Arduino Soil Moisture Monitoring Stick - อย่าลืมรดน้ำต้นไม้ของคุณ: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

คุณมักจะลืมรดน้ำต้นไม้ในร่มของคุณหรือไม่? หรือบางทีคุณอาจให้ความสนใจพวกเขามากเกินไปและรดน้ำพวกเขา?

หากเป็นเช่นนั้น คุณควรทำตัวเองให้เป็นแท่งวัดความชื้นในดินที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่ จอภาพนี้ใช้เซ็นเซอร์วัดความชื้นในดินแบบ Capacitive และ Arduino Pro Mini 3.3V เพื่อตรวจสอบระดับความชื้นในดินอย่างต่อเนื่องและแจ้งเตือนคุณเมื่อคุณรดน้ำต้นไม้สูงหรือต่ำเกินไป

โพเทนชิโอมิเตอร์สองตัวบนบอร์ดช่วยให้คุณสามารถปรับและตั้งค่าระดับความชื้นสูงและต่ำ ซึ่งจะกระตุ้นการกะพริบของไฟ LED สองดวงเพื่อเตือนคุณ คุณยังสามารถเพิ่มออดในวงจรได้อย่างง่ายดายหากต้องการให้มีเสียงเตือนด้วยเช่นกัน

คุณยังสามารถกดปุ่มเพื่อแสดงการอ่านค่าความชื้นปัจจุบันและการตั้งค่าระดับสูงและต่ำบนจอแสดงผล OLED ในตัว

ด้วยการตั้งค่ามาตรฐานที่นี่ หน่วยนี้ใช้งานได้ประมาณ 15-20 วันต่อการชาร์จหนึ่งครั้งของแบตเตอรี่ 18650 ที่เปิดเครื่อง แต่ด้วยการใช้เทคนิคที่ใช้พลังงานต่ำ 2 วิธี จึงสามารถขยายเวลาได้ถึงประมาณ 50-60 วันต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

เสบียง

ในการสร้างเครื่องวัดความชื้นในดิน คุณจะต้อง:

3.3V Arduino Pro Mini – ซื้อที่นี่

เวอร์ชัน 5V สามารถใช้กับแบตเตอรี่อื่นและตัวต้านทาน LED 220Ω

• โปรแกรมเมอร์ USB - ซื้อที่นี่
• เซ็นเซอร์ความชื้นในดินแบบ Capacitive – ซื้อที่นี่
• ไฟ LED 3 x 5 มม. (ควรให้สีต่างกัน) – ซื้อที่นี่
• ตัวต้านทาน 10K – ซื้อที่นี่
• ตัวต้านทาน 3 x 100Ω – ซื้อที่นี่
• 2 x 10K Trim Pots - ซื้อที่นี่
• สวิตช์ปุ่มกดสัมผัส – ซื้อที่นี่
• สไลด์สวิตช์ไฟ – ซื้อที่นี่
• จอแสดงผล OLED 128x32 I2C – ซื้อที่นี่
• หมุดส่วนหัวชาย – ซื้อที่นี่
• หมุดส่วนหัวหญิง – ซื้อที่นี่
• สายริบบิ้น - ซื้อที่นี่

เพื่อเพิ่มพลังให้จอภาพ

• 18650 3.7V ลิเธียม Battey – ซื้อที่นี่
• ที่ใส่แบตเตอรี่/ที่ชาร์จ 18650 – ซื้อที่นี่

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมส่วนประกอบของคุณและสั่งซื้อ PCBs

ฉันเริ่มต้นด้วยการออกแบบวงจรที่สามารถทำเป็น PCB และใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 18650 เพียงก้อนเดียว ด้วยเหตุผลนี้ ฉันจึงเลือก Arduino เวอร์ชัน 3.3V และเครื่องวัดความชื้นในดินแบบ capacitive ซึ่งสามารถจ่ายไฟจาก 3.3V หรือ 5V

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PCB ได้จากบล็อกของฉัน หากคุณต้องการสั่งซื้อของคุณเอง

คุณยังสามารถใช้ Arduino Pro Mini ขนาด 5V กับส่วนประกอบเดียวกันได้ คุณเพียงแค่ต้องใช้ตัวต้านทาน LED 220ohm แทนตัวต้านทาน 100ohm ที่ใช้ที่นี่ คุณจะต้องจ่ายไฟด้วยก้อนแบตเตอรี่แทนที่จะเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพียงก้อนเดียว

คุณยังสามารถประกอบส่วนประกอบต่างๆ ลงบนเขียงหั่นขนม จากนั้นจึงต่อไปยังเซ็นเซอร์ความชื้นในเวลาสั้นๆ แต่ PCB จะทำให้การติดตั้งมีขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

ฉันสั่ง PCB จาก PCB Way ซึ่งคิดค่าใช้จ่ายเพียง $5 สำหรับ PCB พื้นฐาน 5 ตัวที่มีขนาดไม่เกิน 100x100 มม. ผลิตและส่งออกอย่างรวดเร็วและมีคุณภาพดีเช่นกัน

ขั้นตอนที่ 2: ประกอบ PCBs

เริ่มต้นด้วยการติดหมุดส่วนหัวเข้ากับ Arduino การออกแบบนี้ใช้พิน A4 และ A5 สำหรับการเชื่อมต่อ I2C กับจอแสดงผล OLED ดังนั้น คุณจะต้องเพิ่มพินสองตัวนี้ด้วย บอร์ดมักไม่มีหมุดสำหรับสองตัวนี้ เนื่องจากแยกจากแถบทั้งสองด้าน

ประสานส่วนประกอบทั้งหมดเข้าที่บน PCB โดยให้ความสนใจกับการวางแนวของ LED และปุ่มกดแบบสัมผัส

ในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ความชื้นกับบอร์ดของคุณ คุณจะต้องถอดปลั๊กสีขาวที่ปลาย จากนั้นบัดกรีหมุดส่วนหัวสามตัวเข้ากับแถวของรูที่อยู่ใกล้กับส่วนท้ายของเซ็นเซอร์มากที่สุด ใช้หมุดเหล่านี้เพื่อประสานเซ็นเซอร์เข้ากับ PCB ของคุณโดยตรง

เมื่อส่วนประกอบของคุณถูกบัดกรีเข้าที่แล้ว ให้ตัดแต่งหมุดที่ยื่นออกมาจากด้านหลังของ PCB

ประสานบอร์ดเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเข้ากับขั้วไฟฟ้าบน PCB โดยใช้สายแพขนาดเล็กเพื่อให้สามารถติดที่ยึดที่ด้านหลังของ PCB ได้

ขั้นตอนที่ 3: ตั้งโปรแกรม Arduino. ของคุณ

ในการตั้งโปรแกรม Arduino Pro Mini คุณจะต้องใช้โปรแกรมเมอร์ USB และเสียบเข้ากับหมุดส่วนหัวที่เกี่ยวข้องบน PCB breakout โปรดจำไว้ว่า Tx บนโปรแกรมเมอร์ไปที่ Rx บน Arduino และในทางกลับกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้เอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องจากโปรแกรมเมอร์ 3.3V สำหรับ 3.3V Pro Mini และ 5V สำหรับ 5V Pro Mini

คุณสามารถดาวน์โหลดภาพร่างจากโพสต์ในบล็อกของฉัน และอ่านคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่แต่ละส่วนของรหัสทำ

ขั้นตอนที่ 4: การปรับเทียบและการใช้เซ็นเซอร์ความชื้นในดินของคุณ

เมื่อคุณเปิดจอภาพเป็นครั้งแรก คุณจะเห็นหน้าจอสแปลชสั้นๆ บนจอแสดงผล จากนั้นจอแสดงผลจะปิดลง

เมื่อปิดแล้ว คุณสามารถกดปุ่มข้างจอแสดงผลเพื่อเปิดเครื่องอีกครั้ง และดูระดับความชื้นที่วัดได้จริงและระดับความชื้นที่ตั้งไว้สองระดับ สามารถปรับค่าที่ตั้งไว้ทั้งสองได้โดยการหมุนโพเทนชิโอมิเตอร์ระดับต่ำและสูง มีตรรกะบางอย่างในรหัสเพื่อป้องกันการตั้งค่าจุดต่ำสุดที่สูงกว่าจุดตั้งค่าสูงและจุดสูงที่ต่ำกว่าจุดต่ำสุด

ก่อนที่คุณจะใช้เซ็นเซอร์ คุณจะต้องปรับเทียบเซ็นเซอร์ ในการดำเนินการนี้ ให้ใช้โปรแกรมเมอร์ USB เพื่อแสดงค่าเซ็นเซอร์ดิบจากเซ็นเซอร์ความชื้น อ่านค่าแบบแห้งจากเซ็นเซอร์ในอากาศ จากนั้นจุ่มส่วนที่เป็นแท่งของเซ็นเซอร์ลงในเหยือกน้ำเพื่อให้ได้ระดับความชื้นสูงสุด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ได้ทำให้ส่วนประกอบใดๆ เปียกขณะทำเช่นนั้น ใช้ค่าสูงสุดและต่ำสุดเหล่านี้และแทนที่ในโค้ด จากนั้นมอนิเตอร์ของคุณก็พร้อมใช้งาน คุณยังสามารถเพิ่มมาร์จิ้นเล็กน้อยลงในค่าสูงสุดและต่ำสุดเพื่อพิจารณาความผันแปรของสภาพแวดล้อม

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ จอภาพมีอายุการใช้งานประมาณ 15-20 วันต่อการชาร์จหนึ่งครั้งของแบตเตอรี่ 18650 ฉันได้ให้รายละเอียดสองเทคนิคในบล็อกของฉันซึ่งคุณสามารถนำไปใช้เพื่อปรับปรุงสิ่งนี้ต่อไปได้ประมาณ 50-60 วันต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง โดยพื้นฐานแล้วจะเกี่ยวข้องกับการจ่ายไฟให้กับเซ็นเซอร์ความชื้นเมื่อคุณต้องการอ่านค่าและถอดไฟ LED ขนาดเล็กบน Arduino คุณยังสามารถปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้โดยการอ่านค่าให้น้อยลง

ฉันยังเพิ่มแผ่นอะครีลิกบนจอภาพเมื่อเสร็จสิ้นเพื่อปกป้องส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์

คุณได้ลองทำเครื่องวัดความชื้นในดินของคุณเองแล้วหรือยัง? แจ้งให้เราทราบในส่วนความคิดเห็น!