Diyargroup.ru

Ремонт Строй
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Zigbee-датчик влажности почвы для растений (проект )

Zigbee-датчик влажности почвы для растений (проект modkam.ru)

В этом обзоре мы с вами познакомимся с еще одной разработкой Jagera, автора сайта modkam.ru, широко известного среди энтузиастов умного дома. Это zigbee датчик влажности почвы для растений, функционал которого, при необходимости может быть существенно расширен для других измерений.

Также, пользуясь случаем, хочу выразить благодарность Jager и всем кто приложил свои знания и умения к созданию таких полезных устройств.

Содержание

Где заказать ?

  • Заказать в РФ — телеграмм
  • Заказать в Украине — производитель датчика из обзора на OLX

О датчике

Информация о первой версии устройства появилась еще в августе 2020 года, как альтернативе Mi Flora, который существенно вырос в цене, хотя пару лет назад стоил меньше 10 долларов. Разработка построена на базе многократно проверенного модуля E18-MS1-PCB и измеряет влажность почвы емкостным методом, что защищает электроды датчика от коррозии, а кроме этого имеет возможность установки еще ряда сенсоров — влажности, давления, освещенности и двух датчиков температуры, включая выносной.

Меньше чем через месяц, благодаря участникам сообщества, свет увидела вторая версия датчика, кстати именно про нее и пойдет речь в этом обзоре. Не отличаясь от первой версии функционально, она была оптимизирована с точки зрения схемотехники, что позволило убрать часть лишних элементов и упростить монтаж.

В конце февраля 2021 года, вышла третья версия датчика. Функциональность не изменилась, главное отличие в том — полностью фабричная сборка. Приложенные к статье исходники для заказа содержат всю необходимую информацию для производства готового устройства, самостоятельно останется установить и припаять держатель элементов питания, прошить и распечатать корпус.

Внешний вид

Итак, как я уже сказал, герой этого обзора — датчик второй версии, оптимизированный. Собран в Украине, и очередная моя благодарность для Александра из Одессы, который собрал и безвозмездно передал мне несколько таких устройств.

Попавшие ко мне датчики рассчитаны на установку двух батареек формата ААА. Здесь важно использовать именно батарейки, так как их напряжение равно 1,5 В, что в сумме дает 3. А напряжение никелевых аккумуляторов в сумме дает около 2,5 В. Также можно заказать на базе круглой батарейки CR2032.

В датчике используется модуль E18-MS1-PCB от EBYTE на базе чипа CC2530 который очень часто используется в подобного рода DIY устройствах.

Эта часть датчика должна находится в почве. Прямого контакта электродов с влажным грунтом нет, что предотвращает коррозию. В моем случае это единственный измеряемый параметр, остальные сенсоры не установлены

В сочетании с высокой энергоэффективностью Zigbee, кстати в данной версии датчик передает данные раз в 30 минут, емкости батареек должно хватить на несколько лет минимум.

На датчике есть кнопка — короткое нажатие принудительно проводит обновление данных, а для синхронизации — нужно около 10 секунд удерживать ее, пока светодиод не начнет мерцать.

SLS gateway

Подключение начнем с SLS шлюза, в котором сразу появляется поддержка всех устройств с modkam. Синхронизация и подключения происходит в штатном режиме, поддержка — полная.

Помним что особенностью работы SLS является то, что сразу после подключения появляются не все объекты устройства. Они отобразятся по мере получения с них каких-то данных, это нормально так и должно быть.

Читайте так же:
Монтаж модулей для розеток

Вот так выглядит перечень всех возможных параметров которые можно получать с шлюза. Влажность воздуха, освещение, тут кстати есть какое-то значение, давление, и два датчика температуры — воздуха и выносной для почвы.

Параметр LastSeen это время последнего отзыва от датчик в Unix формате — количество секунд прошедших от 00:00 01.01.1970

Сущности зеркально пробрасываются в Home Assistant. По мере обновления в SLS — будут появлятся и тут. Обновить их принудительно можно коротким нажатием на кнопку датчика. Из реальных параметров на этой версии — уровень заряда, сигнала и влажность почвы.

Напомню — интервал между передачей показания датчика — составляет 30 минут, для растений этого вполне достаточно.

Zigbee2mqtt

Это устройство поддерживается и в zigbee2mqtt — без применения внешних конвертеров и необходимости ставить версию для разработчиков. Сопряжение — тоже стандартное без каких-то специальных действий.

Поддержка полная, включая корректное изображение устройства. На всякий случай уточню — датчик является конечным устройством и не передает данные от других участников сети.

Чтобы данные датчика не исчезали после перезагрузки инстанса — в меню настроек нужно поставить галочку retain, тогда все данные в топике mqtt будут сохранятся.

Все основные параметры датчика тут те же самые что и в SLS — главный — влажность почвы, данные устройства — уровень заряда и сигнала и опциональные — влажность воздуха, давление, освещение и две температуры.

Корпус

Для этого датчика обязательно нужен какой-то корпус, по крайней мере для защиты от брызг при поливе. К вопросу можно подойти с фантазией — например корпуса в виде грибка, которые мне прислали вместе с датчиками.

Шляпка съемная — она открывает доступ внутрь ножки гриба, в которой и находится электронная часть датчика. Кроме этого она выполняет роль зонтика, защищающего датчик от попадания брызг.

На одной из стороны предусмотрено отверстие, через которое можно вывести например выносной датчик температуры.

Нижняя часть датчика с электродами, которую нужно погружать в грунт, выводится через прорезь в нижней части ножки гриба.

Кроме защиты от брызг, корпус выполняет и эстетическую функцию. Грибок в горшке с растением — смотрится оригинально и не чужеродно.

Mi Flora

А так выглядит датчик в грибном корпусе по соседству с заводским решением от Xiaomi Mi Flora. Лично мне больше симпатичен гриб.

Вот сравнение показаний датчиков сразу после полива. Емкостной сенсор Zigbee устройства показывает 100%, а miflora — 76%. Мне кажется что тут ближе к правде Zigbee устройство, так как верхний слой почвы полностью пропитан водой. Кстати хочу отметить что с последним обновлением интеграции Xiaomi gateway 3 — mi flora стала намного чаще отдавать показания, раньше было намного инертнее.

Показания примерно через час. Оба сенсора показывают снижение уровня влаги, но miflora — на 20 с лишним процентов, что как-то много, а Zigbee — всего на 6%.

А тут показания двух рядом стоящих датчиков в другом горшке, менее чем через сутки после полива. MiFlora показывает всего 11%, хотя земля чувствительно влажная на ощупь. При этом грибок считает что влажность — 76% и это больше похоже на правду.

Читайте так же:
Как дома сделать интернет розетки

Всего у меня в системе три таких датчика, как раз по количеству горшков в комнате.

Так они выглядят на карте сети. Они находятся в одной комнате с координатором, здесь это USB Zigbee Stick CC2652 и считают оптимальным подключаться прямо к нему.

Выводить в интерфейс мне удобнее всего при помощи кастомной карты Multiple Entity Row, она позволяет несколько значений выводить одной строкой. Я вывожу все что дает этот датчик — влажность почвы, уровень заряда и сигнала.

Видео версия обзора

Вывод

Говоря о достоинствах этого датчика — в первую очередь стоит упомянуть интерфейс, на мой взгляд Zigbee наиболее подходящий для таких устройств и возможность установки емкого источника питания в виде батареек ААА. Более адекватная, на мой взгляд, методика измерения влажности почвы, по крайней мере она более логичная.

Так же мне очень понравился корпус, но это уже немного другая история, так как его печать не связана с производством датчика, который, напоминаю, в третьей версии можно заказать сразу в сборе, либо приобрести локально с уже установленной прошивкой и элементами питания по одной из указанных мной ссылок.

Компоненты и их описания

Arduino Uno

Arduino взаимодействует через датчики с окружающей средой и обрабатывает поступившую информацию в соответствии с заложенной в неё программой. Подробнее с платой Ардуино Уно можно ознакомиться здесь.

Плата Ардуино Уно

Ардуино Уно

Датчик влажности почвы

Измерение влажности почвы на базе Arduino производится с помощью датчика влажности. Датчик имеет два контакта. Через эти контакты при погружении их в грунт протекает ток. Величина тока зависит от сопротивления грунта. Поскольку вода является хорошим проводником тока, наличие влаги в почве сильно влияет на показатель сопротивления. Это значит, чем больше влажность почвы, тем меньше она оказывает сопротивление току.

Фото датчика влажности почвы

Датчик влажности почвы

Этот датчик может выполнять свою работу в цифровом и аналоговом режимах. В нашем проекте используется датчик в цифровом режиме.
На модуле датчика есть потенциометр. С помощью этого потенциометра устанавливается пороговое значение. Также на модуле установлен компаратор. Компаратор сравнивает данные выхода датчика с пороговым значением и после этого даёт нам выходной сигнал через цифровой вывод. Когда значение датчика больше чем пороговое, цифровой выход передаёт 5 вольт (HIGH), земля сухая. В противном случае, когда данные датчика будут меньше чем пороговые, на цифровой вывод передаётся 0 вольт (LOW), земля влажная.

Этим потенциометром необходимо отрегулировать степень сухости почвы, когда как вы считаете нужно начать полив.

Фоторезистор

Фоторезистор (LDR) — это светочувствительное устройство, которое используются для определения интенсивности освещения. Значение сопротивления LDR зависит от освещённости. Чем больше света, тем меньше сопротивление. Совместно с резистором, фоторезистор образует делитель напряжения. Резистор в нашем случае взяли 10кОм.

Схема делителя напряжения с фоторезистором

Делитель напряжения

Подключив выход делителя Uin к аналоговому входу Ардуино, мы сможем считывать напряжения на выходе делителя. Напряжение на выходе будет меняться в зависимости от сопротивления фоторезистора. Минимальное напряжение соответствует темноте, максимальное – максимальной освещённости.

В этом проекте полив начинается в соответствии с пороговым значением напряжения. В утренние часы, когда считается целесообразным начать полив, напряжение на выходе делителя равно 400. Примем это значение как пороговое. Так если напряжения на делителе меньше или равно 400, это означает, что сейчас ночь и насос должен быть выключен.
Меняя пороговое значение можно настроить период работы автополива.

Читайте так же:
Все стандарты подключения розеток у легковых прицепов

Релейный модуль

Реле представляет собой переключатель с электромеханическим или электрическим приводом.

Фото релейного модуля

Релейный модуль

Привод реле приводится в действие небольшим напряжением, например, 5 вольт от микроконтроллера, при этом замыкается или размыкается цепь высокого напряжения.

Схема реле

Схема реле

В этом проекте используется 12 вольтовый водяной насос. Arduino Uno не может управлять напрямую насосом, поскольку максимальное напряжение на выводах Ардуино 5 вольт. Здесь нам приходит на помощь релейный модуль.

Релейный модуль имеет два типа контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты. Нормально замкнутые без управляющего напряжения замкнуты, при подаче напряжения размыкаются. Соответственно нормально разомкнутые без напряжения разомкнуты, при подаче управляющего напряжения замыкаются. В проекте используются нормально разомкнутые контакты.

Водяной насос

В проекте используем 12-и вольтовый погружной насос с 18-ваттным двигателем. Он может поднимать воду до 1,7 метра.

Помпа на 12 вольт

Водяной насос

Этот насос можно эксплуатировать только тогда, когда он полностью погружен в воду. Это налагает некие обязательства по контролю уровня воды в ёмкости. Если водяной насос будет работать без воды, он просто-напросто сгорит.

Макетная плата

Макетная плата представляет собой соединительную плату, используемую для создания прототипов проектов электроники, без пайки.

"<yoastmark

Перемычки

В данном проекте перемычки используются для соединения компонентов оборудования.

Фото перемычек папа-мама

Перемычки

Виды и цены установок для спринклерного полива: навесные и переносные

Навесная мобильная дождевальная установка: насос от ВОМ + спринклер

Навесная мобильная установка с одним спринклером представляет собой насос от ВОМ трактора и спринклер в единой обвязке. Все это навешивается на трех-точечное крепление трактора и подключается за несколько минут. Средняя дальность (радиус) полива такой установки — 70 м. Диаметр до 140 м.

12.2018-t3-110f-gemini_nadpis-1-1024x554

Если по краю участка имеется канал, то трактор может двигаться с дождевальной установкой вдоль канала, забирать из канала воду и поливать полосу шириной до 78 м.

Такая навесная дождевальная установка подходит для небольшого поля, вдоль которого имеются источники воды (канал, скважины, пруды). Трактор подъезжает, заборный шланг опускается в воду и насосом от вом через спринклер поливается нужный сектор поля. Далее трактор переезжает на другое место и поливает следующий сектор. В комплект установки входят спринклер, насос от вом, карданный вал, фланец, рукав, клапан. Спринклер, насос, карданный вал и прочие комплектующие подбираются под необходимую вам производительность

12.2018-T-1-65AE-Wing-3-1024x768

2018-05-28_10-20-30-1024x768+

12.2018-T3110F-Gemini-3-1024x768

Цены и комплектация на навесные дождевальные установки

Цены от 189 т.р. до 332 т.р. — в зависимости от дальности и объема вылива.

Подробнее описания и цены комплектов навесных дождевальных установок (типа ДДН) смотрите на странице Дождевальная машина ДДН-70, ДДН-100 | Современный аналог

Дождевальная установка с расстановкой спринклеров вдали от насоса

Второй вариант дождевальной установки – с расстановкой спринклеров вдали от насоса. Насос от вом и трактор стоят у источника воды, а спринклеры расставляются по полю. Вода к спринклерам поступает по шлангам или мобильному трубопроводы. Обычно используют пожарные шланги 80-150 мм или полиэтиленовые (пэ, пнд) трубы 110мм и 160мм с быстроразъемным соединением БРС. Спринклеры могут устанавливаться стационарно. А могут перетаскиваться по полю с места на место , если их количества не хватает для полива всего участка.

Читайте так же:
Значки розетки для выпускников 9 класса

Этот вариант применяется, когда источник воды удален от поля, когда нет возможности осуществить дождевание всего участка прямо со спринклера, навешенного на трактор.

насос от вом на тракторе у водоема1067х800

Струйный2

На фото — насос от ВОМ трактора подает воду по пожарным шлангам на спринклеры, которые орошают картофельное поле (полив дождеванием)

Наиболее удобно таким способом поливать до 30 Га. Хотя уже не раз мы поставляли установки спринклерного полива на участки до 50 га (картофель, пшеница, кукуруза и др.). Один насос от вом Rovatti Т 3110F и 4 спринклера Mariner (производитель Idromeccanica Rossi) поливают такую площадь.

Цены и комплектация на переносные дождевальные установки

Ниже приведены два варианта — на практике их гораздо больше, комплектацию подбираем под ваши задачи — площадь участка, расстояние от водоема до ближней и дальней точки участка, мощность трактора и др.

1 Вариант: Комплект спринклерного орошения «Насос 200м3 /ч + 4 спринклера». Позволяет поливать до 1.8 га/час с нормой осадков 10мм/час. Цена по запросу — подбираем комплектацию под ваши задачи.

а) Насос от вом трактора Роватти Т 3-110F ( максимальная производительность 210 кубов в час с давлением до 6.6 атм).
б) 4 спринклера , каждый при 4-5 атм. с расходом воды 40-50 м.куб/час, с радиусом полива 40-45 метров (зависит от расстояния до насоса, ветра, оборотов двигателя насоса).

Схема соединения насоса и спринклеров следующая. От насоса по полю 4 шланга по 80мм или пэ труба d 160 мм с быстроразъемными соединениями.
Т.е. на поле выходят 4 пож. шланга 80мм и на конце каждого — спринклер. При использовании мобильного пнд трубопровода — от насоса по полю собирается мобильный пэ трубопровод на БРС 160мм и на его конце подключаются спринклеры. По всей длине мобильного трубопровода через определенные расстояния имеются выходы для подключения спринклеров на новую позицию.

Расстояния между спринклерами — 60 м, расстоянием между позициями также 60м. Четыре спринклера, установленные через каждые 60 м поливают с хорошим перекрытием полосу шириной 260м.

Таким образом, при длине трубы 300м — можно полить полосу 300*260м.

Технология полива. 1. Установка спринклеров на позицию – полив 1-3 часа. 2. Перемещение спринклеров на новую позицию (путем наращивания или укорачивания шлангов, либо перестановки спринклеров на другой гидрант мобильного трубопровода). 3. Полив на новой позиции 1-3 час. 4. И т.д. Спринклеры изначально ставятся или около насоса и сдвигаются в глубь поля путем удлинения шлангов; либо устанавливаются на конец поля и шланги наоборот укорачиваются – спринклеры придвигаются. При использовании пожарных шлангов, на каждом шланге около насоса стоит кран, и спринклеры можно переставлять по очереди перекрывая линию, не выключая насос.

Скорость полива. 4-мя спринклерами одновременно можно поливать 1-1.8 га в час с нормой осадков 10мм. Эти данные приблизительные! Они основаны на технических параметрах спринклеров, но на практике зависят от схемы и скорости перемещения спринклеров.

Для равномерного полива всей площади, спринклеры обычно расставляются с наложением поливочных кругов. За счет это поливаемая с одной позиции площадь уменьшается, но увеличивается интенсивность увлажнения (мм /час). При наложении поливочных кругов площадь, которую закрывает один спринклер уменьшается на 20-40%.

Соответственно используя 4шт. спринклера — за 1 час вы польете 1.44-1.88 га, с нормой осадков 10 мм, и вылив на эту площадь 188 м3.

Читайте так же:
Как крепить монтажные коробки для розеток

Смешанные системы

Смешанный вариант годится для небольших участков, на которых соседствуют растения с разными потребностями в поливе.

Смешанную систему Karcher Rain Box можно расширить, установив дополнительные капельницы, форсунки, шланги и таймер полива

Например, такая система может сочетать сочащийся шланг для живых изгородей и кустов, капельницы для растений на клумбах и форсунки, распыляющие воду над газоном.

Что из себя представляет водорозетка?

Это разновидность фитинга, устройство для подключения сантехнического прибора к водопроводу. Чаще всего это штуцер с резьбой и приливами с отверстиями для крепления фитинга на поверхности. Бывает от двух до четырёх крепёжных отверстий.
Выпускается большое число фитингов, которые различаются по конструкции и материалам изготовления. Эти устройства бывают:

1. Одинарные — предназначены для использования при одинарной линии водопровода.
2. Двойные сплошные — две в одном блоке для подключения двух соединённых линий.
3. Двойные на общей планке — две, расположенные с определённым промежутком на одном кронштейне.
Их делают из чёрных, цветных металлов, сплавов, синтетических материалов.

  • резьбовые;
  • обжимные;
  • на опрессовке;
  • самофиксирующиеся.

Каждый из типов имеет свои особенности, достоинства или недостатки.

Резьбовые водорозетки

Понятно из названия, что стыковка труб осуществляется с помощью резьбового соединения. Оно должно гарантировать герметичность и не зависеть от применяемых температур, то есть сохранять качества при любых условиях. Самое главное в данном случае — качественная резьба. Конечно, материал тоже играет важную роль.

Резьбовая водорозетка для смесителя

  • долгим сроком службы;
  • простой установкой, ремонтом и обслуживанием без специализированного оборудования и разрушения;
  • надёжностью при работе, за счёт отличной герметичности;
  • ударопрочностью.

Обжимные виды

В этом виде средством крепления служит цанга. Это втулка, применяемая для крепления цилиндрических частей. Цанга устанавливается между внутренней и наружной частью, осуществляя герметичность.

Обжимные типы

  • маленькая цена;
  • большой срок службы;
  • простота монтажа;
  • большой выбор различных деталей конструкции на рынке;
  • надёжная герметичность;
  • возможность разборки и повторного применения.

Водорозетки с опрессовкой

Устройства этого вида соединяют с магистралью посредством пайки с помощью особого приспособления. Преимущества:

  • минимум деталей;
  • универсальность;
  • маленькие размеры;
  • высокая стойкость;
  • большой срок использования;
  • надёжность;
  • удобная высота водорозеток;
  • маленькая цена.

Пресс-розетки

К недостаткам такой конструкции можно отнести необходимость применения специальных инструментов и невозможность повторного использования.

Самофиксирующие виды

  • разборность устройства;
  • возможность повторного применения;
  • надёжность;
  • универсальность;
  • лёгкость установки.

Самофиксирующие водорозетки

СХЕМЫ

СХЕМЫ ОБНОВЛЕНЫ ДЛЯ ВЕРСИИ 2+ .
Внимание! Для коммутации индуктивных нагрузок рекомендуется использовать искрогасящие цепи, иначе микроконтроллер может зависнуть. Читайте в этом проекте в разделе СХЕМЫ

Мини-метеостанция MWS

автоматический полив киев, система полива, автополив, автополив киев, система полива Hunter

Мини-метеостанция это комплексная система датчиков основных погодных условий таких как: температура воздуха, наличие осадков, скорость ветра. Компактный датчик отслеживающий ветер, дождь, заморозки и отключающий систему в соответствии с погодными условиями. Простыми словами это три основных погодных датчика в одном устройстве.

Таким образом, мы рассмотрели и обнаружили, что датчики в системе автоматического полива, это необходимый элемент, который упрощает работу системы в целом, а также экономит важные, на сегодняшний день, ресурсы, в том числе ваши деньги и время! Можно сказать что датчики в системе полива это небольшие элементы, которые обеспечивают комфорт в вашей жизни!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector