スマート灌漑コントローラー

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このプロジェクトについて

Arduinoでスマート灌漑コントローラーを作成する

動的な水循環で庭をインテリジェントに灌漑します。雨が降っている場合、または最後の水やり以降に雨が降った場合は、庭への水やりをやめてください。光センサーを使用して日の出時刻を検出し、それに応じて水の開始時刻を自動的に調整します。寒すぎる場合は、庭に水をやるのをやめてください。

機能リスト

• 外気温センサー
• 外部雨センサー
• 外光センサー
• 毎週のスケジュール設定用の電池式リアルタイムクロック
• 不揮発性ストレージ-電力損失のために散水を失うことはありません
• 日の出の検出
• スマートな散水は水道代を節約します
• 適切な浸漬時間を確保するために、日の出前に水をまきます
• 外が寒すぎるときは水やりをやめてください
• 真菌の増殖を抑える
• 簡単なスケジュール管理

スマート灌漑コントローラーを構築するために必要な部品

• IOエキスパンダー
• x21-I2Cに配線します。
• 1-Wireジャンクション
• 光コネクタ
• スプリッター
• ArduinoNano。
• 4チャンネルDC5Vリレー。
• TSL2561光センサー。
• DS18B20防水温度センサー。
• 光学式赤外線水位センサー。
• DS3231 AT24C32IIC高精度リアルタイムクロック。
• I2C SSD1306 OLED128x64ディスプレイ。
• 200x120x75mmの透明な防水プラスチックエンクロージャ。
• 100x68x50mmの透明な防水プラスチックエンクロージャ。
• ip68pg7防水ナイロンケーブルグランド。
• ip68pg11防水ナイロンケーブルグランド。
• RJ11キーストーンネジ留め式端子ジャック。
• 50フィート4C4PRJ11ワイヤー。
• 6フィート4C4PRJ11ワイヤー。
• 2.54mmヘッダーワイヤー。
• x22ピンSPSTモーメンタリプッシュボタンマイクロスイッチ
• 12VDC1Aウォールアダプター電源。

配線図

OLEDディスプレイ

メニューボタンを押してメニューを表示し、ボタンを押し続けるとすべてのメニューオプションが切り替わります。メニューは、30秒間操作がないと自動的に削除されます。選択ボタンを押して、目的のメニュー機能を実行します。

では、なぜIOエキスパンダーを使用するのですか？

• 設計が簡単
• 既製の部品
• 書き込む1-Wireドライバーはありません
• 書き込むDS3231RTCドライバーはありません
• 書き込むEEPROMドライバーがありません
• 書き込むOLEDディスプレイドライバーはありません
• Arduinoコードスペースを取るための表示フォントはありません
• 書き込む温度センサードライバーがありません
• 書き込み用の光学式雨センサー乾燥機はありません
• Arduinoのコードスペースを節約します。わずか12710バイト（39％）
• コードを書くのにたった3日
• 標準のRJ11電話ケーブルを使用して簡単に配線できます
• センサーケーブルの長さの問題はありません
• 同様の商用システムよりも構築が安価
• 個々の要件に合わせて簡単に変更できます
• 単一電源

システムを構築する

ArduinoNanoをIOExpanderに接続し、次のコードでプログラムします。 6ピンヘッダーはソフトウェアのシリアルデバッグポートであり、最終的なインストールでは必要ありません。

ONEWIRE_TO_I2C_ROM1およびONEWIRE-TO_I2C_ROM2で定義されたアドレスを、1-WireからI2Cアドレスに一致するように変更してください。

  / * IOエキスパンダースケッチの最適化
 * 
 * Irrigation System v1.1 
 * 
 * / 
 
 #include 
 #include  //ファイルの場所\ Program Files（x86）\ Arduino \ hardware \ tools \ avr \ avr \ include \ time.h 
 #include  
 #include  
 #include  
 #include "IOExpander.h" 
 
 #define FAHRENHEIT 
 #define INIT_BOARD "g5w1; g11w1; g11d0,75; g12w1; g12d0,75; rsf" 
 #define ONEWIRE_TO_I2C_ROM1 "i4scc" 
 #define ONEWIRE_TO_I2C_ROM2 "i6s8f" "t6s0300" 
 #define RTC_SENSOR "s4te" 
 #define I2C_EEPROM "s4tf" 
 #define I2C_OLED "s4t10" 
 #define I2C_LIGHT "s3t9; sc0" 
＃ define OPTICAL_SENSOR "g5a" 
 #define BUTTON1 "g11d" 
 #define BUTTON2 "g12d" 
 
 #define WATER_TIME_BEFORE_SUNRISE 60 
 #define SUNRISE_LUX 100 
＃ d efine RAIN_DETECT_LEVEL 4.0 
 #define DO_NOT_WATER_TEMP 4.4444 // 40F 
 
 #define MAX_ZONES 4 
 
 #define HOUR_IN_DAY 24L 
 #define MIN_IN_HOUR 60L 
 #define SEC_IN_MIN 60L 
 #define SEC_IN_HOUR（MIN_IN_HOUR * SEC_IN_MIN）
 #define SEC_IN_DAY（HOUR_IN_DAY * SEC_IN_HOUR）
 #define DAYS_IN_WEEK 7 
 #define SEC_IN_ /> 
 #define SUN 0x01 
 #define MON 0x02 
 #define TUE 0x04 
 #define WED 0x08 
 #define THR 0x10 
 #define FRI 0x20 
 #define SAT 0x40 
 #define EVERYDAY（SUN | MON |火|水曜日| THR | FRI | SAT）
 
 #define SUNRISE 0x80 
 
 #define MENU_OPTIONS 9 
 #define MENU_TIME 30 
 
 #define OFF 0 
 #define ON 1 
 
 #define STATE_ON_OFF 0x01 
 
 //＃define SERIAL_DEBUG 
 
 #ifdef SERIAL_DEBUG 
 SoftwareSerial swSerial（8,7 ）; 
 #endif 
 
 char weekday [] [4] ={"SUN"、 "MON"、 "TUE"、 "WED"、 "THU"、 "FRI"、 " SAT "}; 
 
 char menu [] [13] ={" Next "、
" Water "、
" Reset "、
" Clock Min + " 、
 "Clock Min-"、
 "Clock Hour +"、
 "Clock Hour-"、
 "Sunrise"、
 "ON / OFF"}; 
 
 enum {
 MENU_NEXT、
 MENU_WATER、
 MENU_RESET、
 MENU_CLOCK_MIN_PLUS、
 MENU_CLOCK_MIN_MINUS、
 MENU_CLOCK_HOUR_PLUS、
 MENU_CLOCK_HOUR_MINUS、
 MENU_SUNRISE、 
 MENU_ON_OFF 
}; 
 
 typedef struct {
 char description [16]; 
 uint8_t relay; 
} ZONE; 
 
 typedef struct {
 uint8_t zone; 
 uint8_t days; 
 int8_t hour; 
 int8_t min; 
 uint8_t duration; 
}スケジュール; 
 
 typedef struct {
 time_t sunrise_time; 
 time_t last_water_time; 
 uint8_t water_schedule; 
 uint8_t water_duration; 
 uint8_t rain [MAX_ZONES]; 
 uint8_t state; 
 uint8_t crc; 
} NVRAM; 
 
 enum {
 ZONE1、
 ZONE2、
 ZONE3、
 ZONE4 
}; 
 
 enum {
 RELAY1 =1、
 RELAY2、
 RELAY3、
 RELAY4 
}; 
 
 ZONE zone [] ={
 {"Front Right"、RELAY1}、
 {"Front Left"、RELAY2}、
 {"Bushes"、RELAY3} 、
 {"Left Side"、RELAY4}、
}; 
 
 SCHEDULE schedule [] ={
 {ZONE1、SUNRISE | EVERYDAY、-1、0、4}、
 {ZONE2、EVERYDAY、6、15、5}、
 {ZONE3、EVERYDAY、6、0、10}、
 {ZONE4、EVERYDAY 、6、10、6}、
}; 
 
 NVRAM nvram; 
 bool update_nvram =false; 
 
 uint8_t crc8（uint8_t * data、uint16_t長さ）
 {
 uint8_t crc =0; 
 
 while（length-）{
 crc =_crc8_ccitt_update（crc、* data ++）; 
} 
 return crc; 
} 
 
 int led =13; 
 bool init_oled =true; 
 bool update_oled =true; 
 bool init_board =true; 
 
 #ifdef FAHRENHEIT 
 #define C2F（temp）CelsiusToFahrenheit（temp）
 float CelsiusToFahrenheit（float celsius）
 {
 return（（celsius * 9）/ 5）+ 32; 
} 
 #else 
 #define C2F（temp）（temp）
 #endif 
 
 void SerialPrint（ const char * str、float decimal、char error）
 {
 Serial.print（str）; 
 if（error）Serial.print（F（ "NA"））; 
 else Serial.print（decimal、1）; 
} 
 
 time_t NextScheduleT ime（time_t last_time、uint8_t * next_schedule）
 {
 time_t next_time =-1; 
 time_t clk_time; 
 uint8_t i; 
 tm clk; 
 uint8_t wday; 
 
 for（i =0; i  if（schedule [i] .days＆SUNRISE）{
 clk_time =nvram.sunrise_time; 
 clk_time + =schedule [i] .hour * SEC_IN_HOUR; 
 clk_time + =schedule [i] .min * SEC_IN_MIN; 
 localtime_r（＆clk_time、＆clk）; 
} 
 else {
 localtime_r（＆last_time、＆clk）; 
 clk。 tm_hour =schedule [i] .hour; 
 clk.tm_min =schedule [i] .min; 
 clk.tm_sec =0; 
 clk_time =mktime（＆clk）; 
} 
 wday =clk.tm_wday; 
 while（clk_time <=last_time ||！（schedule [i] .days＆（1 < {
 clk_time + =SEC_IN_DAY; 
 if（++ wday> SATURDAY）wday =SUNDAY; 
 if（wday ==clk.tm_wday）break; // 1週間のみチェック
} 
 if（clk_time  next_time =clk_time; 
 * next_schedule =i; 
} 
} 
 return next_time; 
} 
 
 void StartScheduleTime（time_t start_time、uint8_t start_schedule）
 {
 uint8_t i; 
 
 nvram。 last_water_time =start_time; 
 nvram.water_schedule =start_schedule; 
 nvram.water_duration =schedule [start_schedule] .duration + 1; 
 update_nvram =true; 
 //雨が降ったかどうかを確認
 i =schedule [start_schedule] .zone; 
 if（i  0）{
 if（nvram.rain [i]> nvram.water_duration）nvram .water_duration =0; 
 else nvram.water_duration- =nvram.rain [i]; 
 nvram.rain [i] =0; 
} 
} 
 
 void WaterScheduleTime（void）
 {
 uint8_t i; 
 
 nvram.water_duration--; 
 update_nvram =true; 
 i =スケジュール[ nvram.water_schedule] .zone; 
 if（i  Serial.print （ "r"）; 
 Serial.print（zone [i] .relay）; 
 if（nvram.water_duration> 0）Serial.println（ "o"）; 
 elseSerial。 println（ "f"）; 
 SerialReadUntilDone（）; 
} 
} 
 
 void setup（）{
 Serial.begin（115200）; 
 #ifdef SERIAL_DEBUG 
 swSerial.begin（115200）; 
 #endif 
 pinMode（led、OUTPUT）; 
 // delay（1000）; 
 wdt_enable （WDTO_8S）; 
} 
 
 void loop（）{
 static tm rtc; 
 tm clk、sunrise_clk; 
 time_t rtc_time; 
 time_t clk_time; 
 static time_t next_time; 
 static uint8_t last_sec; 
 static uint8_t last_min; 
 bool error_rtc; 
 bool error_light; 
 bool error_temp; 
 static long lux =0; 
 static float temp、rain; 
 static uint8_t sunrise_counter =MIN_IN_HOUR; 
 static bool check_sunrise =false; 
 uint8_t i; 
 static bool read_nvram =true; 
 static time_t water_time; 
 static uint8_t water_schedule; 
 uint8_t sz; 
 uin t8_t wday; 
 long n; 
 bool button1、button2; 
 static int8_t menu_select =-1; 
 static time_t menu_time =0; 
 
シリアル。 println（）; 
 if（SerialReadUntilDone（））{
 if（init_board）{
 SerialCmdDone（INIT_BOARD）; 
 init_board =false; 
} 
 
 if（init_oled）{
 if（SerialCmdNoError（ONEWIRE_TO_I2C_ROM1））{
 SerialCmdDone（I2C_OLED "; si; sc; sd"）; 
 init_oled =false; 
 } 
} 
 
 if（SerialCmdDone（RTC_SENSOR））{
 error_rtc =！SerialReadTime（＆rtc）; 
 if（！error_rtc）{
 clk =rtc; // mktime（）はstructtmを変更できます
 rtc_time =mktime（＆clk）; 
 localtime_r（＆rtc_time、＆rtc）; // wdayを取得します。
} 
 
 if（read_nvram）{
 if（SerialCmdNoError（I2C_EEPROM））{
 SerialReadEEPROM（（uint8_t *）＆nvram、0、sizeof （nvram））; 
 if（nvram.crc！=crc8（（uint8_t *）＆nvram、sizeof（nvram）-sizeof（uint8_t）））{
 //swSerial.println("CRC8失敗！ "）; 
 // nvramを初期化します
 memset（＆nvram、0、sizeof（nvram））; 
 clk =rtc; 
 clk.tm_hour =6; 
 clk .tm_min =0; 
 clk.tm_sec =0; 
 nvram.sunrise_time =mktime（＆clk）; 
 if（nvram.sunrise_time  update_nvram =true; 
} 
 //最後の水時間を1週間以上確認します
 if（rtc_time --nvram.last_water_time> SEC_IN_WEEK）nvram.last_water_time =rtc_time --SEC_IN_WEEK; 
 //日の出時刻を確認します
 if（rtc_time> nvram.sunrise_time）{
 localtime_r（＆nvram.sunrise_time、＆sunrise_clk）; 
 clk =rtc; 
 clk.tm_hour =sunrise_clk.tm_hour; 
 clk.tm_min =sunrise_clk.tm_min; 
 clk.tm_sec =sunrise_clk.tm_sec; 
 nvram.sunrise_time =mktime（＆clk）; 
 if（nvram.sunrise_time } 
 if（nvram.water_duration） {
 nvram.water_duration ++; 
 water_time =nvram.last_water_time; 
} 
 else {
 clk_time =（nvram.last_water_time）？ nvram.last_water_time：rtc_time; 
 water_time =NextScheduleTime（clk_time、＆water_schedule）; 
} 
 read_nvram =false; 
} 
} 
} 
 
 //毎分1回だけ処理します
 if（rtc.tm_min！=last_min）
 {
 // 1-Wire温度測定を要求します。後で読んでください。
 error_temp =！SerialCmdNoError（ONEWIRE_TEMPERATURE）; 
 if（！error_temp）SerialCmdDone（ "tt"）; 
 
 error_light =！SerialCmdNoError（ONEWIRE_TO_I2C_ROM2 "; oo0" ）; 
 if（！error_light）{
 SerialCmdDone（I2C_LIGHT）; //オーバードライブを使用しない
 SerialCmd（ "sr"）; 
 SerialReadInt（＆lux）; 
 SerialReadUntilDone（）; 
} 
 
 if（SerialCmd （OPTICAL_SENSOR））{
 SerialReadFloat（＆rain）; 
 SerialReadUntilDone（）; 
} 
 
 error_temp =！SerialCmdNoError（ONEWIRE_TEMPERATURE）; 
 if（！ error_temp）{
 SerialCmd（ "tr"）; 
 SerialReadFloat（＆temp）; 
 SerialReadUntilDone（）; 
} 
 
 //日の出ですか？ 
 if（lux  if（sunrise_counter> 0）sunrise_counter--; 
 else check_sunrise =true; 
} 
 else {
 if （sunrise_counter  sunrise_counter ++; 
 if（check_sunrise &&sunrise_counter ==MIN_IN_HOUR）{
 nvram.sunrise_time =rtc_time +（SEC_IN_DAY --SEC_IN_HOUR）; 
 
 update_nvram =true; 
} 
} 
} 
 
 //雨が降っていますか？
 if（rain <=RAIN_DETECT_LEVEL）{
 for（i =0; i  if（nvram.rain [i] <-1）nvram.rain [i] ++; 
} 
 update_nvram =true; 
} 
 
 //スケジュールを確認
 if（menu_select ==-1 &&！nvram.water_duration）{
 while（water_time +（schedule [water_schedule] .duration * SEC_IN_MIN） water_time =NextScheduleTime（water_time、＆water_schedule）; 
} 
 if（water_time <=rtc_time）{
 StartScheduleTime（water_time、water_schedule）; 
 if（temp <=DO_NOT_WATER_TEMP | | nvram.state＆STATE_ON_OFF ==OFF）
 nvram.water_duration =0; 
} 
} 
 
 //水をやる必要がありますか？
 if（nvram.water_duration）{
 WaterScheduleTime（）; 
 if（！nvram.water_duration）
 water_time =NextScheduleTime（water_time、＆water_schedule）; 
} 
 
 last_min =rtc.tm_min; 
 update_oled =true; 
} 
 
 //ボタンをチェック
 button1 =SerialReadButton（BUTTON1）; 
 if（button1）{
 if（menu_select ==-1）menu_select =0; 
 else {
 if（++ menu_select> =MENU_OPTIONS）
 menu_select =0; 
} 
 menu_time =rtc_time; 
 update_oled =true; 
} 
 if（ menu_select> =0）{
 button2 =SerialReadButton（BUTTON2）; 
 if（button2）{
 clk_time =rtc_time; 
 switch（menu_select）{
 case MENU_NEXT： 
 case MENU_RESET：
 if（nvram.water_duration）{
 nvram.water_duration =1; 
 WaterScheduleTime（）; 
} 
 water_time =NextScheduleTime（（ menu_select ==MENU_NEXT）？ water_time：rtc_time、＆water_schedule）; 
 break; 
 case MENU_WATER：
 StartScheduleTime（water_time、water_schedule）; 
 WaterScheduleTime（）; 
 break; 
 case MENU_CLOCK_MIN_PLUS：
 clk_time + =SEC_IN_MIN; 
 break; 
 case MENU_CLOCK_MIN_MINUS：
 clk_time- =SEC_IN_MIN; 
 break; 
 case MENU_CLOCK_HOUR_PLUS：
 clk_time + =SEC_IN_HOUR; 
 break; 
 case MENU_CLOCK_HOUR_MINUS：
 clk_time- =SEC_IN_HOUR; 
 break; 
 case MENU_ON_OFF：
 nvram.state ^ =STATE_ON_OFF; 
 update_nvram =true; 
 break; 
} 
 if（clk_time！=rtc_time）{
 if（SerialCmdDone（RTC_SENSOR））{
 localtime_r（ ＆clk_time、＆clk）; 
 SerialWriteTime（＆clk）; 
 rtc_time =clk_time; 
} 
} 
 menu_time =rtc_time; 
 update_oled =true; 
} 
} 
 if（menu_select> =0 &&rtc_time --menu_time> MENU_TIME）{
 menu_select =-1; 
 update_oled =true; 
} 
 
 if（update_oled）{
 if（SerialCmdNoError （ONEWIRE_TO_I2C_ROM1））{
 Serial.print（ "st10; so1; sc; sf0; sa0; sd0,0、\" "）; 
 if（nvram.water_duration）Serial.print（nvram.water_duration ）; 
 else {
 if（（nvram.state＆STATE_ON_OFF）==OFF）Serial.print（ "OFF"）; 
 else if（rain <=RAIN_DETECT_LEVEL）Serial.print（ "Rain"）; 
 else if（temp <=DO_NOT_WATER_TEMP）Serial.print（ "Cold"）; 
 else Serial.print（ "v1.1"）; 
} 
 Serial.print（ "\"; sf2; sa1; sd75,0、\ ""）; 
 if（menu_select ==7）{//日の出
 clk_time =nvram.sunrise_time; 
 localtime_r（＆clk_time、＆clk）; 
} 
 else clk =rtc; 
 Serial.print（clk.tm_hour-（（clk.tm_hour> 12）？12：0））; 
 Serial.print（ " ： "）; 
 if（clk.tm_min <10）Serial.print（" 0 "）; 
 Serial.print（clk.tm_min）; 
 Serial.println（" \ "" ）; 
 SerialReadUntilDone（）; 
 
 Serial.print（ "sf1; sa0; sd79,8、\" "）; 
 Serial.print（（clk.tm_hour> 12 ）？ "PM"： "AM"）; 
 Serial.print（ "\"; sf0; sa1; sd127,1、\ ""）; 
 Serial.print（weekday [clk.tm_wday] ）; 
 Serial.print（ "\"; sd127,13、\ ""）; 
 Serial.print（clk.tm_mon + 1）; 
 Serial.print（ "/"）; 
 Serial.print（clk.tm_mday）; 
 Serial.println（ "\" "）; 
 SerialReadUntilDone（）; 
 
 Serial.print（" sf0; sa0; sd1,36、\ ""）; 
 i =schedule [water_schedule] .zone; 
 if（i  localtime_r（＆water_time、＆clk）; 
 if（water_time --rtc_time> SE C_IN_DAY）{
 Serial.print（ "\"; sa1; sd126,36、\ ""）; 
 Serial.print（clk.tm_mon + 1）; 
 Serial.print（ " / "）; 
 Serial.print（clk.tm_mday）; 
 Serial.print（" "）; 
 Serial.print（clk.tm_hour-（（clk.tm_hour> 12）？ 12：0））; 
 Serial.print（ "："）; 
 if（clk.tm_min <10）Serial.print（ "0"）; 
 Serial.print（clk。 tm_min）; 
 Serial.print（ ""）; 
} 
 else {
 Serial.print（ "\"; sf1; sa1; sd111,30、\ ""）; 
 Serial.print（clk.tm_hour-（（clk.tm_hour> 12）？12：0））; 
 Serial.print（ "："）; 
 if（clk.tm_min <10）Serial.print（ "0"）; 
 Serial.print（clk.tm_min）; 
 Serial.print（ "\"; sf0; sd126,36、\ ""）; 
} 
 Serial.print（（clk.tm_hour> 12）？ "PM"： "AM"）; 
 if（nvram.water_duration）Serial.print（ "\"; so2; sc0、 29,128,19 "）; 
 Serial.println（）; 
 SerialReadUntilDone（）; 
 
 if（menu_select ==-1）{
 //Serial.print（ "\"; sa0; sd0,52、\ ""）; 
 //Serial.print（ rain）; 
 SerialPrint（ "\"; so1; sa2; sd63,52、\ ""、C2F（temp）、error_temp）; 
 if（！error_temp）Serial.print（ "\"、 248、\ "" 
 #ifdef FAHRENHEIT 
 "F" 
 #else 
 "C" 
 #endif 
）; 
シリアル。 print（ "/"）; 
 Serial.print（lux）; 
} 
 else {
 Serial.print（ "\"; so0; sc0,51,128,14; sf0; sa2; sd63,52、\ ""）; 
 if（menu_select ==MENU_ON_OFF）{
 Serial.print（（nvram.state＆STATE_ON_OFF）？ "OFF"： "ON"）; 
} 
 else Serial.print（menu [menu_select]）; 
} 
 Serial.println（ "\"; sd "）; 
 SerialReadUntilDone（）; 
 update_oled =false; 
} 
 else init_oled =true; 
} 
 
 if（update_nvram）{
 if（SerialCmdNoError（I2C_EEPROM））{
 nvram.crc =crc8（（uint8_t *）＆nvram、sizeof（nvram）-sizeof（uint8_t））; 
 //swSerial.println(nvram.crc 、HEX）; 
 SerialWriteEEPROM（（uint8_t *）＆nvram、0、sizeof（nvram））; 
 update_nvram =false; 
} 
} 
 
 delay（50）; 
} 
 else {
 digitalWrite（led、HIGH）; 
 delay（500）; 
 digitalWrite（led、LOW）; 
 delay（500）; 
 init_board =true; 
 init_oled =true; 
} 
 wdt_reset（）; 
}  

注： USBポートを使用してArduinoNanoをプログラムする場合は、IO Expanderから切断する必要があります。これは、同じ単一のシリアルポートも使用しているためです。代わりに、デバッグする場合は、ICSPポートを使用してATmega328Pをプログラムします。ソフトウェアデバッグポートを有効にするには、SERIAL_DEBUG定義のコメントを解除します。

スプリッタは、最初に光赤外線センサーデータラインを1-Wireリモートセンサーラインから分離するように構成する必要があります。 R2のゼロオーム0603抵抗器にはんだ付けします。

PG7およびPG11の右側にある、小さいエンクロージャーに7/16 "の穴を開け、大きいエンクロージャーに11/16"の穴を開けます。ドレメルツールを使用して、グランドがぴったり合うまで穴を少し拡大します。 PG7は、リモートセンサーとPG11を12VDC、24VAC、マニホールドワイヤー、およびRJ11リモートセンサーワイヤーに供給します。

SPSTモーメンタリプッシュボタンマイクロスイッチを配線し、RJ11ネジ留め式端子に接続します。熱収縮チューブを使用して接点を絶縁します。

すべてのワイヤーを接続し、すべての部品を組み立て/フィードして大きなエンクロージャーに入れます。リモートセンサー用の50フィートのRJ11ワイヤーは、PG11グランドを切断せずにぴったりとはまるはずです。

光学赤外線水センサー用に小さなエンクロージャーの上面に9/16 "の穴を開けます。ドレメルツールを使用して、センサーが収まるまで穴を少し拡大します。小さなリモートセンサーエンクロージャーはぴったりとはまりますが、中身がRJ11ワイヤーをできるだけ短くすると、すべてを小さなエンクロージャーに詰め込むのに役立ちます。組み立てたら、ナットをねじ込む前に、グランドナットウォッシャーにマリングルーを追加することをお勧めします。より良いシールを作成します。

リモートセンサーエンクロージャーを屋外に設置し、光学赤外線水センサーと光センサーを障害物なしで空に向けて、家の東側に持ち上げて取り付けます。

大きなエンクロージャーの上部中央下部に1/4 "の穴を開け、ボタンを取り付けます。ボタンが収まるまで、ドレメルツールを使用して穴を少し拡大します。

システムをテストし、すべてが正しく動作していることを確認します。リレーとセンサーをテストするには、ArduinoをIO Expanderから切断し、コンピューターに直接接続して手動で制御します。すべてが動作していることを確認したら、両面テープとパッキングフォームを使用してすべての部品をエンクロージャに組み立て、ボードを固定し、スマート灌漑コントローラーの利点と節約を享受します。

動作中のビデオ

2019年9月12日更新

システムが数日間電源を失った場合の起動の問題を修正したv1.1をリリースしました。

2019年10月2日更新

1-WireをI2C、DS3231、次にSSD1306 OLED画面に接続すると、下の丸で囲んだ画像に示すように、SDAラインとSCLラインに合計3つの異なるプルアップがあります。これにより、効果的に4.7k / 3 =1.56kのプルアップが発生し、強すぎて画面がランダムに破損する可能性があります。

DS3231は他のラインで使用されている抵抗パックを使用しているため、他のプルアップ抵抗を取り外します。

• 1-I2CR3およびR4に配線します。
• SSD1306 OLEDR6およびR7。

コード

• スマート灌漑コントローラー

スマート灌漑コントローラー C / C ++

 / * IOエキスパンダースケッチの最適化** Irrigation System v1.1 * * /＃include  #include  //ファイルの場所\ Programファイル（x86）\ Arduino \ hardware \ tools \ avr \ avr \ include \ time.h＃include  #include  #include  #include "IOExpander。 h "＃define FAHRENHEIT＃define INIT_BOARD" g5w1; g11w1; g11d0,75; g12w1; g12d0,75; rsf "#define ONEWIRE_TO_I2C_ROM1" i4scc "#define ONEWIRE_TO_I2C_ROM2" i6s8f "#define define I2C_EEPROM "s4tf" #define I2C_OLED "s4t10" #define I2C_LIGHT "s3t9; sc0" #define OPTICAL_SENSOR "g5a" #define BUTTON1 "g11d" #define BUTTON2 "g12d" #define WATER_TIME_BEFORE_SU定義DO_NOT_WATER_TEMP4.4444 // 40F＃define MAX_ZONES 4＃define HOUR_IN_DAY 24L＃define MIN_IN_HOUR 60L＃define SEC_IN_MIN 60L＃define SEC_IN_HOUR（MIN_IN_HOUR * SEC_IN_MIN）#define SEC_IN_DAY（HOUR_IN_DAY * SEC_IN_HOUR）#define DAYS_IN_WEEK TUE 0x04＃define WED 0x08＃define THR 0x10＃define FRI 0x20＃define SAT 0x40＃define EVERYDAY（SUN | MON |火|水曜日| THR | FRI | SAT）#define SUNRISE 0x80＃define MENU_OPTIONS 9＃define MENU_TIME 30＃define OFF 0＃define ON 1＃define STATE_ON_OFF 0x01 //＃define SERIAL_DEBUG＃ifdef SERIAL_DEBUGSoftwareSerial swSerial（8,7）;＃endifchar weekday [] [4] ={"SUN"、 "MON"、 "TUE"、 "WED"、 "THU"、 "FRI"、 "SAT"}; char menu [] [13] ={"Next"、 "Water"、 "Reset" 、 "Clock Min +"、 "Clock Min-"、 "Clock Hour +"、 "Clock Hour-"、 "Sunrise"、 "ON / OFF"}; enum {MENU_NEXT、MENU_WATER、MENU_RESET、MENU_CLOCK_MIN_PLUS、MENU_CLOCK_MIN_MINUS、MENU_CLOCK_HOUR_PLUS、 MENU_CLOCK_HOUR_MINUS、MENU_SUNRISE、MENU_ON_OFF}; typedef struct {char description [16]; uint8_tリレー;} ZONE; typedef struct {uint8_tゾーン; uint8_t日; int8_t時間; int8_t min; uint8_t duration;} SCHEDULE; typedef struct {time_t sunrise_time; time_t last_water_time; uint8_t water_schedule; uint8_t water_duration; uint8_t rain [MAX_ZONES]; uint8_t状態; uint8_t crc;} NVRAM; enum {ZONE1、ZONE2、ZONE3、ZONE4}; enum {RELAY1 =1、RELAY2、RELAY3、RELAY4}; ZONE zone [] ={{"Front Right"、RELAY1}、{"Front Left" 、RELAY2}、{"ブッシュ"、RELAY3}、{"左側"、RELAY4}、};スケジュールスケジュール[] ={{ゾーン1、サンライズ| EVERYDAY、-1、0、4}、{ZONE2、EVERYDAY、6、15、5}、{ZONE3、EVERYDAY、6、0、10}、{ZONE4、EVERYDAY、6、10、6}、}; NVRAM nvram; bool update_nvram =false; uint8_t crc8（uint8_t * data、uint16_t length）{uint8_t crc =0; while（length-）{crc =_crc8_ccitt_update（crc、* data ++）; } return crc;} int led =13; bool init_oled =true; bool update_oled =true; bool init_board =true; ＃ifdef FAHRENHEIT＃define C2F（temp）CelsiusToFahrenheit（temp）float CelsiusToFahrenheit（float celsius）{return（（celsius 9）/ 5）+ 32;}＃else＃define C2F（temp）（temp）#endifvoid SerialPrint（const char * str、float decimal、char error）{Serial.print（str）; if（エラー）Serial.print（F（ "NA"））; else Serial.print（decimal、1）;} time_t NextScheduleTime（time_t last_time、uint8_t * next_schedule）{time_t next_time =-1; time_t clk_time; uint8_t i; tm clk; uint8_t wday; for（i =0; i  SATURDAY）wday =SUNDAY; if（wday ==clk.tm_wday）break; // 1週間だけチェックします} if（clk_time  0）{if（nvram.rain [i]> nvram.water_duration）nvram.water_duration =0;それ以外の場合、nvram.water_duration- =nvram.rain [i]; nvram.rain [i] =0; }} void WaterScheduleTime（void）{uint8_t i; nvram.water_duration--; update_nvram =true; i =schedule [nvram.water_schedule] .zone; if（i  0）Serial.println（ "o"）; else Serial.println（ "f"）; SerialReadUntilDone（）; }} void setup（）{Serial.begin（115200）; #ifdef SERIAL_DEBUG swSerial.begin（115200）; #endif pinMode（led、OUTPUT）; // delay（1000）; wdt_enable（WDTO_8S）;} void loop（）{static tm rtc; tm clk、sunrise_clk; time_t rtc_time; time_t clk_time; static time_t next_time; static uint8_t last_sec; static uint8_t last_min; bool error_rtc; bool error_light; bool error_temp; static long lux =0;静的フロート温度、雨; static uint8_t sunrise_counter =MIN_IN_HOUR; static bool check_sunrise =false; uint8_t i; static bool read_nvram =true; static time_t water_time; static uint8_t water_schedule; uint8_t sz; uint8_t wday;長いn; bool button1、button2; static int8_t menu_select =-1; static time_t menu_time =0; Serial.println（）; if（SerialReadUntilDone（））{if（init_board）{SerialCmdDone（INIT_BOARD）; init_board =false; } if（init_oled）{if（SerialCmdNoError（ONEWIRE_TO_I2C_ROM1））{SerialCmdDone（I2C_OLED "; si; sc; sd"）; init_oled =false; }} if（SerialCmdDone（RTC_SENSOR））{error_rtc =！SerialReadTime（＆rtc）; if（！error_rtc）{clk =rtc; // mktime（）はstruct tm rtc_time =mktime（＆clk）;を変更できますlocaltime_r（＆rtc_time、＆rtc）; // wdayを取得します。 } if（read_nvram）{if（SerialCmdNoError（I2C_EEPROM））{SerialReadEEPROM（（uint8_t *）＆nvram、0、sizeof（nvram））; if（nvram.crc！=crc8（（uint8_t *）＆nvram、sizeof（nvram）-sizeof（uint8_t）））{// swSerial.println（ "CRC8 Failure！"）; // nvram memset（＆nvram、0、sizeof（nvram））;を初期化しますclk =rtc; clk.tm_hour =6; clk.tm_min =0; clk.tm_sec =0; nvram.sunrise_time =mktime（＆clk）; if（nvram.sunrise_time  SEC_IN_WEEK）nvram.last_water_time =rtc_time --SEC_IN_WEEK; //日の出時刻を確認if（rtc_time> nvram.sunrise_time）{localtime_r（＆nvram.sunrise_time、＆sunrise_clk）; clk =rtc; clk.tm_hour =sunrise_clk.tm_hour; clk.tm_min =sunrise_clk.tm_min; clk.tm_sec =sunrise_clk.tm_sec; nvram.sunrise_time =mktime（＆clk）; if（nvram.sunrise_time  0）sunrise_counter--;それ以外の場合、check_sunrise =true; } else {if（sunrise_counter  =MENU_OPTIONS）menu_select =0; } menu_time =rtc_time; update_oled =true; } if（menu_select> =0）{button2 =SerialReadButton（BUTTON2）; if（button2）{clk_time =rtc_time; switch（menu_select）{case MENU_NEXT：case MENU_RESET：if（nvram.water_duration）{nvram.water_duration =1; WaterScheduleTime（）; } water_time =NextScheduleTime（（menu_select ==MENU_NEXT）？water_time：rtc_time、＆water_schedule）;壊す;ケースMENU_WATER：StartScheduleTime（water_time、water_schedule）; WaterScheduleTime（）;壊す;ケースMENU_CLOCK_MIN_PLUS：clk_time + =SEC_IN_MIN;壊す;ケースMENU_CLOCK_MIN_MINUS：clk_time- =SEC_IN_MIN;壊す;ケースMENU_CLOCK_HOUR_PLUS：clk_time + =SEC_IN_HOUR;壊す;ケースMENU_CLOCK_HOUR_MINUS：clk_time- =SEC_IN_HOUR;壊す;ケースMENU_ON_OFF：nvram.state ^ =STATE_ON_OFF; update_nvram =true;壊す; } if（clk_time！=rtc_time）{if（SerialCmdDone（RTC_SENSOR））{localtime_r（＆clk_time、＆clk）; SerialWriteTime（＆clk）; rtc_time =clk_time; }} menu_time =rtc_time; update_oled =true; }} if（menu_select> =0 &&rtc_time --menu_time> MENU_TIME）{menu_select =-1; update_oled =true; } if（update_oled）{if（SerialCmdNoError（ONEWIRE_TO_I2C_ROM1））{Serial.print（ "st10; so1; sc; sf0; sa0; sd0,0、\" "）; if（nvram.water_duration）Serial.print（nvram。 water_duration）; else {if（（nvram.state＆STATE_ON_OFF）==OFF）Serial.print（ "OFF"）; else if（rain <=RAIN_DETECT_LEVEL）Serial.print（ "Rain"）; else if（temp <=DO_NOT_WATER_TEMP）Serial.print（ "Cold"）; else Serial.print（ "v1.1"）;} Serial.print（ "\"; sf2; sa1; sd75,0、\ ""）; if（menu_select ==7）{//サンライズclk_time =nvram.sunrise_time; localtime_r（＆clk_time、＆clk）;} else clk =rtc; Serial.print（clk.tm_hour-（（clk.tm_hour> 12）？12：0））;シリアル。 print（ "："）; if（clk.tm_min <10）Serial.print（ "0"）; Serial.print（clk.tm_min）; Serial.println（ "\" "）; SerialReadUntilDone（）; Serial.print（ "sf1; sa0; sd79,8、\" "）; Serial.print（（clk.tm_hour> 12）？" PM "：" AM "）; Serial.print（" \ "; sf0; sa1; sd127,1、\ ""）; Serial.print（weekday [clk.tm_wday]）; Serial.print（ "\"; sd127,13、\ ""）; Serial.print（clk.tm_mon + 1）; Serial.print（ "/"）; Serial.print（clk.tm_mday）; Serial.println（ "\" "）; SerialReadUntilDone（）; Serial.print（ "sf0; sa0; sd1,36、\" "）; i =schedule [water_schedule] .zone; if（i  SEC_IN_DAY）{Serial.print（ "\"; sa1; sd126,36、\ ""）; Serial.print（clk.tm_mon + 1）; Serial.print（ "/"）; Serial.print（clk.tm_mday）; Serial.print（ ""）; Serial.print（clk.tm_hour-（（clk.tm_hour> 12）？12：0））; Serial.print（ "："）; if （clk.tm_min <10）Serial.print（ "0"）; Serial.print（clk.tm_min）; Serial.print（ ""）;} else {Serial.print（ "\"; sf1; sa1; sd111、 30、\ ""）; Serial.print（clk.tm_hour-（（clk.tm_hour> 12）？12：0））; Serial.print（ "："）; if（clk.tm_min <10）Serial.print （ "0"）; Serial.print（clk.tm_min）; Serial.print（ "\"; sf0; sd126,36、\ ""）;} Serial.print（（clk.tm_hour> 12）？ "PM" ： "AM"）; if（nvram.water_duration）Serial.print（ "\"; so2; sc0,29,128,19 "）; Serial.println（）; SerialReadUntilDone（）; if（menu_select ==-1）{// Serial.print（ "\"; sa0; sd0,52、\ ""）; //Serial.print(rain）; SerialPrint（ "\"; so1; sa2; sd63,52、\ ""、C2F（temp）、error_temp）; if（！error_temp）Serial.print（ "\"、248、\ "" #ifdef FAHRENHEIT "F" #else "C" #endif）; Serial.print（ "/"）; Serial.print（lux）; } else {Serial.print（ "\"; so0; sc0,51,128,14; sf0; sa2; sd63,52、\ ""）; if（menu_select ==MENU_ON_OFF）{Serial.print（（nvram.state＆STATE_ON_OFF）？ "OFF"： "ON"）; } else Serial.print（menu [menu_select]）; } Serial.println（ "\"; sd "）; SerialReadUntilDone（）; update_oled =false;} else init_oled =true;} if（update_nvram）{if（SerialCmdNoError（I2C_EEPROM））{nvram.crc =crc8（（uint8_t * )&nvram, sizeof(nvram)-sizeof(uint8_t)); //swSerial.println(nvram.crc, HEX); SerialWriteEEPROM((uint8_t*)&nvram, 0, sizeof(nvram)); update_nvram =false; } } delay (50); } else { digitalWrite(led, HIGH); delay(500); digitalWrite(led, LOW); delay(500); init_board =true; init_oled =true; } wdt_reset();}

回路図