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Sistema de riego automático para plantas de interior pumperino


Se establecieron las siguientes tareas:
  1. Para hacer un dispositivo para el riego regular automático de plantas de interior con duración ajustable de riego;
  2. Hacer barato;
  3. Use la cantidad mínima de herramientas;
  4. Para simplificarlo, preferiblemente a partir de componentes prefabricados, para no entrar demasiado en las delicias de la ingeniería eléctrica;
  5. Encaje en el volumen de la caja estándar para el REU, para no molestarse con el diseño de la caja y la impresión 3D;
  6. Desfigurar mínimamente la caja al instalar componentes, tanto como sea posible;
  7. Use la cantidad mínima de botones para controlar;
  8. Use una placa de desacoplamiento para no diseñar pcb;
  9. Diseñe un dispositivo con un número mínimo de cables cortos que conecten componentes dentro de la caja;


Se utilizaron los siguientes componentes (precio estimado excluyendo entrega en tiendas chinas):
  1. Set para riego (383.48 rublos) - mangueras, conectores, bastidores;
  2. Bomba de 12 V, 800 ml / min (121,56 rublos);
  3. Tablero de prototipos Arduino Nano v3 (126.94 rublos);
  4. Módulo de fuente de alimentación reductora de 5V (60,45 rublos);
  5. Interruptor de botón verde con restablecimiento automático (19,48 rublos), 175,96 rublos. / set (10 piezas);
  6. Teclado de membrana para 4 teclas (48,36 rublos);
  7. Módulo MOSFET IRF520 (19,48 rublos);
  8. Pantalla OLED amarillo-azul 0,96 pulgadas 128x64 I2C SSD1306 (132,98 rublos);
  9. Conector de alimentación (módulo) 5.5 mm x 2.1 mm DC-005 (27.54 rublos), 187.38 rublos. / set (10 piezas);
  10. Carcasa de ABS con una cubierta transparente de 115 mm x 90 mm x 55 mm (212,23 rublos);
  11. Fuente de alimentación 12V 1A (179.99 rublos);
  12. Placa de desarrollo de desenvolvimiento 4x6 (83.28 rublos / juego (5 piezas));
  13. Puntales de nylon (espaciador) M2 blanco (232.37 rublos / juego (180 piezas));
  14. Los puntales de nylon (espaciador) y las tuercas M3 son negros (227 rublos / juego (180 piezas));
  15. Adhesivo epoxi de dos componentes (56.42 rublos);
  16. 24 cables AWG negro y rojo, 2 x 71.86 rub. / set;
  17. Cables flexibles de silicona 20 AWG azul y blanco 5m, 2 x 144.40 rublos;
  18. Alambres Dupont hembra a hembra 10cm (43.66 rublos);
  19. Resistencia de 10k ohmios (5 rublos).


Como puede ver, el costo de la producción inicial de dicho modelo sin tener en cuenta el costo de las herramientas puede exceder los 2.700 rublos (excluyendo la entrega). El segundo dispositivo costará 1300 rublos (excluyendo la entrega). También puede ahorrar en un juego para riego, cuyos componentes individuales (tees, mangueras y bastidores) son muy baratos si los compra por separado y a granel. 50 piezas de camisetas cuestan alrededor de 50 rublos y 20 metros de manguera alrededor de 500 rublos.Esta manguera es ideal porque se ajusta firmemente a los cables de la bomba (5 mm) y, en principio, no requiere el uso de abrazaderas. Aunque, por seguridad, las abrazaderas son aún mejores para usar (en Rusia las abrazaderas con un diámetro de menos de 8 mm ciertamente no están a la venta).

Herramientas:
  1. Soldador, gel fundente, soldadura POS-41, esterilla de silicona, virutas para puntas de limpieza;
  2. Destornillador
  3. Taladro de madera de 8 mm
  4. Taladro de cerámica de 12 mm;
  5. Conjunto de archivos COBALT 247-835 (plano, 3 y 4 mm);
  6. Un conjunto de destornilladores para microelectrónica.


Progreso de producción:
Primero, se construyó un prototipo en la placa de pruebas utilizando un módulo de botones listo para usar. En lugar de una bomba de prueba, se utilizó una lámpara de techo de 12 V.

El teclado de membrana y la pantalla OLED se probaron en el dispositivo ensamblado.
Luego, la soldadura se realizó en la placa prototipo de soldadura:

Como resultado, se implementó el siguiente esquema:

Dificultades de fabricación
  1. Es más difícil encontrar sujetadores adecuados que electronica componentes, y cuesta más debido a la venta generalizada a granel. En Rusia, es casi imposible de encontrar a un precio asequible;
  2. Una caja para REA fue mutilada. Resultó que no había suficiente espacio libre en altura, aunque nada anunciaba. Empacar los elementos dentro de una caja pequeña resultó ser una tarea más difícil que diseñar el llenado electrónico del dispositivo;
  3. La perforación de agujeros cuadrados se asocia con grandes inconvenientes y costos. En este proyecto, los rechacé, y se compró un pequeño grabador para el futuro;
  4. También relacionado con la característica anterior está el problema de enviar un conector de alimentación al orificio de la caja (los conectores redondos se venden solo en tiendas chinas). Como resultado, se utilizó un módulo con un LED azul brillante, montado en la placa y cerca de la cubierta. El orificio en la cubierta para conectar la fuente de alimentación está formado por dos taladros diferentes. Además, con la ayuda de archivos pequeños, se cortó un orificio rectangular en la tapa debajo del conector miniUSB y se cortó la caja para la salida del bucle del teclado;

  5. Muy pocos botones pequeños para montar en un orificio redondo en la carcasa. 5, 7 y 8 mm: literalmente en un modelo y solo en tiendas chinas;
  6. Desde el módulo MOSFET IRF520, tuve que soldar las patas de las esquinas y soldar las rectas para que encajen dentro del cuerpo a lo largo;

Dispositivo montado:




El dispositivo funciona de manera muy simple: al presionar el botón verde, el riego se realiza con fuerza. Si hace clic en él durante el riego, se detiene. En modo automático, el riego se realiza a intervalos múltiples de días. La duración del riego (en segundos) y la pausa (en días) se regula mediante el teclado de membrana (debe encontrar adhesivos "más o menos" en alguna parte).

Características interesantes
  • Debido al ahorro de espacio y la simplificación del dispositivo, me negué a usar el módulo RTC en tiempo real y me limité a usar la función millis () para encender regularmente la bomba por temporizador;
  • La pantalla se enciende presionando cualquiera de los botones de membrana y se apaga después de 10 segundos si no hay clics. Hecho para evitar el agotamiento rápido de la pantalla OLED. La pantalla utiliza una biblioteca modificada. ozOLED (gracias) desde ejercicios de adafruit ocupa mucha RAM. Curiosamente, para el uso completo de ozOLED tuve que implementar una verificación de la cantidad de caracteres que se muestran en la pantalla, porque el carácter que falta debe reemplazarse con un espacio (por ejemplo, para mostrar 9 después de 10, debe imprimir 9_; de lo contrario, imprimirá 90);
  • Los sensores de humedad no se usan intencionalmente. Asegurar una vida ideal para las plantas no era parte del proyecto. El objetivo es garantizar la supervivencia de las plantas en el verano, mientras que los inquilinos del apartamento están en el país;
  • La fuente de alimentación de la red de 230V se usa intencionalmente, ya que no se requiere la autonomía del dispositivo en un departamento de la ciudad. Por la misma razón, el consumo de energía no se optimizó (los LED no se evaporaron y no se utilizan modos de ahorro más profundos que IDLE);
  • El teclado de membrana 1x4 se eligió por una razón: se escribió una biblioteca conveniente para él AmperkaKB, que le permite simplemente usar este teclado y no pensar en disparadores, eventos, sticks y sonajeros.Sí, sé que en esta biblioteca el código para tres teclados es a la vez: hay suficiente memoria de Arduino Nano. El orden de los contactos de este teclado no corresponde al orden de los botones: el primer contacto es común, el resto de los contactos tienen el orden inverso de los números en el teclado;
  • EEPROM se usa para almacenar solo dos valores de variables: tiempo de actividad y tiempo de espera (en milisegundos). El restablecimiento de estos valores a las condiciones predeterminadas se realiza apretando el primer botón de membrana durante 3 segundos;
  • La cubierta solo está conectada a la carcasa a través de las conexiones desmontables del botón verde y la potencia de la bomba.

Espero que esta revisión ayude a los principiantes a navegar en la fabricación de sus hecho en casa en Arduino y no repetirá mis errores.
con código y esquema en Fritzing.
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6 comentarios
Sí, siempre se debe instalar un diodo protector con una carga inductiva, ya sea una bobina de relé o un motor. Hasta donde sé, el mecanismo de daño al transistor sin este diodo es este. Cuando se cierra el transistor, el EMF de autoinducción se agrega al voltaje de la fuente de energía, además, se agrega a la polaridad "necesaria" y el transistor se enciende con un voltaje aumentado.
El autor
Estoy en ingeniería eléctrica aplicada - cero. En ese momento, en la universidad, solo dibujaba circuitos en programas como NI Multisim. Ahora hay poco que ver con esto en el trabajo, principalmente escribo aplicaciones informáticas y productos científicos y técnicos en papel. De ahí los errores de los niños.
Gracias por el comentario, ya busqué en Google la carga inductiva y la protección de corriente inversa.
Cita: Eig
No sabía sobre las características con el hombre de campo
Esto no es solo con un operador de campo, cualquier transistor (bipolar, campo, SIT, IGBT) que funcione con una carga inductiva grave (ED, relé, solenoide, etc.) debe protegerse con un diodo.
Para el primer proyecto en Arduino, no está muy mal.
Un par de consejos más:
Es mejor usar una bomba sumergible en general en un tanque separado de la carcasa con electrónica. Además, el tanque de agua debe estar necesariamente por debajo del nivel del alféizar de la ventana (o el lugar donde están las macetas). De lo contrario, de acuerdo con el principio de comunicación de los recipientes, después de apagar la bomba, el agua no dejará de fluir hasta que se agote.
El autor
Gracias por el comentario Una experiencia muy gratificante. Planeaba hacer lo siguiente ya con baterías y con sensores de humedad, pero no conocía las características con un técnico de campo; sería muy útil. En principio, este puede desarrollarse aún más de esta manera. Realmente no me preocupa la alimentación de la red, pero, por supuesto, necesito hacer agujeros de emergencia para drenar el agua del fondo de la carcasa (si algo comienza a gotear en la bomba). O, en general, baje el sensor de fugas y observe la apertura mecánica del circuito, pero esto ya es más difícil.
En principio, aún no se han planificado más de 4 plantas. Inicialmente, estaba claro que la presión de tal bomba no sería suficiente para más.
Este es generalmente mi primer dispositivo en Arduino, y el objetivo era comprobarme si podía hacer algo viable. Ahora hay una razón importante para la revisión, y esto es maravilloso. Gracias
Saludos!
Gran artículo, todo es muy detallado, incluso con un presupuesto.
Como "diseñador" de tales sistemas de riego automático que han estado trabajando en mi casa durante aproximadamente un año y medio, quiero compartir mi experiencia.Este sitio tiene un artículo sobre uno de mis sistemas:
https://esm.imdmyself.com/14856-sistema-avtopoliva-dlja-komnatnyh-rastenij-na-arduino.html
Y también hay otro video en el segundo sistema en mi canal:
https://www.youtube.com/channel/UCn29s1IXPj7QjKouSYS45aQ/videos?view_as=subscriber

Hay un punto importante sobre el agua de su diseño: no hay suficiente diodo protector para el operador de campo (no está en este módulo, tengo los mismos módulos, lo verifiqué específicamente) de la corriente inversa del motor eléctrico. Ignoraba ignorantemente el momento y me encontré con un problema. Mi sistema funciona con baterías y de repente, después de aproximadamente 3 meses, noto que se hunden rápidamente, muy rápidamente. Verifiqué que el circuito resultó ser un trabajador de campo de unos 50 mA, cuando en teoría debería estar cerrado. Creo que, al diablo con él, aparentemente el transistor defectuoso fue atrapado. Reemplazado, otros 2 meses pasaron los mismos síntomas, pero con un transistor diferente. "¿Coincidencia? ¡No lo creo!" Comencé a leer información sobre el tema y descubrí que sin un diodo protector, la bomba mata a los trabajadores de campo (porque el motor funciona como generador en modo de frenado).

Los puntos restantes son cuestión de gustos, pero aun así me expresaré si quieres hacer algo más sobre este tema:
* Si necesita regar más de 3-4 plantas, entonces necesita más de una bomba. Tengo 9 plantas en el alféizar de la ventana, en diferentes macetas con diferentes requisitos de riego. Solo es posible ajustar los flujos con un peine con grifos para 3-4 plantas, para un mayor número de plantas no es realista, lo comprobé personalmente. Tengo 3 bombas conectadas al sistema, cada una con su propia configuración de riego.
* La cuenta regresiva de Millis es muy aleatoria. Tenía un sistema así, me tomé un mes y decidí hacer otros. Si el intervalo de respuesta del día es aún menor, y si configura, por ejemplo, el riego una vez por semana, el error será +/- día. El tiempo de respuesta también es cualquiera. Por ejemplo, a las 4 a.m., puede despertarse con el sonido de una bomba que zumba y burbujas que gorgotean (aunque esto depende de cuánto duerman profundamente usted y sus familiares)
* Todavía estoy para la opción con baterías. Desde la infancia, mis padres me enseñaron a apagar todo lo posible (excepto el refrigerador) de los enchufes cuando te vayas. No puedo hacer nada al respecto.

En general, quiero decir que tales sistemas son adecuados no solo para períodos de partida. Antes de la introducción de tales sistemas, las plantas a menudo morían por mí porque se olvidaban de regar o se vertían por el contrario. Después de la introducción, todo comenzó a crecer, florecer y aumentar, los casos letales se detuvieron.

PD:
Otro consejo sobre la instalación de interruptores, botones, conectores, etc. En cajas de plástico. Si es posible, ponga todo alrededor y use un taladro escalonado chino. Solía ​​ser atormentado cortando agujeros rectangulares para interruptores. Luego compré todo, ¡un par de segundos de perforación con un taladro escalonado y el interruptor ya está en su lugar!

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