Добрый день, уважаемый читатели! Проект теплицы с зачатками разума уже успешно отработал весь летний сезон. И в этой небольшой статье я познакомлю вас с “аппаратной начинкой” проекта, а так же какие датчики были использованы в проекте, и для чего их так много.
Все части цикла “Теплица с зачатками разума на ESP32”
- Часть 1. Пролог (строительство)
- Часть 2. Hardware – описание использованных компонентов
- Часть 3. Управление форточками (проветриванием)
- Часть 4. Управление поливом и наполнением бака
“Сердцем” всей системы послужила плата ESP32_Relay_X8, про которую я уже писал ранее, на которой я заменил модуль.
На текущий момент выходы (реле) используются следующим образом:
- Приводы форточек – открыть
- Приводы форточек – закрыть
- Клапан для автоматического пополнения бака из водопровода
- Насос для системы капельного полива из бака
- Клапан полива 1 (томаты)
- Клапан полива 2 (огурцы)
- Тепловентилятор (подогрев в заморозки)
- Резерв
Конечно, для управления линейными приводами с реверсом можно было бы применить Н-мост…, но реле уже есть, и на них можно тоже легко и просто соорудить схему питания двигателя постоянного тока с реверсом.
С остальными исполнительными механизмами вообще нет проблем – все клапаны и насосы на 12В и достаточно подать на них питание через те же самые реле. Главное, чтобы блок питания обеспечивал необходимый ток.
Вся “лучшая сторона” GPIO микроконтроллера занята штатными реле, уже распаянными на плате. Для свободного использования остается не так много выводов:
Теперь стоит рассказать о датчиках, на основании данных с которых и работает вся эта автоматика. В целом и общем большинство подключенных сенсоров работают посредством шины RS485 и Modbus RTU, но есть и парочка сенсоров на I2C. Да, сенсоры для RS485 очень дорогие, но надежность работы на длинных кабелях требует жертв.
- Датчик температуры и влажности воздуха в теплице. Я использовал RS-WS-N01-2D-LCD, про который я писал ранее. На основании его данных осуществляется управление форточками и полив по температуре (опционально)
- Два датчика влажности и температуры почвы CWT-Soil-TH-S для шины RS485. С них снимаются данные о влажности почвы в двух зонах – томаты и огурцы. Для томатов и огурцов требуется примерно одинаковый температурный режим, а вот полив требуется совсем разный. Поэтому два отдельных датчика и два клапана. Как нибудь напишу про них подробнее, когда накопится опыт использования. Почему не обычные емкостные? Потому что они архи не надежны и не стабильны, у меня есть длительный опыт использования их в системе полива комнатных цветов.
- Датчик температуры воды в баке – DS18B20 в металлической гильзе, дополнительно герметизированный силиконом. Для работы системы полива, чтобы не полить растения слишком холодной водой.
- Датчик уровня воды в баке QDY-30А для шины RS485. Пока находится в пути с AliExpress. На основании его данных будет приниматься решение о поливе и необходимости пополнения бака из водопровода.
- Датчик температуры почвы снаружи теплицы – DS18B20 в металлической гильзе. Для автоматики он никак не используется, но по нему можно судить о сроках посадки растений снаружи. У меня уже стоит такой на метеостанции около дома, но лучше иметь такой в огороде.
- Дополнительный датчик температуры DS18B20 в металлической гильзе. Он будет использоваться как “переносной” для управления тепловентилятором. Его можно будет засунуть под укрывной материал вместе с отопителем.
- Датчик освещенности BH1750. Пока в автоматике никак не используется, но пусть будет. Возможно в дальнейшем сделаю включение подсветки, если понадобится.
- С “внешней” метеостанции поступают данные о внешней температуре, влажности и силе ветра. При сильном ветре форточки автоматически “прикрываются”, дабы их не вырвало.
- На случай, когда связи с метеостанцией нет, предусмотрен дешевый датчик AHT10, но его показания не могут быть верными в солнечную погоду, так как его просто некуда спрятать от перегрева. Поэтому используется только тогда, когда данные с метеостанции устарели более чем на 15 минут.
Для подключения всего этого “богатства” к контроллеру вначале хотел использовать разъемы и МГТФ.
Но после того, как в ходе подготовки некоторые разъемы пару раз отвалились, понял что это “не вариант”. Поэтому сделал две платы – адаптер на “материнскую” плату.
Кроме датчиков, к плате подключен LCD дисплей и 6 кнопок для ручного управления по шине I2C. Для их удобного подключения создал другую платку:
Здесь же собрал самодельный преобразователь уровней для дисплея на транзисторах 2N7000.
В качестве блока питания использован стандартный блок 12В 5А в металлическом корпусе.
Все это упаковано в пластиковый бокс с защитой от влаги. Для ввода многочисленных кабелей внутрь предусмотрены кабельные герметичные уплотнители.
Единственное, что меня немного “беспокоит” – панель управления. Кнопки, дисплей и светодиоды нарушают герметичность корпуса. Постараюсь уплотнить места их установки термоклеем, как это получилось сделать с датчиком освещенности.
На текущий момент большинство функций уже успешно работает, но есть еще несколько программных проблем, которые предстоит устранить. После отладки и окончательного монтажа устройства постараюсь написать позже.
Все части цикла “Теплица с зачатками разума на ESP32”
- Часть 1. Пролог (строительство)
- Часть 2. Hardware – описание использованных компонентов
- Часть 3. Управление форточками (проветриванием)
- Часть 4. Управление поливом и наполнением бака
На этом пока всё, до следующих встреч на сайте и на dzen-канале!
Полный архив статей вы найдете здесь
Пожалуйста, оцените статью: