche einige hundert Kilometer oder so von zu Hause, kein Stromanschluss, mit der Idee einige Obstbäume – Wochenende Bauer, Pflanze ich werde sehen Sie? Und so tat ich.

Außer dass die Godzilla El Nino angekündigt wurde; auch in einem normalen Jahr ist Melbournian Sommer Art von trockenen, Aussehen nicht El Nino als eine gute Perspektive für das Überleben einiger gerade gepflanzten Bäume. Umso mehr, da Temperaturen von 40℃ in der Regel mit starken heißen Winde aus den Australiens Zentrum kommen, schlängelt sich der Boden in Stunden zu trocknen. Und ich kann es in weniger als 2 Stunden nicht erhalten und auf jeden Fall kann ich es nur am Wochenende.

Also, was ich brauchte:

  • eine automatische Bewässerungsanlage mit Boden Feuchtigkeit Detektor...
  • ... so billig wie möglich (wenn ich später auf Hunderte von ihnen skalieren mich)...
  • ... als low-tech-Bewässerung Montage wie möglich (Niederdruck "Netz" - 1 Meter Wasser Kopf oder weniger)...
  • ... als niedriger Verbrauch wie möglich (kein Stromnetz zur Verfügung)

Zusätzlich, der Boden ist leicht sauer, kein Problem für die gerade gepflanzten Baumarten, die ich brauchte, um Wasser aber definitiv zu jeder resistive Sonde beeinflussen, laufen Gefahr, erhöhte Resistenz durch Korrosion in einer Angelegenheit von Wochen (und damit verschwenden kostbares Wasser... nur um die Korrosion noch schlimmer): kapazitive Boden Sonde dann ist.

Das Prinzip - Na ja, einfach.

Für die Sonde Ätzen einen planaren Kondensator mit koplanar Platten aus einem Stück von PBC (eigentlich eine zweiseitige PCB, aber das Muster geätzt auf beiden Seiten ist die gleiche). Die Theorie - da das Wasser eine höhere elektrische Permittivität als den Boden, hat wenn die Boden feucht ist die Kapazität der Sonde erhöht.

Für den Controller: alles, was irgendwie die Änderung in der Sonde Kapazität erkennen und Auslösen der Bewässerung können. Kurz gesagt, das Design ist ein NE555 Dou mit der Feuchtefühler als des Lade-/Entlade-Kondensators mit einem Arduino Mini Pro verwendet, um die Impulse in einer bestimmten Zeit zählen die später auch das Wasser bei Bedarf auslösen.

Für die Bewässerung Montage: KISS Prinzip – eine Mini-Aquarium-Kreiselpumpe, schieben Wasser bis zu eine Höhe von etwas mehr als 1 Meter (etwas höher als max ein IBC/Palette Tank), in den aufsteigenden Ast einer Poly-Röhre – punch nur ein kleines Loch in der absteigenden Ast es ab, wenn die Pumpe nicht mehr zu stoppen.

Die Stückliste ist wie folgt:

  • 1 x Arduino Pro Mini mit ATM168 bei 12 V / 16MHz – nach meiner Erfahrung, sind Klone, OK und viel billiger
  • 1 x NE555
  • 1 x 2N5551-NPN-transistor
  • Widerstände: 2 x 470R, 1 x 4 k 7
  • Elektrolytkondensatoren: 2 x 10uF
  • Trimmer: 1x50k – wenn mein PCB-Design verwenden, nehmen Sie ein vertikal mit einem 2,54 mm-Raster zwischen den Terminals.
  • Diode: 1 x 1N4148
  • Fish Tank Tauchpumpe Wasserpumpe 12V, 3 Meter Wassersäule oder Äquivalent – die "versenkbare" Funktion ist nicht unbedingt erforderlich, aber wenn es so ist dann können Sie es draußen ohne zusätzlichen Schutz.
    Warnung: die 2N5551 als ein Relais verwendet wird, gehen Sie nicht mit der Kraft der Wasserpumpe über 6W (Ich verwende eine 5W ein) – der Transistor ist bis 600mA max bewertet.

Auch dieses Design benötigt 12V angetriebene Pumpen - je niedriger die Pumpenspannung, desto höher der Strom benötigt, um die gleiche Arbeit zu verrichten. Gehst du mit niedriger Spannung/höheren aktuellen (z.B. 6V), die Controller-Logik wird gut funktionieren, aber du musst den 2N5551 "Relais-Transistor" mit etwas unterstützen einen höhere max. Strom zu ersetzen.
  • einige Längen von flexible Schläuche mit Innendurchmesser die Steckdose Ihrer gewählten Pumpe passen
  • Drahtbrücke (zum Verbinden der Sonde, macht mindestens Pumpe)
  • 12V Versorgung – ich verwende eine Reihe von zwei 4R25X (Laterne) 6V Batterien – nach meiner Erfahrung gut 4 Monate zwischen Batteriewechsel
  • Wenn dies Ihr erstes Projekt mit Arduino Pro Mini ist (Herzlichen Glückwunsch, nicht nur sie sind nützlich und ein großer Spaß, aber billig sowie), benötigen Sie:

    • 1 X UART-Modul USB 2.0 zu TTL Konverter bei 5 v
    • 1 x Mini USB 2.0-Kabel
    • 4 x Buchse auf Buchse DuPont Kabel

    die Skizze in Arduinos Flash hochladen und für serielle Comms – verwenden erhalten Sie projektübergreifend wiederverwendet.

    Ergänzungsleistungen, wenn Sie sich entscheiden, mit meinem PCB-Design, die folgenden Anschlüsse:

    • 1 x 40 Pin männlich Header einreihig zerbrechlich, 2,54 mm Raster – nicht Sie alle verwenden.
    • 2 x 12pin Buchsenleiste r. 2,54 mm Raster – oder verwenden Sie eine einzelne 40 x, Sie bekommen 2 x 12 polig (benutzen Sie einfach ein Messer, ein flaches Vertikutieren groove drin und brechen dann entlang der Nut) aufgeteilt werden
    • 5 x 1 Pin DuPont weibliche Drahtpin
    • 7 x 1 Pin DuPont pin-Gehäuse
    • 1 x 2-poligen DuPont pin-Gehäuse
    • optional – 2 x 2 polige Klemmleiste 5mm – macht und Pumpe (raus) werden hier montiert werden. Alternativ können Sie einige zusätzliche DuPont weibliche Pins verbinden sie, wenn Sie das Gefühl, Sie brauchen eine stärkere mechanische Verbindung (nur 4 weitere DuPont weiblich Stifte 2 x 2pin DuPont Gehäuse hinzufügen). Oder nur Löten Sie die Leitungen auf der Platine (ich es vorgezogen, sie haben abnehmbare)

    Die Box/Gehäuse/Gehäuse für die Schaltung als Hausaufgabe für den Leser – lassen ist mein PCB-Design (nachstehend) folgen soll, ist das Panel 45x45mm, mit 3mm Befestigungslöcher in den Ecken und 40mm zwischen den Lochmitten.

    Werkzeuge

    • Lötkolben, Lötzinn, Flussmittel – kennen Sie das
    • Crimp-Zange für die DuPont-pins
    • Was auch immer Sie drucken, Ätzen, Bohren Sie Ihr PBC verwenden möchten (wenn Sie wirklich, wirklich ein DIY-äh, aber gehen Sie zu freundlich PBC Fab Shop in Ihrer Nähe – wenn Sie auf Etat fest sind und/oder Sie lokalen PCB-Shop nicht als Preis freundlich ist wie man es erwarten, gibt es immer den pcbway.com Weg).

    Ungefährer Preis für die gesamte

    Nach einigen extremen Abenteuern in Low-Tech-DIY-Land (die ich in den Nachtrag am Ende dieses Artikels festgelegt), landete ich in outsourcing die Sonden und die Controller Boards pcbway.com – viel billiger, als ich es mir in jeder angemessenen Zeit tun konnte.

    Ich stammen auch die meisten Komponenten von Ebay oder aliexpress.com – meine persönliche Erfahrung sagt mir das Arduino Pro Mini-Klone und der Rest der Komponenten in einer Situation, die so einfach wie diese funktionieren. Und kommen, musst du den Preisunterschied zugeben für ein Arduino Pro Mini von 1,25 $ auf Aliexpress, $9,95 auf Digikey/Sparkfun ganz erheblich ist. Vor allem wenn der gesamte Controller, kapazitive Sonde und Minipump, Komponenten und PCB Fab Outsourcing, inklusive Porto, sein können auf unter $9,20 , hatte mit Komponenten am Ende übrig! Zwar ist dies den Preis bekam ich für eine Menge von 40 – was mich auf weniger als 400 $ insgesamt. Näheres siehe "Hinweise zur Beschaffung von Komponenten spottbillig"

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