観葉植物の散水システム

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Arduino IDE

このプロジェクトについて

さらに別の植物給水器

インターネットには、土壌水分センサーの使用方法を説明するおなじみのプロジェクトやチュートリアルがたくさんあります。このプロジェクトでは、インターネットで見つかったいくつかの素晴らしいアイデアを組み合わせてソフトウェア部分で実現し、観葉植物の散水システムコントローラーを構築します。悪魔を詳細に見るために少し近づくまで、解決策が明白に見えることがあります。それでは、これらの詳細を調べてみましょう。

コントローラの主な機能

このコントローラーには次の機能があります。

• 2つのプラントがサポートされており、コントローラーには2つの独立したチャネルがあります。どのチャネルも無効にできます

• 各チャネルには、2つの一般的なパラメータがあります。水を前後に汲み上げる時間です。これらのパラメータは数十秒で測定されます。

• コントローラーには手動モードがあります。ボタンを押すだけで植物に水をやることができます。

• コントローラーは、植物に水をやった後、湿度をチェックします。湿度が上がらない場合に備えて、チャネルを無効にします。

• コントローラーは、夜間の走行を防ぐために光センサーを実装しています

• コントローラーには、構成パラメーターを設定するためのメニューシステムがあります。構成はEEPROMに保存されます。

土壌水分

土壌水分を正確に測定する方法は？ eBayでセンサーを注文し、工場に設置して抵抗を確認できます。この方法は、インターネットの多くのチュートリアルで説明されています。残念ながら、私の場合、「乾いた」植物と「湿った」植物の抵抗は非常に近く（300kOhmと500kOhm）、植物に水をいつ追加するかを正確に決定することは困難です。問題は、きれいな水が電気を伝導しないことです。実際には、水中のミネラルが電気を伝導します。したがって、測定された抵抗は、私たちが植物に適用した水の量ではなく、私たちの植物のミネラルの量と種類に大きく依存します。 Googleがお手伝いします。インターネットでは、抵抗ではなくセンサーの静電容量を測定するという素晴らしいアイデアを見つけました。主なアイデアは、水には大きな誘電率があり、「ウェット」プラントの静電容量は「ドライ」プラントよりもはるかに大きい（200mkF対200pF）100万倍の差があるということです！

静電容量を測定する方法は？

別の天才的な人々は、arduinoを高精度の静電容量計に変えました。しかし、私の意見では、この方法は複雑であり、センサーの静電容量をそれほど正確に測定する必要はありません。静電容量を測定する別の方法ははるかに簡単で、2つのアナログピンのみを使用し、プラントの「ドライ」状態と「ウェット」状態を区別するための許容可能な精度を提供します。前述したように、「ドライ」プラントと「ウェット」プラントの読み取り値には大きな違いがあり、この値を使用して制限を設定するのは不便です。そのため、センサーからの静電容量読み取り値の自然対数がコード、可能な値の間隔を減らします。

なぜHブリッジなのか？

ウォーターポンプを実行するために単一のMOSFETトランジスタを使用することは良い考えのように思われました。残念ながら、水源タンク（ボトル）の水位は私たちの工場よりも高くなる可能性があります。このような場合、私たちは水を汲み上げ始めますが、ポンプが停止した後もそれは続きます。確実に水を止める方法は？しばらくの間、ポンプを逆方向に運転することができます。 DCモーターを使用しているため、極（「+」と「-」）を元に戻すだけで十分です。そのためには、Hブリッジを使用する必要があります。 L298nICは良い選択です。このプロジェクトのポンプは9Vと3Aを使用するため、ICのヒートシンクと電源抵抗も必要です。このコントローラーには1オーム5ワットの電力抵抗器が使用されています。モーターHブリッジL298nは、2つのモーターを管理するのに適しているため、このコントローラーは2つのプラントを同時に管理できます。

コントローラメニューシステム

プラントコントローラを管理するために、ロータリーエンコーダが使用されます。コントローラが起動すると、メイン画面が表示されます。メイン画面には、いくつかの便利なパラメータが表示されます。コントローラの両方のチャネルの電流センサーの読み取り値（上の行）。チャネルが無効になっている場合は、文字列 " xxxx 「が表示されます。一番下の行に乾燥限界が表示されます。

ポンプを手動で運転するには、回転式アンコールを短く押します。手動画面が表示されます。コントローラのパラメータを設定するには、メイン画面でエンコーダを長時間（約1秒）押します。セットアップメニュー3については、次のとおりです。

• 左チャンネル

• 右チャンネル

• バックライトの明るさ（または自動）を表示する

• 夜間にバックライトの明るさを表示する

各チャンネルには独自のメニューがあります：

• チャネルの有効化

• 乾燥限界

• ポンプフォワード実行時間（数十秒）

• ポンプの後方実行時間（数十秒）

• テストパラメータ

「乾燥限界」は、給水器を始動するための植物の最小土壌水分を設定するために使用されます。この値は、センサーの静電容量の自然対数です。センサー読み取り値の現在の値は、乾燥限界値と一緒にメイン画面に表示されます。

「パラメータのテスト」メニュー項目を使用すると、EEPROMに保存する前に、給水器が時間値を調整するためにどのように機能するかを確認できます。

ハードウェア

コントローラは、2つの3x7cm両面PCB上に構築されています。最初のものは、l298nモータードライバー、ダイオード、電源ポンプとモーターポンプを接続するためのネジ留め式端子台、センサーのコネクターに使用されます。このボードには、l298nおよびArduino用に5vを取得するためのDC電源モジュールAMS1117-adjもあります。コントローラのこの部分をデバッグするときは、別の電圧レギュレータを使用すると便利でした。 Arduinoボードのレギュレーターを使用して5vを安定させることができます。

2番目のPCBには、Arduino nano、ロータリーエンコーダー用のコネクター、フォトレジスター、LCDディスプレイ用のソケットが含まれています。

コード

WateringSystem

回路図