Лето — время не только для отдыха, но и для забот о домашних растениях, особенно когда планируется отпуск. Вместо того чтобы просить соседей присмотреть за цветами, можно создать собственную систему «умного полива». Этот проект, как и предыдущий с вентилятором, построен на доступной плате Arduino, что делает его экономичным и интересным для самостоятельной сборки.
От простой идеи к сложной системе
Изучив существующие в интернете схемы автополива, автор не нашел оптимального решения. Большинство вариантов казались либо слишком примитивными, либо неудобными. Была предложена базовая концепция: помпа, управляемая таймером, подает воду через разветвитель с регулируемыми кранами на каждое растение. Однако такая одноканальная система не показалась достаточно функциональной и интересной для реализации.
Гораздо практичнее создать многоканальную систему, способную обслуживать разные растения с индивидуальными режимами полива. Это актуально, например, для дачи с несколькими парниками или теплицей с разными культурами (огурцы, помидоры, клубника), у каждой из которых свои потребности во влаге. Задача заключалась в разработке масштабируемой системы, управляющей несколькими независимыми каналами (до 15) с централизованной настройкой.
Компоненты и принцип работы
На схеме показана принципиальная схема системы с помпами на 5 В.
Для реализации проекта были выбраны следующие ключевые компоненты:
- Помпы: Недорогие модели на 5 В. Для управления мощными насосами (вплоть до сетевых на 220 В) система также подходит.
- Управление питанием: Вместо пайки массива полевых транзисторов для упрощения были выбраны релейные модули. Они универсальны и позволяют коммутировать разную нагрузку.
- Интерфейс управления: Для настройки используется символьный дисплей и энкодер (поворотная ручка, как в автомобильных магнитолах), что делает управление интуитивно понятным.
- «Мозг» системы: Плата Arduino, которая координирует всю работу. Все компоненты можно недорого заказать на маркетплейсах.
Прошивка — сердце системы
Основной интерес представляла разработка программного обеспечения. Задача была — организовать работу нескольких независимых таймеров, управляющих помпами, с возможностью легкого добавления новых каналов. В результате был написан элегантный код, где все параметры хранятся в массивах и обрабатываются циклами. Все пользовательские настройки сохраняются в энергонезависимой памяти (EEPROM) и не сбрасываются при отключении питания.
Сборка и настройка
Процесс сборки включает последовательное подключение энкодера, дисплея по шине I2C и реле к цифровым выводам Arduino. Крайне важно соблюдать порядок подключения реле, так как в прошивке указывается только начальный пин, а остальные определяются автоматически по их количеству.
КАК ЗАГРУЗИТЬ ПРОШИВКУ НА ПЛАТУ ARDUINO
- Скачать архив с файлами проекта.
- Установить необходимые библиотеки в папку Arduino IDE.
- Подключить плату к компьютеру через USB-кабель.
- Открыть файл прошивки (.ino) в среде Arduino IDE.
- Выбрать правильный COM-порт и модель платы в настройках IDE.
- При необходимости изменить параметры в коде и загрузить прошивку на плату.
Гибкие настройки под ваши нужды
Перед загрузкой прошивки нужно адаптировать ее под свои компоненты. Основные настраиваемые параметры включают:
ПРОЕКТ «АВТОПОЛИВ»: ОСНОВНЫЕ НАСТРОЙКИ В ПРОШИВКЕ
- DRIVER_VERSION — тип драйвера дисплея.
- PUMP_AMOUNT — количество управляемых помп.
- START_PIN — номер первого пина, к которому подключено реле.
- SWITCH_LEVEL — логический уровень для управления реле.
- PARALLEL — режим полива: параллельный или последовательный (для избежания перегрузки сети).
- PERIOD / PUMPING — единицы измерения для периода полива и времени работы помпы (часы/минуты/секунды).
После загрузки система готова к работе. С помощью энкодера выбирается канал (помпа), а нажатием и поворотом ручки задается время его работы. Названия каналов (например, «Огурцы», «Помидоры») можно прописать в коде на русском языке.
Разные схемы для разных задач
Схема для работы с 12-вольтовыми помпами.
Схема для управления мощными сетевыми насосами на 220 В.
Схема подключения 14 релейных модулей к Arduino.
Эксплуатация и важные нюансы
Все изменения настроек автоматически сохраняются. При необходимости их можно сбросить до заводских, включив устройство с нажатой кнопкой энкодера. По умолчанию установлен режим последовательного включения помп, чтобы не создавать пиковой нагрузки на блок питания. Важно помнить о потреблении: каждое реле в активном состоянии потребляет около 60 мА, а небольшая помпа — до 500 мА.
В архиве проекта также есть альтернативная прошивка для схемы с одной общей помпой и несколькими электроклапанами. В этом случае одно реле управляет насосом, а остальные — клапанами на разных линиях полива.
Внешний вид интерфейса управления с дисплеем и энкодером.
Пример индивидуальной настройки времени полива для каждого канала.
Практическая ценность и экономия
Готовая система автополива с аналогичным функционалом, если она и есть в продаже, обойдется очень дорого. Себестоимость же этого самодельного решения составляет около 1000 рублей и может немного увеличиться в зависимости от количества каналов. Устройство способно автономно поливать растения на подоконнике, балконе или в теплице, а изменить режим для любого канала можно в любой момент. Сборка и настройка по силам даже увлеченным подросткам.
Почему без датчиков влажности?
Автор часто слышит вопрос о датчиках влажности почвы. Этот проект задуман именно как программируемый таймер, а не как система, реагирующая на состояние грунта. Кроме того, большинство недорогих датчиков быстро корродируют в земле, что снижает их надежность. Для задач, где критичен контроль влажности, требуется принципиально иной подход.
Александр МАЙОРОВ (AlexGyver)