Добрый день, уважаемые читатели! Продолжаю серию статей об автомате для полива комнатных растений с удаленным контролем и управлением.
В этой части я расскажу, какие модули и детали мне понадобились, чтобы собрать устройство автоматического капельного полива для комнатных растений своими руками.
Как я уже писал в первой части, в данной версии я использовал из "активных" компонентов только готовые модули с Алика, хотя можно было бы реализовать управление насосом и на "рассыпухе". Да стабилизатор можно было заменить на "попроще". Сделал я это по двум причинам:
- Эти модули давно уже валялись без дела и я никуда не мог их применить из-за габаритов. А тут как раз понадобилось сделать устройство под достаточно большой готовый корпус.
- Устройство, собранное из готовых модулей, гораздо проще повторить начинающим электронщикам, в том числе и без использования печатной платы (например на макетке).
Компоненты
Для справки привожу скриншоты товаров с ценами. На некоторых скриншотах видны названия магазинов. Это не реклама, просто я их там и покупал. Вы вольны купить у другого продавца, если найдете дешевле или лучше.
ESP32-DevKitC V4. Впрочем, сойдет и любая другая версия платы, если она у вас уже имеется.
Регулируемый понижающий модуль питания LM2596. В принципе, по большому счету, можно обойтись и без него. Или поставить микросхему 7805. Но будет греться либо стабилизатор на плате, либо 7805.
Ключ на MOSFET транзисторе с оптопарой. Зачем нужен оптрон? Потому что без него ESP32 с его 3.3 вольтами на выходе не "раскачает" MOSFET с достаточно высоким напряжением затвора. Можно, конечно, подобрать транзистор с невысоким пороговым напряжением открытия, но нужно ли?
Преобразователь интерфейса RS485. Поскольку мы "договорились" использовать "хороший" датчик влажности, нужен модуль, который позволит получить данные по шине RS485. Таких преобразователей - пруд пруди, разных размеров и видов. Я уже давно пристрастился вот именно к этой модели.
Мембранный насос 12В. Мембранные насосы гораздо лучше приспособлены для работы на всасывание, чем центробежные, хотя и шумят они заметно сильнее.
Датчик влажности CWS-Soil-TH-S. То есть он может измерять температуру и влажность почвы. Если есть лишняя-другая сотня целковых, можно купить версию, которая еще умеет измерять проводимость и PH. При заказе обращайте особое внимание на кодировку - последним символом должна быть S.
Панельки под DevKit. Оптимальный размер - 19 выводов в ряд.
Разъемы для подключения датчиков. Я использовал 4х-выводные RJ12 6P4C. Но вполне сойдут и RJ11 4P4С.
Разъемы для двигателя и датчика влажности. По вкусу. Можно вообще просто в плату запаять. Захотите разъемы как у меня на фото - учтите, к ним нужны еще обжимные клещи, иначе разъем собрать почти нереально.
Впрочем, разъемы можно применить какие угодно.
Разъем питания на печатную плату. Но можно любой другой, какой вас больше устроит.
Резисторы постоянные 0,25W. Наивысочайшего китайского стандарта "iTAK sOiydet" со стальными выводами. Понадобятся 5,1kOm * 3 штуки, 620~750 Om * 2 штуки, 100 kOm * 1 штука (но можно обойтись и встроенной в чип подтяжкой).
Конденсаторы 100nF. Две штучки, хотя вполне можно и один - параллельно мотору, глушить помехи от его щёток. Лично мне импонируют вот такие - веселенького цыплячьего цвета.
Светодиоды для индикации режимов. Две штуки. Цвет и диаметр выбрать по вкусу. Я когда-то покупал наборчик, до сих пор никак не изведу.
Датчик протечки (перелива). По сути - это просто контакты в корпусе, никакой электроники внутри нет. По хорошему, к нему бы еще нужен компаратор, но и без компаратора работает.
Поплавковый датчик уровня для определения момента, когда вода в емкости закончится. Может быть разных модификаций, выбирайте любую удобную.
Трубка 4/7 мм, четверник и три прикорневых капельницы 2 литра в минуту с лабиринтом - всё это осталось у меня от монтажа капельного полива в теплице.
Опционально можно подключить любой I2C сенсор температуры и влажности для измерения параметров воздуха в комнате, где установлено растение. Так же у меня подключен DS18B20 без гильзы - он прикреплен с помощью прищепки к ребру секции батареи отопления, и с помощью него я легко и просто дистанционно узнаю о включении или отключении отопления в квартире.
Фольгированный односторонний текстолит и материалы для его обработки. Либо готовая монтажная плата нужного вам размера и провод МГТФ для монтажа схемы.
Корпус и внешний блок питания 9~12В добавить по вкусу. Я использовал корпус от бывшего модема для выделенных линий. Ну а блок питания использовал от какого-то устройства. Сейчас их выбор достаточно велик.
Схема
Схема не представляет собой никаких сложностей - всё стандартно.
Сомнительная особенность данного варианта схемы - датчики перелива (а точнее это просто контакты, в том числе самодельные, сделанные из полоски нержавейки) в данном варианте подключены непосредственно к GPIO микроконтроллера. Напряжение на них подается с помощью встроенной в микроконтроллер weak pull-up только на время измерения. Ток подтяжки примерно в 10 микроампер оказался как раз достаточным для детекции перелива.
Однако это не самое лучшее решение. Если у вас есть возможность - лучше использовать компаратор LM393 или что-то похожее для более надежного определения уровня.
Возможно, в будущих версиях я добавлю их на печатную плату (мне нужно будет собрать еще два таких же устройства).
Впрочем, можно использовать эти модули и в данном варианте платы, но снаружи основного корпуса. Нужно только вывести на разъем для подключения датчиков перелива питание 3,3В, желательно с управлением через ключ на транзисторе, дабы подавать питание только на время измерения.
Печатная плата
Файл печатной платы будет приложен к репозиторию с исходниками проекта, когда я его подготовлю и выложу на GitHub. Пока что приведу только её скриншот.
Изначально палата была рассчитана под ЛУТ, поэтому ширина дорожек была выбрана по максимуму. Да и нет особой технической необходимости делать тонкие дорожки в данном случае - плата огромная. Если вы решите модифицировать её под свой корпус - имеет смысл сделать дорожки уже.
Обратите внимание - к разъему для шины I2C дорожек нет - я не стал с ними заморачиваться и подключился проводками МГТФ с обратной стороны платы.
Сборка
Вот что у меня получилось в итоге.
А это уже установленная система в цветочном горшке. Я использовал три капельницы, для более равномерного полива.
_______________
Засим прощаюсь, до встречи на сайте и на dzen-канале! Всем добра!
👍 Информация может быть полезна всем? Поддержите канал лайком или комментарием!