Arduino Soil Moisture Monitoring Stick - Vergeet nooit uw planten water te geven - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Vergeet je vaak je kamerplanten water te geven? Of misschien geef je ze te veel aandacht en geef je ze te veel water?

Als je dat doet, moet je een batterijgevoede bodemvochtigheidsmeter maken. Deze monitor maakt gebruik van een capacitieve bodemvochtsensor en een 3.3V Arduino Pro Mini om continu het bodemvochtniveau te bewaken en u te waarschuwen wanneer u uw planten te veel of te weinig water geeft.

Met twee potentiometers op het bord kunt u een instelpunt voor hoog en laag vochtniveau instellen en instellen, waardoor het knipperen van twee LED's wordt geactiveerd om u te waarschuwen. U kunt ook eenvoudig een zoemer aan het circuit toevoegen als u ook een hoorbaar alarm wilt.

U kunt ook op een knop drukken om de huidige vochtmeting en de instelpunten voor hoog en laag niveau op het ingebouwde OLED-display weer te geven.

Met de standaardconfiguratie hier gaat het apparaat ongeveer 15-20 dagen mee op een enkele lading van de 18650-batterij die het van stroom voorziet. Maar door twee energiezuinige technieken te gebruiken, kan dit worden verlengd tot ongeveer 50-60 dagen per oplaadbeurt.

Benodigdheden

Om één bodemvochtmonitor te bouwen, heeft u het volgende nodig:

3.3V Arduino Pro Mini – Koop hier

De 5V-versie kan worden gebruikt met een andere batterij en 220Ω LED-weerstanden

• USB Programmer - Koop hier
• Capacitieve bodemvochtsensor - hier kopen
• 3 x 5 mm LED's (bij voorkeur verschillende kleuren) - Koop hier
• 10K-weerstand - hier kopen
• 3 x 100Ω weerstanden - hier kopen
• 2 x 10K Trim Potten - Koop hier
• Tactiele drukknopschakelaar - hier kopen
• Schuifschakelaar – Koop hier
• 128x32 I2C OLED-scherm – Koop hier
• Mannelijke Header Pins – Koop hier
• Vrouwelijke Header Pins – Koop hier
• Lintkabel - hier kopen

De monitor van stroom voorzien

• 18650 3.7V lithiumbatterij - hier kopen
• 18650 batterijhouder / oplader - hier kopen

Stap 1: Verzamel uw componenten en bestel de PCB's

Ik begon met het ontwerpen van een circuit dat in een PCB kon worden omgezet en gevoed door een enkele 18650 lithium-ionbatterij. Om deze reden heb ik gekozen voor de 3.3V-versie van de Arduino en deze specifieke capacitieve bodemvochtmonitor die kan worden gevoed vanuit 3.3V of 5V.

Je kunt de PCB-bestanden downloaden van mijn blog als je er zelf een wilt bestellen.

Je kunt ook een 5V Arduino Pro Mini met dezelfde componenten gebruiken, je hoeft alleen 220ohm LED-weerstanden te gebruiken in plaats van de 100ohm die hier worden gebruikt. U moet hem ook van stroom voorzien met een batterijpakket in plaats van met de enkele lithium-ionbatterij.

Je kunt de componenten ook op een breadboard monteren en dan een korte kabel naar de vochtsensor maken, maar de PCB maakt het gewoon tot een compactere en robuustere opstelling.

Ik heb de PCB's besteld bij PCB Way, die slechts $ 5 in rekening brengt voor 5 basis-PCB's tot 100x100 mm. Ze werden heel snel vervaardigd en verzonden en zijn ook van hoge kwaliteit.

Stap 2: Monteer de PCB's

Begin met het bevestigen van uw header-pinnen aan uw Arduino. Dit ontwerp maakt gebruik van de A4- en A5-pinnen voor de I2C-verbinding met het OLED-scherm, dus je moet deze twee pinnen ook toevoegen. De planken worden vaak niet geleverd met pinnen voor deze twee omdat ze langs de twee zijden van de stroken zijn gescheiden.

Soldeer alle componenten op hun plaats op de printplaat, let op de oriëntatie van de LED's en de tactiele drukknop.

Om de vochtsensor op uw bord aan te sluiten, moet u de witte plug aan het uiteinde verwijderen en vervolgens drie koppennen in de rij gaten solderen die zich het dichtst bij het uiteinde van de sensor bevinden. Gebruik deze pinnen om de sensor rechtstreeks op uw printplaat te solderen.

Zodra uw componenten allemaal op hun plaats zijn gesoldeerd, knipt u eventuele uitstekende pinnen van de achterkant van de PCB af.

Soldeer de lithium-ion-acculaderkaart aan de voedingsklemmen op de printplaat met behulp van een kleine lintkabel, zodat de houder op de achterkant van de printplaat kan worden gelijmd.

Stap 3: Programmeer uw Arduino

Om uw Arduino Pro Mini te programmeren, moet u uw USB-programmeur gebruiken en deze aansluiten op de overeenkomstige header-pinnen op de PCB-breakout. Onthoud dat Tx op de programmer naar Rx gaat op de Arduino en vice versa. Zorg er ook voor dat u de juiste uitgangsspanning van de programmer gebruikt, 3,3V voor de 3,3V Pro Mini en 5V voor de 5V Pro Mini.

Je kunt de schets downloaden van mijn blogpost en een gedetailleerde beschrijving lezen van wat elke sectie van de code doet.

Stap 4: Uw bodemvochtsensor kalibreren en gebruiken

Wanneer u de monitor voor het eerst inschakelt, ziet u een kort welkomstscherm op het scherm en wordt het scherm vervolgens uitgeschakeld.

Eenmaal uitgeschakeld, kunt u op de knop naast het display drukken om het weer in te schakelen en het daadwerkelijk gemeten vochtniveau te zien, evenals de twee vochtniveau-instelpunten. De twee setpoints kunnen worden aangepast door aan de potentiometers voor laag en hoog niveau te draaien. Er zit enige logica in de code om te voorkomen dat het lage setpoint hoger wordt ingesteld dan het hoge setpoint en het hoge lager dan het lage.

Voordat je de sensor gebruikt, moet je hem kalibreren. Gebruik hiervoor de USB-programmer om de onbewerkte sensorwaarden van de vochtsensor weer te geven. Neem een droge meting van de sensor in lucht en dompel vervolgens het staafje van de sensor onder in een kan water om het maximale vochtniveau te krijgen. Zorg ervoor dat u geen van de onderdelen nat maakt terwijl u dit doet. Neem deze maximale en minimale waarden en vervang ze in de code en je monitor is dan klaar om te gaan. U kunt ook een kleine marge toevoegen aan het maximum en minimum om rekening te houden met omgevingsvariaties.

Zoals eerder vermeld, gaat de monitor ongeveer 15-20 dagen mee op een enkele lading van de 18650-batterij. Ik heb twee technieken op mijn blog beschreven die u kunt implementeren om dit verder te verbeteren tot ongeveer 50-60 dagen op een enkele lading. Deze omvatten in wezen alleen het aandrijven van de vochtsensor wanneer u metingen moet doen en het verwijderen van de kleine stroom-LED op de Arduino. U kunt ook de levensduur van de batterij verbeteren door minder vaak metingen uit te voeren.

Ik heb ook een voorplaat van acryl aan de monitor toegevoegd zodra deze klaar was om de elektronische componenten te beschermen

Heb je al geprobeerd om je eigen bodemvochtmeter te maken? Laat het me weten in de comments!