Konewka na Arduino Uno / Pro Mini

[JacU]

Cześć, chciałbym zrobić automatyczną konewkę do kwiatka. Układ składa się z:

• Arduino Uno (docelowo będzie Pro Mini),
• czujnika wilgotności gleby,
• mini pompy zanurzeniowej,
• modułu wykonawczego MOSFET IRF520 24V/5A.
• źródła zasilania w postaci baterii ogniw Li-pol ~11,1 V.

Mam wątpliwości czy z tego samego źródła napięcia mogę bezpiecznie zasilać nie tylko pompę ale też Arduino i czy mogę to zrobić bez dodatkowych zabezpieczeń, tak ja to widać na załączonym rysunku. Będę wdzięczny za pomoc i wskazówki, jak należy to zrobić prawidłowo.

No i jeszcze, pytanie czy taki układ, wykonujący pomiar wilgotności raz na dobę i ewentualnie włączający wówczas pompkę na trzy sekundy może stać miesiącami pod napięciem, czy coś się może np. grzać i trzeba to wymyślić inaczej?

[Luuke]

Zasilanie: Pamiętaj, że w pełni naładowany pakiet LiPo 3S ma napięcie większe niż nominalne 11,1V. Koniecznie  też dodaj zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem.

Czujnik wilgotności gleby: Musisz dodać wyłączanie zasilania czujnika albo spodziewaj się, że za miesiąc nic z niego nie zostanie. Elektroliza zje całą miedź na nóżkach sondy. Polecam też czujnik pojemnościowy.

Pompa: Wystarczy Ci minipompka na 5V od Chińczyków za kilka złociszy. Przy mojej roślinie sprawdzała się świetnie 🙂

 

Układ nie powinien się grzać. Jeśli chcesz, żeby długo pracował na jednym naładowaniu to pamiętaj, żeby go usypiać, kiedy nie musi pracować.

 

 

[Gieneq]

Tu jest ciekawy materiał o czujnikach wilgotności gleby. Na pewno nie spodziewaj się, że popularne chińskie czujniki będą działać bezawaryjnie.

Zaletą pojemnościowych czujników jest odizolowanie od ziemi - DFRobot w serii Gravity posiada taki czujnik, kosztuje nieco więcej ale na pewno nie zje go korozja 😉

 

[JacU]

Dzięki za reakcję na mój post i problem - warto było poprosić o pomoc, skoro kogoś to obchodzi 🙂 

Zanim odniosę się do Waszych porad może jeszcze słowo o moich założeniach. Konewka jest jednym z projektów, które zamierzam wykonać w celu ogarnięcia tematu "zabawy z Arduino". Na ten moment nie zależy mi na niesamowitej jakości czy trwałości wykonywanych gadżetów, tylko na popranym doborze elementów, ich właściwym łączeniu i sensownym oprogramowaniu. Kiedy opanuję podstawy i nie będę miał poczucia, że to co składam to w dużej mierze ruletka, wtedy przyjdzie czas na jakość - teraz ze względu na to, że do nauki mam sporo rzeczy stawiam na niski koszt i reużywalność.

5 godzin temu, Luuke napisał:

Zasilanie: Pamiętaj, że w pełni naładowany pakiet LiPo 3S ma napięcie większe niż nominalne 11,1V. Koniecznie  też dodaj zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem.

Pakiet Lipo jest tutaj tymczasowym rozwiązaniem i zostanie zastąpiony zasilaczem z zakresu od 7 do 12V. Będę pamiętał o zabezpieczeniu przed rozładowaniem w projektach, w których ze względu na mobilność zostanę przy Lipolach - dzięki. 

5 godzin temu, Luuke napisał:

Czujnik wilgotności gleby: Musisz dodać wyłączanie zasilania czujnika albo spodziewaj się, że za miesiąc nic z niego nie zostanie. Elektroliza zje całą miedź na nóżkach sondy. Polecam też czujnik pojemnościowy.

Chyba nie bardzo rozumiem, co masz na myśli mówiąc o wyłączeniu czujnika. W sketchu mam zdefiniowane piny analogowy i cyfrowy, zadeklarowałem je też jako wejścia i raz na dobę wykonuję pomiar, który jeśli jest sucho uruchamia na 3 sek. pompę. Potem czekam 24 godziny na wykonanie następnego pomiaru i wtedy nic się nie dzieje. Czy chodziło Ci o to, żeby nie mierzyć na okrągło czy jest jakieś polecenie odłączenia czujnika? Co do czujnika pojemnościowego, chętnie skorzystam z rady, kiedy będę budował docelową konewkę 🙂

5 godzin temu, Luuke napisał:

Pompa: Wystarczy Ci minipompka na 5V od Chińczyków za kilka złociszy. Przy mojej roślinie sprawdzała się świetnie

Mam właśnie coś takiego 🙂 Chociaż te 5V to chyba nadużycie, bo kiedy zasilam sterownik IRF520 w sposób pokazany przez sprzedawcę (pin 5V z Arduino na VCC sterownika) to pompa nawet nie drgnie. Dlatego podaję zasilanie z Lipo na VIN i GND sterownika, no ale wtedy muszę z tego samego źródła zasilać i pompę i Arduino co budzi moje obawy a nie wiem jak zabezpieczyć Arduino przed tym chaosem, który wprowadza pewnie do linii załączanie i wyłączanie pompy.

5 godzin temu, Luuke napisał:

Układ nie powinien się grzać. Jeśli chcesz, żeby długo pracował na jednym naładowaniu to pamiętaj, żeby go usypiać, kiedy nie musi pracować.

Trochę bałem się tego tematu i skoncentrowałem się na poprawnym połączeniu elementów elektronicznych ale masz rację - konewka przez większość życia nie robi nic, więc usypianie Arduino przy tym projekcie jest chyba nieodzowne. Znalazłem taki artykulik http://roboblog.eu/2016/03/18/usypianie-arduino/ w temacie, więc jak ogarnę już kwestię właściwego połączenia elektroniki, spróbuję dostosować sketch.

3 godziny temu, Gieneq napisał:

Tu jest ciekawy materiał o czujnikach wilgotności gleby.

Ciekawy materiał 🙂 Wynika z niego, że wszystkie trzy czujniki, które zakupiłem nie mają większego sensu... Tak więc dobrze, że na razie koncentruję się na poprawności połączeń i to nie boli za bardzo. W każdym razie na pewno kolejny czujnik wilgotności gleby jaki zakupię będzie pojemnościowy - dzięki 🙂

Edytowano Sierpień 20, 2018 przez JacU

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Luuke]

27 minut temu, JacU napisał:

Chyba nie bardzo rozumiem, co masz na myśli mówiąc o wyłączeniu czujnika. W sketchu mam zdefiniowane piny analogowy i cyfrowy, zadeklarowałem je też jako wejścia i raz na dobę wykonuję pomiar, który jeśli jest sucho uruchamia na 3 sek. pompę. Potem czekam 24 godziny na wykonanie następnego pomiaru i wtedy nic się nie dzieje. Czy chodziło Ci o to, żeby nie mierzyć na okrągło czy jest jakieś polecenie odłączenia czujnika? Co do czujnika pojemnościowego, chętnie skorzystam z rady, kiedy będę budował docelową konewkę 🙂

Czujnik jest podłączony do zasilania przez nóżki VCC i GND. W związku z tym dopóki cały układ jest zasilany na nóżkach sondy jest napięcie, które powoduje elektrolizę miedzi. Aby temu zapobiec możesz dodać sterowanie tego zasilania przez mały tranzystorek dodany w linii zasilania czujnika i sterowany przez dodatkowy pin Arduino.

W programie będzie coś takiego: wybudzenie procka -> włączenie zasilania czujnika -> odczekanie chwili dla ustabilizowania odczytu -> pomiar -> wyłączenie zasilania czujnika -> (podlewanie) -> uśpienie procka.

 

40 minut temu, JacU napisał:

Mam właśnie coś takiego 🙂 Chociaż te 5V to chyba nadużycie, bo kiedy zasilam sterownik IRF520 w sposób pokazany przez sprzedawcę (pin 5V z Arduino na VCC sterownika) to pompa nawet nie drgnie. Dlatego podaję zasilanie z Lipo na VIN i GND sterownika, no ale wtedy muszę z tego samego źródła zasilać i pompę i Arduino co budzi moje obawy a nie wiem jak zabezpieczyć Arduino przed tym chaosem, który wprowadza pewnie do linii załączanie i wyłączanie pompy.

W sumie to nic dziwnego, że nie ruszyła 🙂 Wydajność prądowa mikrokontrolerów w prockach jest bardzo niska.

[JacU]

Czasem brak odpowiedzi na zadanie pytanie może prowadzić do pozytywnych rezultatów - udało mi się znaleźć rozwiązanie samodzielnie (rozwiązanie znalazłem w kursach Forbota) 🙂

Zabezpieczenie Arduino przed skutkami załączeń i wyłączeń pompy można zrealizować na dwa sposoby:

• Sposób 1 opisany w Kursie Arduino #8  polega na podłączeniu źródła zasilania (7-12V) do Arduino i wykorzystaniu wbudowanego do Arduino stabilizatora (między masę i plus czyli złącza GND i VIN należy dodatkowo umieścić kondensator w celu filtrowania zakłóceń napięcia) dla zabezpieczenia mikrokontrolera przed skutkami gwałtownego poboru prądu przez silnik pompy podłączony do pinu VIN Arduino,
• Sposób 2 opisany w Kursie elektroniki #8 polega na podłączeniu źródła zasilania (7-12V) bezpośrednio do silnika pompy a zasilanie Arduino z tego źródła napięciem 5V za pośrednictwem zewnętrznego stabilizatora z rodziny 7805 z kondensatorami ceramicznymi 100nF

Oba sposoby wydają się równoważne i chociaż w drugim ignorujemy stabilizator wbudowany w Arduino po to by natychmiast wykorzystać zewnętrzny, to dla osób dbających o bezpieczeństwo układu istotne może być to, że w tym rozwiązaniu w ogóle nie podajemy do Arduino napięcia wyższego niż 5V.

Powyższe rozwiązania załączyłem, by ułatwić życie innym poszukującym, którzy dopiero zaczynają - zamieszczam też rysunki obu rozwiązań.

[Elvis]

Równoważne? Co przez to rozumiesz, masę użytych elementów? Bo rozwiązania różnią się mocno - w jednym pompa jest zasilana z 5v w drugim z lipol, pewnie >12v. O zakłóceniach, stratach mocy na stabilizatorze nie wspominając...

[JacU]

1 godzinę temu, Elvis napisał:

Równoważne? Co przez to rozumiesz, masę użytych elementów? Bo rozwiązania różnią się mocno - w jednym pompa jest zasilana z 5v w drugim z lipol, pewnie >12v. O zakłóceniach, stratach mocy na stabilizatorze nie wspominając...

Nie czytałeś uważnie i nie spojrzałeś na rysunki - pompa zawsze jest zasilana z 7-12V. 

Nie buduję bomby atomowej tylko konewkę a to co w tym ćwiczeniu było najważniejsze, to żeby zabezpieczyć mikrokontroler - tego dotyczyło pytanie. Oba sposoby to zadanie chyba spełniają. Ta masa elementów to niecała złotówka i stać mnie na nią. Nie pytałem jak zaoszczędzić, tylko jak poprawnie zasilać z tego samego źródła silnik i Arduino tak aby mikrokontroler pozostał zabezpieczony. Jak chcesz pomagać, to pomagaj jeśli potrafisz i dawaj konkretne rady. Natomiast jak nie masz nic do powiedzenia w temacie to dziękuję za komentarze.

[Elvis]

Faktycznie, jakoś źle przeczytałem schemat. Wydawało mi się, że w jednym rozwiązaniu zasilanie pompy jest z 5V, w drugim bezpośrednio z akumulatora - więc przepraszam.

Tylko jaki sens jest dawać zewnętrzny stabilizator 7805 skoro stabilizator jest na Arduino? Nie chodzi mi o oszczędności, tylko o zrozumienie, po co - poza zmyleniem czytającego schemat oczywiście.

[JacU]

26 minut temu, Elvis napisał:

Tylko jaki sens jest dawać zewnętrzny stabilizator 7805 skoro stabilizator jest na Arduino?

Tu się zgodzę - praktycznego sensu w wariancie z dodatkowym stabilizatorem nie ma. Rozwiązanie zostało jednak przytoczone jako przykład alternatywnego zabezpieczenia w przypadku, gdyby pierwsze z jakiegoś powodu nie mogło być zastosowane - jest to klasyczny by pass. Chodziło mi o uporządkowanie wiedzy - głównie we własnej głowie ale i może innych początkujących, gdyby tutaj trafili.

Edytowano Sierpień 22, 2018 przez JacU

[marek1707]

Nie można chyba tak kategorycznie zaprzeczać. Zewnętrzny stabilizator będzie potrzebny, gdy ten na płytce nie da rady. Gdy np. napięcie wejściowe będzie wyskie (np. 24V) albo gdy z Vcc chcemy pobierać dużo prądu np. do zasilania diodek LED lub podświetlania sporego wyświetlacza. Już 2.2 calowy TFT może wciągać 200mA co w połączenu z procesorem i paroma czujnikami spokojnie przegrzewa stabilizator na płytce Arduino gdy wpuścimy mu 12V. W tym konkretnymprzypadku rzeczywiście wystarczy ten pokładowy, ale nigdy nie wiadomo co tam jeszcze zostanie podłączone.

A co do pomiarów wilgotności gleby, to wszystkie te czujniko-grabie oparte o druciki/ścieżki wtykane w ziemię są nic nie warte. Albo inaczej: mądrze załączane przeżyją trochę czasu, ale ich wyniki są w zasadzie losowe. Pomiar rezystancji gleby jest tak zależny od jej składników i składu wody, że każdorazowa aplikacja wymaga indywidualnego strojenia czujnika do każdej doniczki osobno. A zbadanie progu przy którym trzeba już podlewać wygląda na wielotygodniową pracę plus kilka poświęconych (w sensie zgniłych/zasuszonych) roślin. Na pewno trzeba zacząć od pomiarów i logowania ich wyników podczas normalnej "eksploatacji" rośliny tj. przy normalnym, dotychczasowym podlewaniu. Dopiero przejrzenie takich tabelek uzbieranych powiedzmy przez 2 tygodnie pokazuje co się zmienia i gdzie może leżeć próg wyzwalania "konewki".

[Elvis]

Oczywiście, jeśli rozważymy inny układ, np. większy pobór pradu, wyższe napięcie zasilajace, czy wręcz zasilanie z sieci, zewnętrzny stabilizator może mieć sens. Ale w tym konkretnym przyladku sensu nie ma i nie warto madralować. Chociaż jego dodanie też nic złego nie zrobi.

[JacU]

1 godzinę temu, marek1707 napisał:

Zewnętrzny stabilizator będzie potrzebny, gdy ten na płytce nie da rady. Gdy np. napięcie wejściowe będzie wyskie (np. 24V) albo gdy z Vcc chcemy pobierać dużo prądu np. do zasilania diodek LED lub podświetlania sporego wyświetlacza. Już 2.2 calowy TFT może wciągać 200mA co w połączenu z procesorem i paroma czujnikami spokojnie przegrzewa stabilizator na płytce Arduino gdy wpuścimy mu 12V.

To cenny komentarz - do wykorzystania w tym temacie.

1 godzinę temu, marek1707 napisał:

A co do pomiarów wilgotności gleby, to wszystkie te czujniko-grabie oparte o druciki/ścieżki wtykane w ziemię są nic nie warte.

Było już wyżej wspominane ale uwaga jak najbardziej do zapamiętania i przyswojenia. Dzięki też za metodykę wyciskania czego się da z tych drucików 🙂

Edytowano Sierpień 22, 2018 przez JacU

[newbie1]

Hej! Chciałem dopytać o szczegóły pierwszego z tych dwóch rozwiązań, które były przytoczone.

• Czy zasilanie 7-12 V jest podłączone jednocześnie bezpośrednio do Arduino i na płytkę stykową (jak sugerowałby napis), czy może być jedynie podłączony do płytki stykowej?
• Jakiej pojemności jest kondensator użyty na schemacie?
• Czy czerwony moduł działa na zasadzie włącznika prądu zasilania do pompy, sterowanego pinem 8?
• W jaki sposób efektywnie ograniczyć napięcie zasilania, jeżeli pompa działa na napięciu 5 V?