Автополив цветов с удаленным управлением

Сегодня речь пойдет о домашней автоматизации, приятно ведь отдыхая где нибудь в теплом и красивом месте следить за тем как поливаются твои цветы. Это вторая система в моей квартире, первая поливает домашних животных, а в этой я уже исправил все недочеты первой итерации ^[1].

Концепт

При проектировании системы я отталкивался от следующих принципов:

1. Дешево и сердито — я не хочу тратить много средств на систему, которая поливает 15 недорогих цветков. У меня не оранжерея.
2. Автономность — она должна работать сама по расписанию, но это не исключает наличие ручного управления.
3. Удобство — настройка полива происходит по средствам смартфона. Панельки это удобно, но не в этом случае.
4. Гибкость — цветы в основном все разные с разными кашпо, поэтому поливать их необходимо с разной периодичностью и разным количеством воды.
5. Удаленность — управлять можно с любой точки планеты, где есть интернет и смартфон.

Реализация

В качестве корпусов я использовал напечатанные на 3D принтере модели собственного изготовления. Так как WiFi модуль питается от 5 вольт, а клапана и насос от 12, БП я взял от китайского драйвера светодиодной подсветки(продают без корпуса, б/у) на 12в и 2.5А. Такое решение я использовал во многих своих изделиях: покупаю самую дешевую вилку, достаю оттуда ножи и ставлю в свой напечатанный корпус.

В качестве емкости используется ПВХ канистра, в моем случае она оранжевая, потому что в ней была огнезащита. Уровень в емкости контролируется только минимальный, реализовано это при помощи неодимового магнита и геркона. Геркон приклеивается на дно канистры, а магнит, приклеенный к поплавку, перемещается по сегментной трубке из пластика.

Насосы я использую мембранные, они удобны тем, что нет необходимости заполнять контур водой. Единственное неудобство в этих насосах это фланцы, они слишком большого диаметра относительно тех систем орошения, которые можно приобрести в Китае. Еще есть вопросы по ресурсу этих насосов, но работают они по 1-2 минуты в неделю. На фото ниже я использовал силиконовый шланг, однако впоследствии пришлось от него отказаться, потому что пришлось менять и клапана. Насос потребляет порядка 120мА.

Клапана изначально хотел использовать такие, но как оказалось каждый потребляет порядка 3.5А поэтому пришлось от них отказаться.

В итоге клапаны были взяты такие же, как и в прошлом проекте. Они меньше и хорошо себя зарекомендовали, потребление порядка 80мА.

В качестве органа управления был взять китайский Wemos D1 mini. Схема тривиальная, поэтому я ее даже не рисовал, сразу в спринт и на текстолит. С макетными платами у меня как то сразу не срослось, поэтому стараюсь все делать платами, это эстетичнее и отлаживать проще.

Уровень прижимает одну из ног контроллера к + питания, управление насосом и клапанами осуществляется через сборку дарлингтонов ULN2003. Для питания контроллера использовал стабилизатор LM317 — вот это было так себе решение, стабилизатор греется, приклеил радиатор на термоклей.

В результате получилось так, все это находится в углу кухни, поэтому там не видно ни красных корпусов, ни оранжевой канистры.

Шланги ПВХ хоть и выделяются на фоне белого пластика окна, нравятся мне больше нежели, прозрачные силиконовые.

^[2]

Настройка

На первом этапе необходимо разделить цветы на несколько групп, в моем случае 3. Это позволяет более гибко настроить полив. Далее необходимо при помощи капельной форсунки настроить необходимый уровень воды, сложность в том, что все форсунки соединены шиной, и настройка одной порой значительно влияет на остальные. Количество подаваемой воды в шланг регулируется временем работы насоса в секундах.

Софт

Для того чтобы все работало я использовал связку NTP Client + MQTT, первая позволяет при включении получить точное время с сервера и затем его синхронизировать раз в неделю, а вторая управлять процессом полива, настройкой и получать состояние контроллера. При наличии в квартире VPN сервера можно откуда угодно подключиться к домашней сети и посмотреть в каком состоянии находится система. Все параметры полива сохраняются в EEPROM.

Небольшое обзорное видео:

Ссылка на ресурсы ^[3]

Автор: EbomT

Источник ^[4]