Mój roślinny asystent - Automatyczny Sterownik Nawadniania Arduino UNO

[Icek911]

Chciałem się dzisiaj pochwalić moim ostatnim projektem, który powstał z prostej potrzeby, a przerodził się w całkiem zaawansowany system. Wiecie, jak to jest – lato, wyjazdy, albo po prostu zapominalstwo. Kwiatki w domu szybko to odczuwają. Pomyślałem sobie: "A gdyby tak zrobić coś, co podleje je za mnie?". No i tak to się zaczęło – budowa automatycznego sterownika nawadniania opartego na Arduino!

Skąd pomysł i co to w ogóle jest?

Pomysł wziął się z bolączki każdego właściciela roślin – jak zapewnić im optymalne warunki, kiedy nas nie ma albo kiedy po prostu inne obowiązki pochłaniają czas. Chciałem stworzyć system, który nie tylko włączy pompkę "na sztywno", ale będzie aktywnie monitorował wilgotność gleby i podlewał roślinę tylko wtedy, gdy będzie to naprawdę potrzebne, i to do konkretnego, zdrowego poziomu wilgotności. Chodziło mi o elastyczność i pełną kontrolę, dlatego postawiłem na Arduino.

Mój projekt to w zasadzie asystent:

• Monitoruje wilgotność gleby w czasie rzeczywistym.

• Włącza pompkę wody, gdy gleba staje się zbyt sucha.

• Podlewa iteracyjnie (małymi porcjami), aż do osiągnięcia optymalnego poziomu wilgotności (u mnie to 95%).

• Płynnie pokazuje status i odczyty na wygodnym wyświetlaczu LCD.

• Pozwala na ręczną interwencję i zmianę ustawień za pomocą wbudowanych przycisków.

Jakie moduły wykorzystałem?

Sercem układu jest płytka Arduino Uno – w moim przypadku okazało się, że to klon z portem USB-C i układem CH340, co było małym zaskoczeniem, ale zadziałało. Do komunikacji z komputerem używam nowoczesnego USB-C, co jest bardzo wygodne.

Do obsługi interfejsu użytkownika wykorzystałem:

• Moduł wyświetlacza LCD 16x2 z 5 przyciskami (LEFT, RIGHT, UP, DOWN, SELECT): To ciekawe rozwiązanie, bo wszystkie te przyciski są podłączone do jednego pinu analogowego Arduino (A0). Różne wartości rezystancji dla każdego przycisku pozwalają Arduino odczytać, który został naciśnięty. To pozwala na:

  • Przełączanie trybów wyświetlania (aktualna wilgotność, ustawiony próg, ustawiony czas pompowania).

  • Zmianę wartości progu wilgotności (u mnie regulacja co 5%).

  • Zmianę czasu trwania pojedynczej porcji pompowania (u mnie co 1 sekundę).

  • Ręczne włączanie/wyłączanie pompki (przycisk LEFT).

 

Za pomiar wilgotności odpowiada analogowy czujnik wilgotności gleby (typowy, dwuprzewodowy). Podłączyłem go do pinu analogowego A1. Jego kalibracja była kluczowa!

Do sterowania pompką wodną używam modułu przekaźnika.  Jest to niezbędne, bo pompka potrzebuje więcej mocy, niż Arduino może dostarczyć bezpośrednio.

Jak przebiegła budowa i jakie problemy napotkałem?

Budowę zacząłem od podstaw: uruchomienie Arduino, potem podłączenie wyświetlacza, a na końcu czujnika i przekaźnika. Kalibracja czujnika wilgotności była pierwszym wyzwaniem – trzeba było dokładnie zmierzyć, jakie wartości zwraca czujnik w glebie całkowicie suchej i całkowicie mokrej. Te wartości (u mnie to 557 dla sucho i 240 dla mokro) są sercem przeliczania na procenty.

Później doszły przyciski. Okazało się, że moje 5 przycisków jest podłączonych do jednego pinu analogowego (A0). Spędziłem trochę czasu na precyzyjnym zmierzeniu zakresów wartości analogowych dla każdego z nich (0-50 dla RIGHT, 50-150 dla UP itd.).

Największym problemem, z którym się mierzyłem (i z którym pewnie wielu z Was się spotkało), było "zamrażanie" wyświetlacza podczas podlewania. Początkowo używałem funkcji delay(), która, jak się okazało, wstrzymuje całe działanie mikrokontrolera. Oznaczało to, że podczas podlewania wyświetlacz nie odświeżał się, a przyciski nie reagowały. Rozwiązaniem okazało się przejście na programowanie asynchroniczne z wykorzystaniem funkcji millis(). To była spora przebudowa kodu i wprowadzenie maszyny stanów, która zarządza cyklem podlewania (monitorowanie, pauza przed pompowaniem, pompowanie, pauza po pompowaniu na wsiąknięcie) bez blokowania programu. Dzięki temu, nawet gdy pompka działa, mogę nadal zmieniać tryby na wyświetlaczu i widzieć aktualne dane.

Jaki efekt udało się osiągnąć?

Efekt końcowy jest naprawdę zadowalający! Mam sterownik, który dba o moje rośliny w sposób inteligentny. Gdy wilgotność spadnie poniżej ustalonego progu (np. 40%), system rozpoczyna cykl nawadniania. Podlewa małymi porcjami (u mnie 5-sekundowymi), a po każdej porcji czeka 20 sekund, żeby woda wsiąkła i czujnik mógł się zaktualizować. Robi to tak długo, aż wilgotność osiągnie 95% (mój cel nasycenia). Co najważniejsze, po osiągnięciu 95%, system "odpuszcza" i czeka, aż wilgotność ponownie spadnie poniżej 40%, zanim rozpocznie kolejny cykl. To zapobiega przelewaniu i zapewnia roślinom odpowiednią wilgotność.

Wyświetlacz na bieżąco pokazuje status: aktualną wilgotność, czy jest "okej", czy "podlewa...", a nawet odlicza czas w trybie "wsiąkania wody". Przyciski dają pełną kontrolę nad ustawieniami i ręcznym podlewaniem.

Obudowę zrobiłem z klocków lego, bo akurat tylko to miałem w posiadaniu 

Mam nadzieję, że mój projekt zainspiruje Was do własnych eksperymentów! Elektronika to świetna zabawa, a tworzenie czegoś praktycznego daje mnóstwo satysfakcji. Chętnie odpowiem na wszelkie pytania!

 

 

Edytowano Lipiec 21, 2025 przez Icek911

[AntekBezak]

Projekt robi wrażenie, a skoro mamy tu customowe PCB to aż się prosi też o wydrukowaną obudowę

[ethanak]

Bardzo fajne. Rozwiązałeś kilka problemów w sofcie i to duży plus. A obudowa z klocków... co w tym złego? Przecież nie będziesz kupował drukarki dla jednej obudowy bo taniej wyjdzie zatrudnienie ogrodnika...

Ale radzę spojrzeć na ofertę Kradexu, w czasach przeddrukarkowych wiele razy to stosowałem z dobrym wynikiem. 

[Icek911]

2 godziny temu, ethanak napisał:

Bardzo fajne. Rozwiązałeś kilka problemów w sofcie i to duży plus. A obudowa z klocków... co w tym złego? Przecież nie będziesz kupował drukarki dla jednej obudowy bo taniej wyjdzie zatrudnienie ogrodnika...

Ale radzę spojrzeć na ofertę Kradexu, w czasach przeddrukarkowych wiele razy to stosowałem z dobrym wynikiem. 

Dziękuję  na razie są to prototypy czejające na uwagi użytkowników. Jeśli chodzi o drukarkę 3D to na prawdę nie mam za dużo wiedzy i nie chciałbym naciąć sie na minę..

[orb777]

Czy czujnik wie, że skończyła się woda w szklance?

[H1M4W4R1]

20 godzin temu, ethanak napisał:

Ale radzę spojrzeć na ofertę Kradexu, w czasach przeddrukarkowych wiele razy to stosowałem z dobrym wynikiem. 

Nadal używam do czegoś większego  

[Icek911]

6 godzin temu, orb777 napisał:

Czy czujnik wie, że skończyła się woda w szklance?

Czujnik idzie z Chin