Arduino jest taką fajną platformą, że chyba podoba się tylko osobom zainteresowanym. Dlatego też moja żona zawsze skacze z radości, gdy dokupuje sobie nowe przekaźniki, czujniki czy też „cholerne kable walające się po szafkach”. Ja natomiast uwielbiam wykonywania przedmiotów użytkowych, mających zastosowanie w życiu codziennym. Wiem, że system podlewający zioła nie jest niczym nowym i skomplikowanym, jednakże wbrew pozorom dla człowieka nie mającego wiele wspólnego z programowaniem i elektroniką, może być kłopotliwe. Tym bardziej, że informacje ułatwiające złożenie takiego zestawu są rozproszone w sieci i nie znalazłem jeszcze dobrego tutorial -a po polsku. Dlatego postaram się opisać to jak najdokładniej, aby ktoś taki jak ja mógł to zrozumieć
Projekt na początku miał kilka założeń:
Znalezienie doniczki, która będzie dobrze wyglądała (nie zostanie skazana na banicję przez innego mieszkańca)
Doniczka musi mieć zbiorniki na wodę na tyle duże, żebym nie musiał martwić się podlewaniem ziół w kuchni, które umierały mi bardzo szybko – albo za mało wody albo odwrotnie.
System podlewania ma być indywidualny dla każdego rodzaju z ziół i działać raz lub dwa dziennie.
Wszystko musi być najtańsze jak się da.
Projekt musi dobrze wyglądać.
Znalezienie odpowiedniej doniczki, która zmieści się na szafce (i będzie dobrze wyglądać) okazał się niemożliwy do zrealizowania. Nic takiego na rynku nie ma, dlatego też musiałem zrobić ją sam. Najkorzystniejszym cenowo materiałem okazało się PCV o grubości 3 mm. Występuje w kolorze białym i czarnym, są sklepy internetowe gdzie możemy zamówić już przycięte formatki. Poniżej pokazuję projekt doniczki i rozpisane wielkości formatek.
Formatki z PCV potrzebne do wykonania doniczki ze zbiornikiem wody (wymiary w mm, grubość 3 mm):
183 x 200 mm – 2 szt
400 x 180 mm – 2 szt
400 x 200 mm – 1 szt
392 x 120 mm – 3 szt
Zdjęcia i projekt:
Elementy kleimy najpierw kropelką/super glue lub innym klejem kontaktowym. Później uszczelniamy połączenia poprzez nakładanie kleju do rur PCV (z atestem dla instalacji wodnej) za pomocą strzykawki. Po prostu nabieramy klej i grubą warstwę wciskamy w szczeliny. Klej schnie 24h, a każdy z elementów trzeba zabezpieczyć oddzielnie, co więcej nie ma możliwości aby zrobić to już po złożeniu doniczki – nie będziemy mieć dostępu do niektórych krawędzi. Dlatego uszczelniać klejem do PCV należy etapami. Na końcu warto zrobić test szczelności, w moim przypadku robiłem 3 poprawki.
Również warto przed wklejeniem tylnej ściany doniczki zamontować do niej pompki wody oraz wyprowadzić okablowanie na zewnątrz. W moim przypadku po prostu wywierciłem dziurę, którą uszczelniłem klejem do PCV. Pompki mogą być dowolne, pracujące z odpowiednim napięciem dla naszego źródła zasilania (u mnie 5V)
Ponieważ doniczka z PCV nie spełnia przynajmniej dwóch punktów z założeń projektu. Musiałem wykombinować osłonkę, która będzie wodoodporna i umożliwi dolewanie wody od góry pojemnika. Padło na hexagonalną sklejkę, akurat najdroższy z elementów tego projektu.
Formatki, osłonka drewniana (wymiary w mm, grubość 15 mm):
220 x 215 – 2 szt
415 x 215 – 1 szt
415 x 40 – 1 szt
415 x 190 – 1 szt
50 x 415 – 1 szt
35 x 415 – 1 szt
Wszystko jest połączone na konfirmaty bo tak mi pasowało wizualnie. Można zastosować też wkręty lub po prostu ją skleić na kołki.
Elementy elektroniczne:
Wemos D1 mini (lub inna płytka oparta na ESP8266, np. NodeMCU)
Czujnik wilgotności gleby
Przekaźnik z logiką 3,3V
Moduł z zasilaniem 5v i 3,3V
Pompki akwarystyczne zasilane z 5V
Przetwornik ADC - ADS1115
Tylna ściana doniczki specjalnie ma niepełne plecy, aby łatwo było zamontować całą elektronikę. Do sterowania wykorzystałem D1 Mini oparty na ESP8266 ze względu na wbudowane wifi. Ponieważ wykorzystuje 3 sztuki czujników wilgotności gleby, niezbędny był przetwornik ADS1115, który może odczytywać sygnał ADC dla czterech urządzeń. To ma znaczenie bo D1 Mini mógłby obsługiwać tylko jeden z nich, więc musiałbym w projekcie wykorzystać aż 4 takie urządzenia. Dodatkowo wprowadziłem zewnętrzny układ zasilania (pompki nie dawały rady przy natężeniu prądu z D1) oraz przekaźniki uruchamiające pompki w zależności od wilgotności.
Sterowanie oparłem na gotowym rozwiązaniu ESP Easy z którego korzystam już przy innych czujnikach i które trochę już znam. Tak jak pisałem wcześniej, nie potrafię programować i nie to mnie kręci w tej platformie. Natomiast ESP Easy posiada web UI i ogólnie jest łatwo konfigurowalne bez znajomości języka programowania. W tym projekcie jedyne czego trzeba się nauczyć to reguły, banalnie proste do zrozumienia. Instalacja i konfiguracja jest dobrze opisana na stronie głównej projektu: https://www.letscontrolit.com/wiki/index.php/ESPEasy
Tak wygląda strona z urządzeniami w ESP po odpowiedniej konfiguracji. Pierwsze trzy to czujniki wilgotności, kolejne trzy to przełączniki do sterowania przekaźnikami uruchamiającymi pompki.
Jest jedna rzecz, której nie znalazłem w żadnym poradniku dotyczącym przygotowania systemu do podlewania kwiatków. Jest to kalibracja czujników. Powinno to być oczywiste i logiczne, jednak dla mnie nie było. Na początku przyjąłem, że wartości maksymalne przetwornika należy przyjąć jako referencyjne i na podstawie tego określać procent wilgotności gleby. Mój błąd był większy niż moje samozadowolenie. Dopiero po ciemnej stornie anglojęzycznego internetu znalazłem informacje o kalibracji i jej sposobie. Należy sprawdzić jego wskazania w suchej ziemi oraz w mokrej. Więc najlepszym sposobem jest wysuszenie odpowiedniej ilości w piekarniku:
Zanotowaniu wskazań dla wysuszonej i ostygniętej ziemi ( przesypałem ją do słoika żeby odpowiednio wsadzić czujnik). A później powtórzeniu pomiarów dla ziemi mokrej ale bez stojącej gleby. Później wystarczy wpisać nasze wskazania w webUI ESP Easy, która ma już dwupunktową kalibrację dla przetwornika ADS1115 i wskazaniu naszych pomiarów. Przy pomiarze gdzie była sucha ziemia wpisujemy 0, przy mokrej 100. Dzięki temu mamy od razu podany wynik w procentach.
Ostatnim etapem jest napisanie reguł sterujących podlewaniem. W moim przypadku codziennie o 7.00 rano dokonywany jest pomiar wilgotności gleby, jeśli wilgotność jest niższa niż 55% (lub 45% w przypadku jednego z nich) uruchamiana jest pompka na czas kilku sekund. Później odczekuje 30 sek i znowu dokonuje pomiaru. Jeśli wilgotność jest niższa, znowu dostarczana jest woda. Algorytm powtarza się łącznie 3 razy dla każdego z czujników. Wystarcza to spokojnie aby utrzymać odpowiednią wilgotność gleby. Oczywiście można było się pokusić o wprowadzenie zmiennych zależnych od odchylenia od normy. Nawet nie byłoby to bardzo trudne, jednakże całość miała być prosta.
Reguły:
On Clock#Time=All,07:00 do // codziennie o 7.00 rano wykoanć
taskrun,1 // pomiar z zadania nr 1
if [Z1#Analog]<55 // sprawdzić czy jest niższy niż 55
pulse,14,0,20000 // jeśli jest to uruchomić pompkę na 20 sek, jeśli nie nie podejmuje zadań
endif
timerSet,1,30 // timer uruchominy na 30 sek aby woda mogła wsiąknąć
taskrun,1 // pomiar z zadania nr 1
if [Z1#Analog]<55 // itd...
pulse,14,0,10000
endif
timerSet,2,30
taskrun,1
if [Z1#Analog]<55
pulse,14,0,8000
endif
endon
taskrun,2
if [Z2#Analog]<55
pulse,13,0,10000
endif
timerSet,3,30
taskrun,2
if [Z2#Analog]<55
pulse,13,0,5000
endif
timerSet,4,30
taskrun,2
if [Z2#Analog]<55
pulse,13,0,5000
endif
endon
taskrun,3
if [Z3#Analog]<45
pulse,12,0,10000
endif
timerSet,5,30
taskrun,3
if [Z3#Analog]<45
pulse,12,0,5000
endif
timerSet,6,30
taskrun,3
if [Z3#Analog]<45
pulse,12,0,5000
endif
endon
Pewnie kilka rzeczy zrobiłem w sposób trudniejszy niż można było to zrobić albo niezgodnie ze sztuką ale chyba to w tej całej zabawie jest najfajniejszego.
