Автополив для комнатных растений своими руками: как сделать систему автоматического полива цветов на Ардуино

В этой инструкции я расскажу вам, как собрать систему автоматического полива для комнатных растений своими руками. Её особенностью является то, что при сборке мы не будем использовать насос.

Преимущество использования системы автополива цветов заключается в том, что ваши растения даже не начинают подсыхать, а также вы не сможете переборщить с водой и перелить их. Влажности почвы держится на одном уровне, и вы тратите меньше воды.

Существует много разных систем полива, которые отлично работают, но в них всегда было кое-что такое, из-за чего я не хотел собирать их — в них использовался насос. Лично мне не нравятся насосы потому, что они дорого стоят и издают много шума. Я подготовил доску для рисования, чтобы проверить, смогу ли я разработать принципиально другую систему подачи воды.

Моя система использует микроконтроллер и датчик почвы для слежения за уровнем воды. Если почва начинает подсыхать, контроллер добавляет в неё небольшое количество воды.

Вместо использования шумного и дорогостоящего насоса мы будем использовать сервопривод, открывающий или пережимающий водную трубку. Это дешево и просто.

Содержание статьи

Шаг 1: Компоненты и инструмент

При сборке вам понадобятся следующие вещи.

Компоненты:

Ардуино
Датчик влажности почвы
Сервопривод (любой небольшой сервопривод подойдёт, даже небольшие приводы 9G, которые можно найти за копейки)
Водная трубка (если у вас нет её под рукой, то я покажу вам, как сделать её самостоятельно)
Стяжки для кабеля
Блок питания для Ардуино
Резервуар с водой (я приспособил коробку из-под молока)
Провода

Инструмент:

Пистолет с горячим клеем
Канцелярский нож
Моток пряжи
Плоскогубцы

Шаг 2: Делаем водную трубку

Этот шаг опционален и вы можете пропустить его, если у вас уже есть водная трубка.

В качестве водной трубки можно использовать внешнюю изоляцию кабеля питания. Чтобы подготовить трубку, нам нужно извлечь из него медные провода, не повредив при этом внешнюю изоляцию. Отрежьте кабель нужной длины — вам понадобится около 25 см.

Счистите часть изоляции на одном конце кабеля. Зажмите провода плоскогубцами и начните аккуратно их вытягивать. Для того чтобы сделать трубку более мягкой и податливой нужно вымочить её в горячей воде. Наполните контейнер по-настоящему горячей водой и выдержите в ней кабель в течение не менее 5 минут. Затем зажмите провода плоскогубцами и начните тянуть их. Не тяните слишком сильно, или провода могут порваться, сначала они будут выходить с трудом, но потом легко выйдут из изоляционного слоя кабеля. В конце у вас получится отличная водная трубка.

Шаг 3: Делаем источник воды

Показать еще 7 изображений

Давайте соберём рабочий резервуар для воды. Сначала проделайте несколько небольших надрезов на пробке вашей бутылки. Проденьте в них водную трубку и запечатайте прорезь горячим клеем. Для лучшего результата проклейте пробку с обеих сторон. Главное — не попасть клеем на резьбу крышки.

Я решил разрезать коробку из-под молока пополам для того, чтобы было удобнее наполнять её. Вы также можете просто прорезать пару отверстий в дне коробкибутылки, чтобы можно было её подвесить.

Закрутите крышку с водной трубкой и подвесьте резервуар. Вы должны повесить его на высоту, при которой конец трубки слегка болтается над цветочным горшком.

Шаг 4: Собираем электронику

В этом шаге мы создадим мозг нашего проекта и приведём систему к жизни. Соедините компоненты и микроконтроллер следующим образом:

Аналоговый выход 0 — пин датчика
Цифровой I/O 2 — «+» на датчике (этот пин настроен на питание датчика, нам не нужно макетных плат и можно соединить всё напрямую с Ардуино)
GND — GND на датчике
Цифровой I/O 3 — Оранжевый провод сервопривода
5V — Красный провод сервопривода
GND — Коричневый провод сервопривода

Теперь загрузите код. Я приложил файл со своей программой, но вы можете модифицировать её как захотите.

Файлы

autoWater.ino

Обратите внимание на строки 6 и 7 — они калибруют датчик для вашего растения. Просто поменяйте значения на те, которые подходят вам, когда почва сухая и влажная (но без переизбытка воды).

Шаг 5: Подготавливаем сервопривод

Вот где начинается самое интересное и где появляются различия между моим проектом и проектами, в которых используются насосы.

Когда вы получите сервопривод, с ним, скорее всего, будет поставляться пара дополненительных пластиковых деталей. Вы можете прикрепить любую из них, я использовал крест. Прикрепите деталь на место, закрепите сервопривод на поверхности чуть выше растения. Удостоверьтесь, что у сервопривода нет помех при вращении.

Сначала я прикрепил сервопривод на горячий клей, но потом заменил крепление двусторонним скотчем — так проще регулировать его положение.

При помощи стяжек для кабеля прикрепите водный кабель к вращающемуся элементу сервопривода. Проверьте, что трубка открыта, когда сервопривод находится в режиме полива. И, что самое главное, убедитесь, что трубка согнута и сжата, когда сервопривод находится в «сухом» режиме.

Шаг 6: Как всё работает

Итак, Ардуино следит за уровнем влажности в почве. Каждые 5 минут микроконтроллер делает 10 считываний данных с интервалом в 30 секунд. Эти данные используются для вычисления среднего значения для влажности почвы. Среднее значение рассчитывается для того, чтобы избавиться от огрехов при считывании показателей датчика.

Среднее значение сравнивается со значением, которое хранится в коде программы в строке 7. Если почва сухая. Ардуино опускает сервопривод, водная трубка разгибается и вода течёт в горшок.

Теперь программа считывает показатели влажности почвы каждые 20 миллисекунд и проверяет, что почва увлажнилась. Вы можете поменять параметр влажности в строке 6. Как только почва станет влажной, Ардуино повернёт сервопривод обратно, водная трубка сожмётся и это прекратит поток воды.

Программа перезапустит пятиминутный интервал считывания, и растение не будет поливаться до тех пор, пока почва не высохнет.