Arduino Soil Moisture Monitoring Stick - Ποτέ μην ξεχνάτε να ποτίζετε τα φυτά σας: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Ξεχνάτε συχνά να ποτίζετε τα φυτά εσωτερικού χώρου; Or μήπως τους δίνετε υπερβολική προσοχή και τα ποτίζετε;

Εάν το κάνετε, τότε θα πρέπει να φτιάξετε μόνοι σας ένα ραβδί παρακολούθησης της υγρασίας του εδάφους με μπαταρία. Αυτή η οθόνη χρησιμοποιεί έναν χωρητικό αισθητήρα υγρασίας του εδάφους και ένα 3.3V Arduino Pro Mini για να παρακολουθεί συνεχώς το επίπεδο υγρασίας του εδάφους και να σας ειδοποιεί όταν υπερβαίνετε ή χαμηλώνετε τα φυτά σας.

Δύο ποτενσιόμετρα στον πίνακα σας επιτρέπουν να ρυθμίσετε και να ορίσετε ένα σημείο ρύθμισης υψηλού και χαμηλού επιπέδου υγρασίας που ενεργοποιεί το αναβοσβήσιμο δύο LED για να σας ειδοποιήσει. Μπορείτε επίσης να προσθέσετε εύκολα έναν βομβητή στο κύκλωμα εάν θέλετε επίσης έναν ηχητικό συναγερμό.

Μπορείτε επίσης να πατήσετε ένα κουμπί για να εμφανίσετε την τρέχουσα ένδειξη υγρασίας και τα σημεία ρύθμισης υψηλού και χαμηλού επιπέδου στην ενσωματωμένη οθόνη OLED.

Με την τυπική ρύθμιση εδώ, η μονάδα διαρκεί περίπου 15-20 ημέρες με μία μόνο φόρτιση της μπαταρίας 18650 που την τροφοδοτεί. Αλλά, χρησιμοποιώντας δύο τεχνικές χαμηλής ισχύος, μπορεί να παραταθεί σε περίπου 50-60 ημέρες ανά φόρτιση.

Προμήθειες

Για να φτιάξετε ένα μόνιτορ υγρασίας του εδάφους, θα χρειαστείτε:

3.3V Arduino Pro Mini - Αγοράστε εδώ

Η έκδοση 5V μπορεί να χρησιμοποιηθεί με διαφορετική μπαταρία & αντιστάσεις LED 220Ω

• Προγραμματιστής USB - Αγοράστε εδώ
• Χωρητικός αισθητήρας υγρασίας εδάφους - Αγοράστε εδώ
• LED 3 x 5 mm (Κατά προτίμηση διαφορετικά χρώματα) - Αγοράστε εδώ
• Αντίσταση 10Κ - Αγοράστε εδώ
• 3 αντιστάσεις 100Ω - Αγοράστε εδώ
• 2 x 10K Trim Pots - Αγοράστε εδώ
• Tactile Pushbutton Switch - Αγοράστε εδώ
• Slide Power Switch - Αγοράστε εδώ
• Οθόνη OLED 128x32 I2C - Αγοράστε εδώ
• Καρφίτσες ανδρικών κεφαλίδων - Αγοράστε εδώ
• Γυναικείες καρφίτσες κεφαλίδας - Αγοράστε εδώ
• Καλώδιο κορδέλας - Αγοράστε εδώ

Για ενεργοποίηση της οθόνης

• Μπαταρία λιθίου 18650 3.7V - Αγοράστε εδώ
• 18650 Θήκη/Φορτιστής μπαταρίας - Αγοράστε εδώ

Βήμα 1: Συγκεντρώστε τα εξαρτήματά σας και παραγγείλετε τα PCB

Ξεκίνησα με το σχεδιασμό ενός κυκλώματος που θα μπορούσε να γίνει PCB και να τροφοδοτείται από μια μπαταρία ιόντων λιθίου 18650. Για το λόγο αυτό, επέλεξα την έκδοση 3.3V του Arduino και τη συγκεκριμένη χωρητική οθόνη υγρασίας του εδάφους που μπορεί να τροφοδοτηθεί από 3.3V ή 5V.

Μπορείτε να κατεβάσετε τα αρχεία PCB από το ιστολόγιό μου εάν θέλετε να παραγγείλετε το δικό σας.

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα 5V Arduino Pro Mini με τα ίδια εξαρτήματα, θα χρειαστεί μόνο να χρησιμοποιήσετε αντιστάσεις LED 220ohm αντί των 100ohm που χρησιμοποιούνται εδώ. Θα πρέπει επίσης να το τροφοδοτήσετε με μια μπαταρία και όχι με μια μπαταρία ιόντων λιθίου.

Μπορείτε επίσης να συναρμολογήσετε τα εξαρτήματα σε έναν πίνακα ψωμιού και στη συνέχεια να κάνετε ένα σύντομο καλώδιο στον αισθητήρα υγρασίας, αλλά το PCB το κάνει πιο συμπαγές και στιβαρό.

Παρήγγειλα τα PCB από το PCB Way που χρεώνουν μόνο 5 $ για 5 βασικά PCB έως 100x100mm. Κατασκευάστηκαν και αποστέλλονται πολύ γρήγορα και είναι επίσης εξαιρετικής ποιότητας.

Βήμα 2: Συναρμολογήστε τα PCB

Ξεκινήστε συνδέοντας τις καρφίτσες κεφαλίδας στο Arduino σας. Αυτός ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί τις ακίδες A4 και A5 για τη σύνδεση I2C με την οθόνη OLED, οπότε θα χρειαστεί να προσθέσετε και αυτές τις δύο ακίδες. Οι σανίδες συχνά δεν φέρουν καρφίτσες για αυτά τα δύο καθώς χωρίζονται από τις λωρίδες κατά μήκος των δύο πλευρών.

Συγκολλήστε όλα τα εξαρτήματα στη θέση τους στο PCB, προσέχοντας τον προσανατολισμό των LED και το απτικό κουμπί.

Για να συνδέσετε τον αισθητήρα υγρασίας στην πλακέτα σας, θα πρέπει να αφαιρέσετε το λευκό βύσμα στο τέλος και στη συνέχεια να κολλήσετε τρεις ακίδες κεφαλίδας στη σειρά οπών που βρίσκονται πιο κοντά στο άκρο του αισθητήρα. Χρησιμοποιήστε αυτές τις ακίδες για να κολλήσετε τον αισθητήρα απευθείας στο PCB σας.

Μόλις όλα τα εξαρτήματά σας συγκολληθούν στη θέση τους, κόψτε τυχόν προεξέχοντες πείρους από το πίσω μέρος του PCB.

Συγκολλήστε την πλακέτα φόρτισης μπαταριών ιόντων λιθίου στους ακροδέκτες τροφοδοσίας του PCB χρησιμοποιώντας ένα μικρό καλώδιο κορδέλας, έτσι ώστε η θήκη να μπορεί να κολληθεί στο πίσω μέρος του PCB.

Βήμα 3: Προγραμματίστε το Arduino σας

Για να προγραμματίσετε το Arduino Pro Mini, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον προγραμματιστή USB και να τον συνδέσετε στις αντίστοιχες ακίδες κεφαλίδας στο ξεμπλοκάρισμα PCB. Θυμηθείτε ότι το Tx στον προγραμματιστή πηγαίνει στο Rx στο Arduino και αντίστροφα. Επίσης, βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τη σωστή έξοδο τάσης από τον προγραμματιστή, 3.3V για το 3.3V Pro Mini και 5V για το 5V Pro Mini.

Μπορείτε να κατεβάσετε το σκίτσο από την ανάρτηση του ιστολογίου μου και να διαβάσετε μια λεπτομερή περιγραφή του τι κάνει κάθε τμήμα του κώδικα.

Βήμα 4: Βαθμονόμηση & Χρήση του αισθητήρα υγρασίας του εδάφους σας

Όταν ενεργοποιήσετε για πρώτη φορά την οθόνη, θα δείτε μια μικρή οθόνη εκτόξευσης στην οθόνη και η οθόνη θα απενεργοποιηθεί.

Μόλις απενεργοποιηθεί, μπορείτε να πατήσετε το κουμπί δίπλα στην οθόνη για να την ενεργοποιήσετε ξανά και να δείτε το πραγματικό μετρημένο επίπεδο υγρασίας καθώς και τα δύο σημεία ρύθμισης επιπέδου υγρασίας. Τα δύο σημεία ρύθμισης μπορούν να ρυθμιστούν περιστρέφοντας τα ποτενσιόμετρα χαμηλού και υψηλού επιπέδου. Υπάρχει κάποια λογική στον κώδικα που εμποδίζει τη ρύθμιση του χαμηλού σημείου ρύθμισης υψηλότερα από το υψηλό σημείο ρύθμισης και το υψηλότερο χαμηλότερο από το χαμηλό.

Πριν χρησιμοποιήσετε τον αισθητήρα, θα πρέπει να τον βαθμονομήσετε. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε τον προγραμματιστή USB για να εμφανίσετε τις τιμές ακατέργαστου αισθητήρα από τον αισθητήρα υγρασίας. Πάρτε μια στεγνή ένδειξη από τον αισθητήρα στον αέρα και στη συνέχεια βυθίστε το μέρος του αισθητήρα σε μια κανάτα με νερό για να λάβετε το μέγιστο επίπεδο υγρασίας. Βεβαιωθείτε ότι δεν βρέχετε κανένα από τα εξαρτήματα ενώ το κάνετε. Πάρτε αυτές τις μέγιστες και ελάχιστες τιμές και αντικαταστήστε τις στον κώδικα και η οθόνη σας είναι έτοιμη. Μπορείτε επίσης να προσθέσετε ένα μικρό περιθώριο στο μέγιστο και το ελάχιστο για να λάβετε υπόψη τις περιβαλλοντικές παραλλαγές.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η οθόνη διαρκεί περίπου 15-20 ημέρες με μία μόνο φόρτιση της μπαταρίας 18650. Έχω αναφέρει λεπτομερώς δύο τεχνικές στο ιστολόγιό μου που μπορείτε να εφαρμόσετε για να το βελτιώσετε περαιτέρω σε περίπου 50-60 ημέρες με μία μόνο χρέωση. Αυτές περιλαμβάνουν ουσιαστικά μόνο την τροφοδοσία του αισθητήρα υγρασίας όταν χρειάζεται να κάνετε μετρήσεις και την αφαίρεση της λυχνίας LED μικρής ισχύος στο Arduino. Μπορείτε επίσης να βελτιώσετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας λαμβάνοντας λιγότερο συχνά αναγνώσεις.

Πρόσθεσα επίσης μια ακρυλική πρόσοψη στην οθόνη μόλις ολοκληρωθεί για να προστατεύσει τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα

Έχετε δοκιμάσει να φτιάξετε τη δική σας συσκευή παρακολούθησης υγρασίας εδάφους; Ενημερώστε με στην ενότητα σχολίων!