Automatisch sproeisysteem systeem met capacitieve sonde en Arduino op de goedkope (en ik bedoel het)

Disclaimer: Ik ben geen ingenieur elektronica, dus kan ik niet garantie voor het ontwerp (veel minder voor uw implementatie bieden). Ik weet alleen de gepresenteerde oplossing werkte voor mij voor ten minste ongeveer 5-6 maanden (dus ik kan niet zelfs instaan voor de betrouwbaarheid ervan gedurende een langere periode). Ook mijn tips over waar om de bron van uw componenten, net zoals ze zijn: tips alleen, niet de aanbevelingen en zeker niet vermeldingen.

Vereiste kennis (ik zal niet uitleggen dingen): hoe soldeer uw componenten en hoe om te compileren en uploaden van een schets op een Arduino board.

Bron repository: start op http://acolomitchi.github.io/cap-soil-moisture-v2 en, na het lezen over de inhoud ervan, kunt de github repository.

Waarom nog een andere automatische drenken systeem? Enige tijd geleden kocht ik een stuk van areaal zo'n honderd kilometer of zo vanuit huis, geen stroomaansluiting, met het idee ik een sommige fruitbomen – weekend boer planten zal, zie je? En dus deed ik.

Behalve dat de Godzilla El Nino werd aangekondigd; zelfs in een normaal jaar Melbournian zomer soort van droge is, zien El Nino niet als een goed vooruitzicht voor het voortbestaan van enkele net geplante bomen. Maar meer nog als temperaturen van 40 ° meestal met sterke hete winden van de Australiës centrum komen, slingert die zal de bodem droog in uren. En ik kan niet krijgen er in minder dan 2 uur en zeker kan ik in de weekenden alleen.

Dus, wat ik nodig had:

• een automatisch sproeisysteem systeem met bodem vochtigheid detector...
• ... zo goedkoop mogelijk (als ik ben aan schaal omhoog later aan honderden van hen)...
• ... als low-tech drenken vergadering mogelijk (lagedruk "mains" - 1 meter water hoofd of minder)...
• ... als laag verbruik mogelijk (geen elektriciteitsnet dat beschikbaar)

Bovendien, de bodem is licht zuur, niet een probleem voor de net-geplant boomsoorten die ik moest water maar zeker zal beïnvloeden elke resistieve sonde, lopen het risico van verhoogde resistentie als gevolg van corrosie in een kwestie van weken (en dus verspillen kostbare water... alleen om de corrosie erger): capacitieve bodem sonde is.

Het beginsel - Nou, eenvoudig.

Voor de sonde, etch een vlakke condensator met coplanair platen uit een stuk PBC (eigenlijk een tweezijdig PCB, maar het patroon geëtst aan beide zijden is hetzelfde). De theorie - want het water een hogere elektrische permittiviteit dan de bodem, heeft wanneer de bodem vochtig is de capaciteit van de verhogingen van de sonde.

Voor de controller: om het even wat die kan detecteren een of andere manier de wijziging in de hoedanigheid van de sonde en leiden tot het drenken. Kortom, het ontwerp is een astable van de NE555 de vochtigheid sonde als de lading/kwijting condensator, met een Arduino mini pro gebruikt om te tellen van de pulsen binnen een bepaalde tijd, de latere ook triggering het water wanneer nodig.

Voor het drenken montage: KISS principe – een mini aquarium-centrifugaalpomp, duwen water tot een hoogte van een beetje boven de 1 meter (iets boven het max niveau van water in een tank van IBC/pallet), in de opgaande tak van een poly-buis – gewoon punch een klein gaatje in de aflopende tak om het waterlijn als de pomp stopt te stoppen.

De BoM is als volgt:

• 1 x Arduino Pro Mini met ATM168 van 12 V / 16MHz – in mijn ervaring, klonen zijn OK en veel goedkoper
• 1 x NE555
• 1 x 2N5551 – NPN transistor
• weerstanden: 2 x 470R, 1 x 4 k 7
• elektrolytische condensatoren: 2 x 10uF
• trimpot: 1x50k-als gebruikt mijn PCB ontwerp, neem een verticale met een worp van 2,54 mm tussen terminals.
• Diode: 1 x 1N4148
• Fish tank submersible waterpomp 12V, 3 meter water hoofd of equivalent-het "onderwater" vermogen is absoluut niet nodig, maar als het zo is kunt u het buiten zonder enige andere extra bescherming.
  Waarschuwing: als de 2N5551 wordt gebruikt als een relais, ga niet met de kracht van de waterpomp over 6W (ik ben met behulp van een 5W één)-de transistor is gewaardeerd aan 600mA max.

Ook dit ontwerp vereist 12V aangedreven pompen - hoe lager de spanning van de pomp, hoe hoger de huidige nodig hetzelfde werk te verrichten. Als u gaat met lagere spanning/hogere huidige (bijvoorbeeld 6V), de controller logica werkt prima, maar moet u de 2N5551 "estafette transistor" vervangen door iets ter ondersteuning van een hogere max stroom.

Sommige lengtes van flexibele slang met inwendige diameter aan de uitlaat van de pomp van uw gekozen

jumper wire (om te verbinden de sonde, macht, ten minste pomp)

12V voorziening – ik ben met behulp van een set van twee 4R25X (lantaarn) 6V accu's – in mijn ervaring, een goede 4 maanden tussen batterij wijzigingen

Als dit uw eerste project met behulp van de Arduino Pro Mini is (Gefeliciteerd, niet alleen zijn zij nuttig en een groot plezier, maar goedkoop evenals), zult u moeten:

• 1 x UART Module USB 2.0 aan TTL convertor op 5V
• 1 x mini USB 2.0-kabel
• 4 x vrouw-naar-vrouw DuPont kabels

voor het uploaden van de schets in de Arduino flash en te gebruiken voor seriële comms – krijg je te hergebruiken in meerdere projecten.

Aanvullende, als u besluit om te gaan met mijn PCB ontwerp, de volgende aansluitingen:

• 1 x 40 pins mannelijke één veldnamenrij breekbare, 2,54 mm pitch – u allemaal niet gebruiken
• 2 x 12pin vrouwelijke kop 2,54 mm pitch – rij of gebruiken van een enkele 40 x die u zult splitsen om 2 x 12 pin (gewoon gebruik maken van een kotter naar scarify een ondiep in het groove en verbreekt u daarna langs de groef)
• 5 x 1 pin DuPont draad vrouwelijke pin
• 7 x 1 pin DuPont pin behuizing
• 1 x 2 pins DuPont pin behuizing
• optionele – 2 x 2 pin 5mm aansluitblok – voeding in en pomp (out) zal hier worden gemonteerd. Ook gebruiken sommige extra DuPont vrouwelijke pinnen te sluiten, als u het gevoel dat u niet nodig een sterkere mechanische verbinding (voeg gewoon 4 meer DuPont vrouwelijke pinnen 2 x 2pin DuPont huisvesting). Of gewoon soldeer de draden op het bord (ik de voorkeur om hen te hebben afneembare)

De vak/behuizing/behuizing voor het circuit wordt verhuurd als een huiswerk voor de lezer – als u volgen mijn PCB design wilt (hieronder), het paneel is 45x45mm, met 3mm montage gaten in de hoeken en 40mm tussen de Centers gat.

Hulpmiddelen

• soldeer ijzer, soldeer, flux-u kent de boor
• Krimptang voor de pennen DuPont
• wat je wilt gebruiken voor afdrukken, etch, boren uw PBC (als u-echt een DIY-er bent, maar ga naar uw vriendelijke lokale PBC fab shop – als je krap op de begroting en/of u lokale PCB winkel niet zo vriendelijke prijs is zoals u had verwacht, er is altijd de pcbway.com manier).

Geschatte prijs voor de gehele

Na enkele extreme avonturen in low-tech DIY land (dat ik die in het addendum aan het eind van dit artikel), uiteindelijk heb ik in het uitbesteden van de sondes en de controller planken met pcbway.com – veel goedkoper dan ik mezelf in een redelijke termijn doen kon.

Ik ook afkomstig van het merendeel van de onderdelen van ebay of «««aliexpress.com – mijn persoonlijke ervaring vertelt me de Arduino Pro Mini klonen en de rest van de componenten werken in een situatie die zo eenvoudig als deze. En, kom op, u moet toegeven dat het prijsverschil voor een Arduino Mini Pro van 1,25 dollar op aliexpress aan $9.95 op digikey/sparkfun zeer belangrijk is. Vooral wanneer de hele controller, capacitieve sonde en minipomp, onderdelen en PCB fab outsourcing, inclusief verzendkosten, kunnen worden gehouden op hieronder 9,20 dollar per stuk, met onderdelen te sparen aan het eind! Toegegeven, dit is de prijs die ik heb voor een hoeveelheid van 40 – die kreeg me in totaal minder dan $ 400. Voor meer informatie, zie "Hints voor sourcing spotgoedkoop onderdelen"