Inteligentny sterownik nawadniania na Pi Pico – od pomysłu do własnej płytki PCB

[Icek911]

Cześć,

Chciałbym podzielić się projektem, który pochłonął mnie na ostatnie tygodnie  – w pełni autonomiczny sterownik nawadniania do ogórków. Wszystko zaczęło się od prostego problemu: mam dość dużą działkę i zbiornik na deszczówkę, ale jest on oddalony od miejsca, które wymaga podlewania o jakieś 50 metrów, a do tego muszę pokonać różnicę wysokości około 3-5 metrów. Ręczne noszenie wody odpadało. 

Głównym założeniem było stworzenie urządzenia, które będzie w pełni konfigurowalne bez podłączania do komputera. Chciałem mieć możliwość zmiany harmonogramów podlewania, uruchamiania pompy ręcznie czy ustawiania pauzy w deszczowe dni, stojąc bezpośrednio przy urządzeniu.

 

Wykorzystane moduły i komponenty

Sercem projektu jest mikrokontroler Raspberry Pi Pico, a dokładnie Pico RP2040, programowany w MicroPythonie. Wybrałem go ze względu na dużą elastyczność i dwa niezależne porty I2C, co – jak się później okazało – było zbawieniem przy projektowaniu płytki PCB.

Oto pełna lista kluczowych komponentów:

• Mikrokontroler: Raspberry Pi Pico 

• Wyświetlacz: Ekran OLED 128x64 I2C (oparty na SSD1306)

• Zegar czasu rzeczywistego (RTC): Moduł DS3231 I2C podobny do tego (ostatecznie okazał się uszkodzony i projekt działa na wewnętrznym RTC Pico)

• Czujnik: Moduł AHT10 I2C do pomiaru temperatury i wilgotności powietrza ale równie dobrze może być AHT20

• Moduł przekaźnika 1-kanałowy

• Element wykonawczy: Moduł przekaźnika 5V, sterujący pompą

• Interfejs użytkownika: 4 przyciski typu tact-switch (Góra, Dół, OK, Wstecz)

• System zasilania:

  • Panel fotowoltaiczny 100W

  • Regulator ładowania PWM 10A z wyjściami USB

  • Akumulator żelowy 12V 18Ah

• Pompa: Membranowa pompa ciśnieniowa 12V 72W

 

Droga od pomysłu do działającego urządzenia wymagająca. To mój pierwszy tak złożony projekt i nauczyłem się niesamowicie dużo, głównie na własnych błędach.

Zaczęło się klasycznie – od prototypu na płytce stykowej.

Plątanina kabli była ogromna, ale pozwoliła mi na napisanie i przetestowanie podstawowej wersji oprogramowania. Kod, napisany w MicroPythonie, rozrósł się do sporej maszyny stanów, która zarządza menu, harmonogramami i wszystkimi peryferiami.

Kolejnym wyzwaniem było zaprojektowanie własnej płytki PCB w programie KiCad. To był mój debiut. Przejście od schematu do projektu ścieżek na jednej warstwie było jak rozwiązywanie trudnej łamigłówki. Każda ścieżka, która blokowała drogę innej, zmuszała do przemyślenia układu od nowa. Ostatecznie, aby ułatwić sobie życie, wykorzystałem oba porty I2C w Pico, co znacząco uprościło prowadzenie ścieżek. Płytkę wykonałem metodą termotransferu.

Efekt końcowy

moje ogórki.zip

 

Po wielu wieczorach spędzonych na lutowaniu, debugowaniu i pisaniu kodu, powstało w pełni działające urządzenie zamknięte w szczelnym pojemniku na żywność. Sterownik realizuje wszystkie założone funkcje:

• Wyświetla aktualny status, czas i odczyty z czujnika.

• Uruchamia pompę zgodnie z dwoma, w pełni edytowalnymi harmonogramami.

• Pozwala na ręczne włączenie i wyłączenie pompy.

• Posiada funkcję pauzy na wybraną liczbę godzin na wypadek deszczu.

• Wszystkie ustawienia są zapisywane w pamięci Pico i nie giną po zaniku zasilania.

W następnym roku na pewno użyję mocniejszej pompy

Jestem świadomy, że użyłem dużo gluta ale jak wiecie, bez hot gluta nie ma DIY  

Zdjęcia z produkcji a w ZIPie finalny filmik  

Edytowano Lipiec 21, 2025 przez Icek911

[_LM_]

19 godzin temu, Icek911 napisał:

Płytkę wykonałem metodą termotransferu

Polecam umycie płytki rozcieńczalnikiem nitro, miedź będzie lśniła jak z fabryki. No i standardowo, rozpuść nieco kalafonii w denaturacie lub izopropanolu później takim roztworem pomaluj PCB będzie zabezpieczona przed utlenianiem miedzi oraz lepiej się lutuje.

Edytowano Lipiec 22, 2025 przez _LM_

[Icek911]

3 godziny temu, _LM_ napisał:

Polecam umycie płytki rozcieńczalnikiem nitro, miedź będzie lśniła jak z fabryki. No i standardowo, rozpuść nieco kalafonii w denaturacie lub izopropanolu później takim roztworem pomaluj PCB będzie zabezpieczona przed utlenianiem miedzi oraz lepiej się lutuje.

Dziękuję za radę. Na pewno następnym razem spróbuję 

 

[_LM_]

20 minut temu, Icek911 napisał:

Dziękuję za radę

No problem, na prawdę długo męczyłem się z czyszczeniem PCB (przeważnie acetonem) po termotransferze aż nie kupiłem nitra. Od tego czasu to formalność.