Arduino Bodenfeuchte-Monitoring-Stick - Vergessen Sie nie, Ihre Pflanzen zu gießen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Vergessen Sie oft, Ihre Zimmerpflanzen zu gießen? Oder schenkst du ihnen vielleicht zu viel Aufmerksamkeit und übergießt sie?

Wenn Sie dies tun, sollten Sie sich einen batteriebetriebenen Bodenfeuchtigkeitsüberwachungsstab machen. Dieser Monitor verwendet einen kapazitiven Bodenfeuchtigkeitssensor und einen 3,3-V-Arduino Pro Mini, um die Bodenfeuchtigkeit kontinuierlich zu überwachen und Sie zu warnen, wenn Sie Ihre Pflanzen zu viel oder zu wenig gießen.

Mit zwei Potentiometern auf der Platine können Sie einen hohen und einen niedrigen Feuchtigkeitssollwert einstellen und einstellen, der das Blinken von zwei LEDs auslöst, um Sie zu warnen. Sie können der Schaltung auch einfach einen Summer hinzufügen, wenn Sie auch einen akustischen Alarm wünschen.

Sie können auch eine Taste drücken, um den aktuellen Feuchtigkeitsmesswert und die hohen und niedrigen Sollwerte auf dem integrierten OLED-Display anzuzeigen.

Mit dem Standard-Setup hier hält das Gerät etwa 15-20 Tage mit einer einzigen Ladung des 18650-Akkus, der es mit Strom versorgt. Durch die Verwendung von zwei Low-Power-Techniken kann dies jedoch auf etwa 50-60 Tage pro Ladung verlängert werden.

Lieferungen

Um einen Bodenfeuchtemonitor zu bauen, benötigen Sie:

3.3V Arduino Pro Mini – hier kaufen

Die 5V-Version kann mit einer anderen Batterie und 220Ω LED-Widerständen verwendet werden

• USB-Programmierer - Hier kaufen
• Kapazitiver Bodenfeuchtesensor – Hier kaufen
• 3 x 5mm LEDs (vorzugsweise verschiedene Farben) – hier kaufen
• 10K Widerstand – Hier kaufen
• 3 x 100Ω Widerstände – hier kaufen
• 2 x 10K Trim Pots - hier kaufen
• Taktiler Drucktaster – hier kaufen
• Schiebeschalter – Hier kaufen
• 128x32 I2C OLED-Display – Hier kaufen
• Stiftleisten (männlich) – hier kaufen
• Buchsenleistenstifte – hier kaufen
• Flachbandkabel - Hier kaufen

So schalten Sie den Monitor ein

• 18650 3.7V Lithium Akku – Hier kaufen
• 18650 Batteriehalter/Ladegerät – Hier kaufen

Schritt 1: Sammeln Sie Ihre Komponenten und bestellen Sie die Leiterplatten

Ich begann mit dem Entwerfen einer Schaltung, die zu einer Leiterplatte verarbeitet und von einer einzigen 18650-Lithium-Ionen-Batterie betrieben werden konnte. Aus diesem Grund habe ich mich für die 3.3V-Version des Arduino und diesen speziellen kapazitiven Bodenfeuchtemonitor entschieden, der mit 3.3V oder 5V betrieben werden kann.

Sie können die PCB-Dateien von meinem Blog herunterladen, wenn Sie Ihre eigenen bestellen möchten.

Sie können auch einen 5V Arduino Pro Mini mit den gleichen Komponenten verwenden, Sie müssen nur 220 Ohm LED-Widerstände anstelle der hier verwendeten 100 Ohm verwenden. Sie müssen es auch mit einem Akku anstelle des einzelnen Lithium-Ionen-Akkus betreiben.

Sie können die Komponenten auch auf einem Steckbrett montieren und dann eine kurze Leitung zum Feuchtigkeitssensor herstellen, aber die Platine macht es nur zu einem kompakteren und robusteren Aufbau.

Ich habe die Platinen bei PCB Way bestellt, die für 5 Basisplatinen bis 100x100mm nur 5 US-Dollar kosten. Sie wurden sehr schnell hergestellt und versandt und sind von hervorragender Qualität.

Schritt 2: Bestücken Sie die Leiterplatten

Beginnen Sie mit dem Anbringen Ihrer Header-Pins an Ihrem Arduino. Dieses Design verwendet die A4- und A5-Pins für die I2C-Verbindung zum OLED-Display, daher müssen Sie auch diese beiden Pins hinzufügen. Die Boards werden oft nicht mit Pins für diese beiden geliefert, da sie von den Streifen entlang der beiden Seiten getrennt sind.

Löten Sie alle Komponenten auf der Platine ein, achten Sie dabei auf die Ausrichtung der LEDs und des taktilen Tasters.

Um den Feuchtigkeitssensor an Ihre Platine anzuschließen, müssen Sie den weißen Stecker am Ende entfernen und dann drei Kopfstifte in die Lochreihe löten, die dem Ende des Sensors am nächsten liegt. Verwenden Sie diese Pins, um den Sensor direkt auf Ihre Platine zu löten.

Sobald Ihre Komponenten alle angelötet sind, schneiden Sie alle hervorstehenden Stifte von der Rückseite der Platine ab.

Löten Sie die Lithium-Ionen-Akkuladeplatine mit einem kleinen Flachbandkabel an die Stromanschlüsse der Platine, damit der Halter auf die Rückseite der Platine geklebt werden kann.

Schritt 3: Programmieren Sie Ihr Arduino

Um Ihren Arduino Pro Mini zu programmieren, müssen Sie Ihren USB-Programmierer verwenden und ihn in die entsprechenden Header-Pins am PCB-Breakout stecken. Denken Sie daran, dass Tx auf dem Programmierer zu Rx auf dem Arduino geht und umgekehrt. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie den korrekten Spannungsausgang des Programmiergeräts verwenden, 3,3 V für den 3,3 V Pro Mini und 5 V für den 5 V Pro Mini.

Sie können die Skizze von meinem Blogbeitrag herunterladen und eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Abschnitte des Codes lesen.

Schritt 4: Kalibrieren und Verwenden Ihres Bodenfeuchtigkeitssensors

Wenn Sie den Monitor zum ersten Mal einschalten, sehen Sie einen kurzen Begrüßungsbildschirm auf dem Display und das Display schaltet sich dann aus.

Nach dem Ausschalten können Sie die Taste neben dem Display drücken, um es wieder einzuschalten und den tatsächlich gemessenen Feuchtigkeitsgehalt sowie die beiden Feuchtigkeitssollwerte anzuzeigen. Die beiden Sollwerte können durch Drehen der Low- und High-Pegel-Potentiometer eingestellt werden. Der Code enthält eine gewisse Logik, um zu verhindern, dass der niedrige Sollwert höher als der hohe Sollwert und der hohe niedriger als der niedrige eingestellt wird.

Bevor Sie den Sensor verwenden, müssen Sie ihn kalibrieren. Verwenden Sie dazu das USB-Programmiergerät, um die Sensorrohwerte des Feuchtigkeitssensors anzuzeigen. Nehmen Sie eine trockene Messung des Sensors an der Luft vor und tauchen Sie dann den Stabteil des Sensors in einen Krug mit Wasser, um den maximalen Feuchtigkeitsgehalt zu erhalten. Achten Sie dabei darauf, dass keine der Komponenten nass wird. Nehmen Sie diese maximalen und minimalen Werte und ersetzen Sie sie im Code und Ihr Monitor ist dann startklar. Sie können dem Maximum und dem Minimum auch einen kleinen Spielraum hinzufügen, um Umgebungsschwankungen zu berücksichtigen.

Wie bereits erwähnt, hält der Monitor mit einer einzigen Ladung des 18650-Akkus etwa 15-20 Tage. Ich habe in meinem Blog zwei Techniken beschrieben, die Sie implementieren können, um dies mit einer einzigen Ladung auf etwa 50-60 Tage zu verbessern. Diese beinhalten im Wesentlichen nur die Stromversorgung des Feuchtigkeitssensors, wenn Sie Messungen vornehmen müssen, und das Entfernen der kleinen Power-LED auf dem Arduino. Sie können die Batterielebensdauer auch verbessern, indem Sie weniger häufig Messungen vornehmen.

Ich habe dem Monitor auch eine Acryl-Frontplatte hinzugefügt, sobald er fertig war, um die elektronischen Komponenten zu schützen

Haben Sie versucht, Ihren eigenen Bodenfeuchtemonitor herzustellen? Lass es mich im Kommentarbereich wissen!