Умная теплица своими руками
К моей идее простейшей автоматизации теплицы присоединились еще два человека. В шутку я их называю "секта ленивых дачников". У нас у всех одна и та же ситуация: парники стоят на участках, где никто постоянно не проживает. Если меняется погода или нет возможности съездить полить -пропадет вся рассада в парнике.
Была попытка сделать капельный полив 5 литровыми бутылками, а проветривание- термоприводом.
Оба эксперимента разочаровали. Бутили не давали равномерный полив, а оба термопривода, одна за другим, вышли из строя на второй год эксплуатации.
Поискал в интернете готовый вариант "умного" парника. В основном все предлагают такое вот решение:
Вся эта система управляется единым "мозгом", которое размещается в шкафу
На мой взгляд "среднестатистического" дачника это сложно, дорого и не надежно. Получается "все яйца в одной корзине". Электроника имеет привычку давать сбои и "зависать".
Лучше когда вся система сделана из полностью автономных "кубиков": система полива, система проветривания, система контроля. Дополнительное освещение, измерение СО2 и электроподогрев для нас излишество.
А вот идея контролирования теплицы с помощью видеокамеры всем нам очень понравилось. Тем более есть положительный опыт эксплуатации в качестве видеонаблюдения загородного дома . Да и стоит она всего то 1100 рублей.
Рядом с ним можно подвесить обычный термометр и видеть реальную температуру в теплице. Повернув камеру можно убедится, что двери открылись на проветривание. Наклонив камеру можно увидеть, сколько воды ушло из поливочной бочки. Даже по листьям рассады можно понять, достаточно ли им полива. Ну и самое главное, подключить его сможет любой школьник.
Примерно так будет на экране смартфона. Даже можете супруге советы давать дистанционно-в камере наблюдения есть динамик.
Примерно так будет на экране смартфона. Даже можете супруге советы давать дистанционно-в камере наблюдения есть динамик.
Вообще хочется сделать систему, которую сможет потом собрать любой человек, умеющий в руках держать отвертку.
Если я что то упустил, просьба подсказать. На сегодняшний день готова система проветривания, об этом подробно следующий пост .
Данному проекту уже три года, но он полностью функционирует и до сих пор даёт урожай в домашних условиях.
Техническая структура теплицы
Материал – картон, пластик прозрачный и не прозрачный, пищевая плёнка, удобрение.
Электронная начинка – Arduino Uno, DC двигатель (водяная помпа), светодиоды, двухканальный модуль реле 5В, керамический нагреватель, кулер, блок питания на 12 В и 60 Вт, датчик влажности почвы, датчик температуры и влажности воздуха.
Как показало время - выбранный материал оправдал все идеи.
В качестве ёмкостей для выращивания урожая использовали коробки из под обуви (мужская детская обувь).
Коробки были покрыты изнутри акриловой краской, которую часто используют в декоративных целях. После высыхания краски, каждая коробка было покрыта изнутри и снаружи пищевой плёнкой. Коробки прикручены к фанере, которая является соединительной опорой двух коробок. Для прочности конструкции, фасад теплицы был обклеен пластиковыми футлярами из под CD дисков (набралось огромное количество не нужного софта, музыки и фильмов). Клей использовали двух видом - клей момент кристалл для крепления к коробкам термоклей для заливки места стыков пластика.
Для того, чтобы было освещение в любую погоду построили рамку, где закрепили светодиоды (лучше ультрафиолетовые) - расстояние между ними не более 5 см на высоте не менее 25 см. Рамка создана из пластиковых уголков, которых полно в строительных магазинах.
К данной рамке закрепили пластиковую трубку диаметром 1,5 см (дети принесли, от какой то конструкции), где просверлили множество отверстий (до 3мм в диаметре) с одной стороны трубки, расстояние между отверстиями не менее 3 см.
Так как растениям нужен ультрафиолет, и его очень много от естественного освещения, то принято решение сделать прозрачные стенки. Так как стекло поглощает ультрафиолет, взяли пластик от тех же футляров из под компакт дисков.
Так как растения могут быть разной высоты, то одну из сторон было решено сделать выше на один футляр. Крышка также сделана из футляров и спокойно может открываться.
Для скрепления применяли те же клеи, что описаны были ранее. Для прочности к краям приклеены деревянные рейки, купленные в строительных магазинах.
Места стыка крышки и стенок покрыли теплоизоляцией - получилось немного коряво, но я старался не вмешиваться в процесс творчества детей - это их проект и они должны получить личный опыт в разработке проекта.
Теперь настало время проектировки электроники в теплицу.
Задачи
Разработка ПО по ручному управлению и автономной работе проекта, отвечающего поставленным задачам.
Разработка модели с возможностью реализации её любому человеку и для любых природных условиях по выращиванию растений любого вида.
Возможности модели
Автоматическое управление освещением
Автоматическое управление поливом.
Автоматическое регулировка температуры и влажности воздуха и почвы.
Описание принципа работы
Датчики влажности почвы и датчик температуры и влажности воздуха каждую секунду отслеживают показания. Данные показания обрабатываются в плате Arduino Uno и выдаются команды согласно загруженной в неё программе.
Программа содержит два условия и бесконечный цикл. Если температура воздуха меньше 20 градусов по Цельсию, то подаётся команда на включение через электромагнитное реле керамического нагревателя и кулера. Под действием конвекции воздух начинает равномерно прогреваться, когда воздух прогреется до 21 градуса по Цельсию, то подаётся команда на отключения нагревателя через реле.
Если влажность почвы будет выше установленного значения, то также подаётся команда на реле, где запускается насос для полива растений и увлажнения почвы, пока не понизится до нужного значения.
В данном проекте есть керамический нагреватель - его мы прикрутили к радиатору с кулером, чтобы нагретый воздух быстрее циркулировал. По идеи в помещении для большинства растений он не нужен, за исключением тропических видов.
На видео показана работа теплицы
На сегодняшний день теплица выполняет свою функцию, хорошо получается вырастить капризные растения. Сейчас идёт модернизация её управления и улучшения качества.
Всё дорожает и фрукты с овощами тоже. Выращенный томат, огурцы и сладкий перец намного вкуснее магазинных. Очень насыщенный вкус. Попробуйте, не пожалеете.
Занимаясь выращиванием сельскохозяйственных культур в больших объемах, хочется в той или иной степени облегчить работу, сократить сроки ее проведения и минимизировать прикладываемые при этом усилия. Посильную помощь в этом может оказать умная теплица, обустроить которую вполне можно своими руками и без чрезмерных затрат. Эта статья поведает о том, что скрывается за этим понятием, как реализовать на практике теоретические задумки и на что при этом обратить особо пристальное внимание.
Возможности и классификация теплиц с умным управлением
Автоматизированная теплица подразумевает выполнение ряда операций без участия человека, а именно:
- поддержка требуемых температурных параметров внутри;
- автополив растений посредством капельного орошения;
- мульчирование (восстановление) почвенного слоя.
Систему реагирует блок управления, который программируется владельцем, в зависимости от климатической зоны и требований выращиваемых культур. Блок может быть подключен к персональному компьютеру или планшету, что позволяет менять параметры удаленно, находясь вне дома.
Радует тот факт, что система вполне может быть обустроена своими руками – никаких особых проблем в этом нет, да и использование специализированного инструментария и комплектующих не требуется. С точки зрения ценового аспекта также не возникает никаких вопросов – стоимость оборудования по карману каждому дачнику, а некоторые из компонентов так и вовсе можно изготовить самостоятельно.
Умные теплицы можно классифицировать следующим образом:
- автономные – все системы работают исключительно на тепловой или солнечной энергии;
- энергозависимые – питание элементов осуществляется от подведенной электросети.
Каждый тип обладает своими достоинствами и преимуществам о важности, которых споры между дачниками не утихают и по сей день. Впрочем, имеют место и недостатки. Так, например, умная теплица Курдюмова, функционирующая от электросети, вызывает существенный расход электроэнергии, при отключении которой для растений могут наступить наиболее неблагоприятные последствия.
Автоматика автономных теплиц не отличается оперативностью реагирования – при резких температурных колебаниях форточки неспособны быстро закрыться, что может нанести выращиваемым культурам определенный вред.
Этапы внедрения автоматики
- Установить систему автоматической вентиляции.
- Организовать автополив.
- Мульчировать почву.
- Усовершенствовать функциональность всех систем.
Система автопроветривания и ее особенности
Для автоматической вентиляции помещения используют специальные гидравлические приспособления – покупные или изготовленные самостоятельно. Если с фабричным вариантом все предельно ясно, то самодельное оборудование заслуживает более пристального внимания. Оно состоит из двух емкостей, соединенных посредством шланга и заполненных жидкостью, но не полностью.
Проветривание имеет основную цель – оптимизировать температурный режим в теплице.
Форточки следует обустраивать на максимально возможной высоте – таким образом будет достигнута практически идеальная циркуляция воздуха. Их установка возле земли недопустима – это приведет лишь к появлению сквозняков, не более того.
Организация капельного орошения
Капельный полив растений обеспечивает поставку воды непосредственно к корневищу – малыми партиями и индивидуально к каждому кусту, что достигается посредством установки разветвленной системы из резиновых или пластиковых трубок с капельницами. При таком подходе верхний слой почвы всегда будет влажным, а корень получит воду в том количестве, которое ему необходимо.
Основу системы автополива составляет гидроавтомат, аналогичный тому, который задействуется для автоматического открытия форточек. Все что нужно – закрепить на штоке цилиндра простой крюк, с помощью которого и будет открываться кран. Вода поступает из бака, ее подача осуществляется самотеком – все просто, но эффективно.
Мульчирование почвенной среды
Специалисты рекомендуют покрывать тепличную почву рыхлой органикой (мульчей), оптимизирующей влажность и избавляющей растения от сорняков. В весенний и осенний период такая мульча закрывается темным полиэтиленом – он хорошо прогревается и эффективно снабжает воздух и почву накопленным теплом. Влага при испарении оседает на обратной стороне покрытия и повторно уходит в почву, избавляя ее от пересыхания.
Рекомендовано использовать для укрытия особый нетканый агроматериал, плотность которого варьируется в пределах 40–60 г/м2. Для теплиц это оптимальное решение. В летний период пленка убирается, а почва покрывается опилками или соломой – они отлично отражают излишек поступающего тепла, равномерно распределяя его по всей теплице.
Недостаток удобрений компенсируют заселенные в почву калифорнийские черви – помимо прочего они еще и отлично восстанавливают верхние слои грунта.
Дополнительные усовершенствования и функциональность
Представленная теплица с умным управлением включает минимум автоматизированных процессов и является энергонезависимой. Можно ли еще более улучшить систему и увеличить ее функциональность? Можно, но лишь при подключении электроэнергии. Не лишним будет автоматический подогреватель, оснащенный встроенным тепловым регулятором. Вполне подойдет даже бытовой электронагревательный прибор на масляной основе.
Здесь важно провести правильные экономические расчеты, ведь затраты на электроэнергию сегодня достаточно внушительные. Бак с водой можно дополнить системой наполнения с электронасосом и поплавковым регулятором уровня – в этом случае можно будет раз и навсегда позабыть о ручном пополнении водного запаса.
Выбор места установки – основные аспекты
При выборе месторасположения теплицы следует учесть такие аспекты:
В южных регионах страны умная теплица должна быть установлена в направлении север-юг. Это создаст для растений оптимальные условия на протяжении всего дня. Для центральных и сибирских регионов актуальна западно-восточная направленность, обеспечивающая растениям максимум тепла и света.
Преимущества автоматики
Вот список основных функций таких построек:
- Поддерживать комфортную температуру внутри. В помещении автоматически включается режим проветривания, поэтому в жаркие дни овощи, фрукты и ягоды не завянут в таких условиях.
- Поливать растения в заданное время. Система капельного полива автоматизирована и предельно проста в управлении. Даже начинающий дачник легко справится с ее настройкой.
- Восстанавливать почву и делать ее подходящей для выращивания выбранного сорта растений.
Несмотря на то, что такие конструкции на первый взгляд кажутся очень сложными, воспроизвести их вполне реально. Для начала нужно определиться с тем, какой вид теплицы будет выбран. Условно их делят на две категории: автономные и энергозависимые.
Первый вариант очень выгодный и современный. Автономная теплица, как понятно из названия, не зависит от электросети. Как правило, она работает на солнечной или же на тепловой энергии. Оба варианта хороши, но над оборудованием такой теплицы придется долго провозиться.
Кроме того, теплицы, как современные без электричества, так и традиционные, работающие от электросети, различаются и по своим размерам. Тут уже нужно смотреть по обстоятельствам: чем масштабнее планы и чем больше свободного места, тем большую теплицу можно себе позволить. Более компактный вариант – простой парник с открывающейся крышкой. Его тоже можно дополнить различными техническими новинками.
Функции
Это, конечно, далеко не все. Многие теплицы буквально напичканы различными системами. Но для начала достаточно простой системы управления микроклиматом.
Как сделать?
Выбор места установки
Еще важный момент – теплица должна быть защищена от сильных порывов ветра. Особенно это актуально в том случае, если сама конструкция не очень прочная. Так что лучше всего располагать теплицу в месте, защищенном от ветра. Дополнительно можно поставить изгородь.
При этом сквозь окна теплицы в нее должны попадать лучи солнца, чтобы растения росли нормально. Иначе им понадобится дополнительная подсветка, на поддержку которой будет уходить много денег.
После того как выбрано подходящее место, нужно рассмотреть еще и такой важный момент, как выбор идеального материала для возведения теплицы. Чтобы растениям было комфортно даже в холодное время года, стены нужно делать теплыми. Ведь если они будут тонкими, то никакая система обогрева не поможет сохранить нужную температуру – все тепло будет уходить на улицу. Лучший вариант материала – поликарбонат. Стены толщиной до 8 миллиметров подходят для возведения теплиц, используемых с весны по раннюю осень. Если же овощи, фрукты и ягоды будут расти там и зимой, то стоит остановить свой выбор на стенах толщиной в 16 миллиметров.
Дополнительно нужно очень тщательно герметизировать стыки. Не стоит экономить и на дверях и стеклопакетах – окна и двери должны закрываться очень плотно.
Еще один способ сохранить тепло в помещении круглый год – использовать теплоизолирующий фундамент. За счет этого корни всех растений постоянно будут находиться в тепле, а значит, те будут очень быстро расти.
Автоматизация своими руками
Следующий важный момент – автоматизация конструкции. Если она полностью самодельная, то на этом этапе возникнет больше всего сложностей. Для начала нужно выбрать подходящее по цене оборудование. Есть разные варианты и схемы, которые подойдут огородникам с разным бюджетом.
В первую очередь ставятся все нужные датчики. Оптимальный по цене вариант – датчики в варианте модуля на Arduino. Они продаются вместе со схемой и понятной инструкцией. В стандартный набор, как правило, входит закрыватель с термодатчиком, электросхемы, фоторезистор и датчик влажности почвы.
На этом же этапе нужно позаботиться и об обогреве помещения. Существует два варианта. Первый – электрообогрев. Схема включает в себя подключение теплого пола, ИК-приборов и конвекторов. Другой вариант – подключение водяного отопления. Центр схемы тут – котел любого типа. К сожалению, по технике безопасности автоматизировать работу отопительных приборов ни в коем случае нельзя, поэтому придется вручную контролировать работу котлов.
Если же хочется, чтобы система была полностью автоматической, лучше выбрать электроподогрев.
Для обогрева воздуха стоит выбрать электрообогреватели. Их рекомендуется располагать повыше. Оптимальный вариант – прикрепить их к каркасу теплицы вместе с датчиками и электросхемами. При таком расположении датчики автоматически измеряют температуру воздуха, и если она ниже необходимого уровня, начинают ее подогревать.
Для того чтобы почва всегда была пригодной для выращивания растений, опытные огородники используют мульчу. Это рыхлая органика, которая не дает земле пересыхать. Получается, что почва постоянно остается рыхлой и хорошо прогретой. Мульчирование, помимо всего прочего, еще и спасает растения от сорняков. Это актуально в любое время года. Правда, весной и осенью специалисты рекомендуют дополнительно укрывать мульчу темным полиэтиленом. За счет этого почва еще лучше прогревается и растения начинают развиваться намного активнее.
На лето этот плотный материал, конечно же, убирается. Но почву все равно не рекомендуется оставлять без покрытия. Плотную пленку можно заменить либо соломой, либо свежими опилками. И тот, и другой материал позволяет равномерно распределять тепло по всей теплице.
Дополнительное усовершенствование
Во-первых, можно обратить внимание на такую функцию, как обогрев грунта. Сделать это можно тремя способами. Первый – естественный. Но это способ, который подходит только для лета, ведь почва обогревается прямыми лучами солнца. Второй вариант – биологический. В почву закапывается материал, который постепенно разлагается и выделяет тепло. За счет этого земля постоянно остается хорошо прогретой. Но тут есть и свой минус – регулировать температуру невозможно.
Самый интересный способ для ценителей современных технологий – технический. Под землей прокладываются трубы, которые и дают тепло. Это удобно, поскольку в любой момент можно выставить нужную температуру или вовсе отключить систему отопления.
Увеличить количество урожая можно, установив в помещении лампы. Подсветка особенно важна в холодное время года – с поздней осени и до ранней весны. Подойдет любой вид ламп, ведь у каждой есть свои плюсы. Так, например, натриевые дают свет, похожий на солнечный. Люминесцентные отличаются экономичностью, а светодиодные максимально безопасны, поэтому теплицу, дополненную такими лампами, можно спокойно оставить без присмотра на неделю-две. Кстати, освещение тоже в идеале должно быть автоматическим. Свет должен включаться в темное время суток, а с наступлением дня угасать.
В данном проекте мы создадим умную теплицу, которая способна управлять освещением, проветриванием и автополивом, имеет на борту часы реального времени и GSM/GPRS Shield для удалённого управления всей системой, а так же для мониторинга текущего состояния.
Видео:
Логика:
Данное устройство позволит вам организовать полностью автоматический режим работы вашей теплицы или гроу-бокса (на случай, если вы выращиваете овощи/фрукты зимой в домашних условиях). Система позволяет управлять сразу 3 важными параметрами: освещение, температура, орошение.
Логика довольна проста:
- Датчик освещённости фиксирует количество света, попадающего на растение и при понижении его ниже критической отметки - включает дополнительное освещение;
- Датчики влажности и температуры фиксируют влажность и температуру как воздуха, так и земли, благодаря чему вовремя происходит проветривание или закрытие теплицы, дабы урожай не вымерз и не сгорел;
- Наличие модуля часов реального времени позволит задать точное время дня (или ночи), когда насос будет подавать воду к растению. При этом длительность полива тоже можно задать!
- И дополнением к данной системе станет наш GSM/GPRS Shield, благодаря которому вы сможете как следить за состоянием вашего зелёного друга, так и вовремя задать требуемый режим или выполнить команду просто отправив смс на устройство;
Следуя инструкциям нашего урока в скором времени вы сможете обзавестить своей собственной "умной теплицей", которая будет радовать вас круглый год!
Нам понадобится:
- 1x Piranha ULTRA;
- 1х GSM/GPRS Shield;
- 1х Trema Shield;
- 1х Trema-модуль Зуммер;
- 1х Trema-модуль Pull switch UP/DOWN;
- 1х Trema-модуль I2C-FLASH датчик температуры и влажности;
- 1х Датчик температуры DS18B20;
- 1x Trema-модуль Емкостной датчик влажности почвы;
- 1x Trema-модуль Датчик освещенности;
- 1х Trema-модуль Часы реального времени DS3231;
- 4х Trema-модуль Кнопка;
- 2х Flash-модуль Электромеханическое I2c-реле;
- 1х I2C-Hub;
- 1х I2C-LCD-дисплей;
- 1х Мембранный насос;
- 1х Светодиодная или УФ-лента;
- 1х Линейный привод;
- 1х провод красный;
- 1х провод чёрный;
- 1х Источник питания (12В);
- 1х Силиконовый шланг;
Для реализации проекта необходимо установить следующие библиотеки:
- Библиотека iardiuno_RTC;
- Библиотека iardiuno_GSM;
- Библиотека iarduino_I2C_Relay;
- Библиотека iarduino_I2C_SHT;
- Библиотека DallasTemperature;
- Библиотека LiquidCrystal_I2C;
- Библиотека EEPROM (входит в пакет Arduino IDE);
О том, как устанавливать библиотеки, Вы можете ознакомиться на странице Wiki - Установка библиотек в Arduino IDE.
Подключение:
Для удобства подключения мы воспользуемся Trema Shield для Arduino.
Для начала подключим GSM/GPRS Shield к Piranha ULTRA:
Стоит добавить, что в том, случае, если вы не будете использовать в проекте GSM/GPRS Shield, для нормальной работы устройства будет достаточно и версии Arduino/Piranha UNO.
Подключим Trema Shield к GSM/GPRS Shield:
Подключим к Trema Shield 4 Trema-кнопки:
| Кнопка "НАЗАД" | Trema Shield |
|---|---|
| S | D5 |
| V | VCC |
| G | GND |
| Кнопка "ВПЕРЁД" | Trema Shield |
|---|---|
| S | D6 |
| V | VCC |
| G | GND |
| Кнопка "ПРИНЯТЬ/ВОЙТИ" | Trema Shield |
|---|---|
| S | D9 |
| V | VCC |
| G | GND |
| Кнопка "ОТМЕНИТЬ/ВЫЙТИ" | Trema Shield |
|---|---|
| S | D10 |
| V | VCC |
| G | GND |
Подключим к Trema Shield Trema Зуммер:
| Зуммер | Trema Shield |
|---|---|
| S | D4 |
| V | VCC |
| G | GND |
Подключим к Trema Shield Trema Датчик температуры:
| Датчик температуры DS18B20 | Модуль PULL SWITCH UP/DOWN | Trema Shield |
|---|---|---|
| Жёлтый провод | 2 | D2 |
| Красный провод | V | VCC |
| Синий провод | G | GND |
Подключим к Trema Shield емкостной Trema Датчик влажности почвы:
| Датчик влажности почвы | Trema Shield |
|---|---|
| S | A0 |
| V | VCC |
| G | GND |
Подключим к Trema Shield Trema Датчик освещённости:
| Датчик освещённости | Trema Shield |
|---|---|
| S | A1 |
| V | VCC |
| G | GND |
Подключим к Trema Shield Trema I2C Hub:
| I2C Hub | Trema Shield |
|---|---|
| SCL | SCL |
| SDA | SDA |
| Vcc | Vcc |
| GND | Gnd |
Подключим к Trema I2C Hub через I2C Trema Часы реального времени:
| Часы реального времени | I2C Hub |
|---|---|
| SCL | SCL |
| SDA | SDA |
| Vcc | Vcc |
| GND | Gnd |
Подключим к Trema I2C Hub через I2C Trema Датчик температуры и влажности I2C-Flash:
По умолчанию все модули FLASH-I2C имеют установленный адрес 0х09.
— Перед подключением 1 модуля к шине I2C настоятельно рекомендуется изменить адрес модуля.
— При подключении 2 и более FLASH-I2C модулей к шине необходимо в обязательном порядке предварительно изменить адрес каждого модуля, после чего уже подключать их к шине.
Более подробно о том, как это сделать, а так же о многом другом, что касается работы FLASH-I2C модулей, вы можете прочесть в этой статье.
| Датчик температуры и влажности | I2C Hub |
|---|---|
| SCL | SCL |
| SDA | SDA |
| Vcc | Vcc |
| GND | Gnd |
Подключим к Trema I2C Hub через I2C ЖК Дисплей:
| ЖК Дисплей | I2C Hub |
|---|---|
| SCL | SCL |
| SDA | SDA |
| Vcc | Vcc |
| GND | Gnd |
Подключим к Trema I2C Hub через I2C Flash электромеханическое реле:
По умолчанию все модули FLASH-I2C имеют установленный адрес 0х09.
— Перед подключением 1 модуля к шине I2C настоятельно рекомендуется изменить адрес модуля.
— При подключении 2 и более FLASH-I2C модулей к шине необходимо в обязательном порядке предварительно изменить адрес каждого модуля, после чего уже подключать их к шине.
Более подробно о том, как это сделать, а так же о многом другом, что касается работы FLASH-I2C модулей, вы можете прочесть в этой статье.
| Электромеханическое реле | I2C Hub |
|---|---|
| SCL | SCL |
| SDA | SDA |
| Vcc | Vcc |
| GND | Gnd |
Подключим второе I2C Flash электромеханическое реле к первому:
По умолчанию все модули FLASH-I2C имеют установленный адрес 0х09.
— Перед подключением 1 модуля к шине I2C настоятельно рекомендуется изменить адрес модуля.
— При подключении 2 и более FLASH-I2C модулей к шине необходимо в обязательном порядке предварительно изменить адрес каждого модуля, после чего уже подключать их к шине.
Более подробно о том, как это сделать, а так же о многом другом, что касается работы FLASH-I2C модулей, вы можете прочесть в этой статье.
| Электромеханическое реле | Электромеханическое реле |
|---|---|
| SCL | SCL |
| SDA | SDA |
| Vcc | Vcc |
| GND | Gnd |
Подключим к первому реле мембранный насос:
Подключим к первому реле светодиодную ленту:
Подключим ко второму реле линейный толкатель:
Скетч проекта:
Алгоритм работы всех систем:
Всю логику работы теплицы можно разбить на несколько частей:
Рассмотрим работу каждой части более подробно.
Информационное табло.
После подачи питания на устройство, происходит:
- настройка сенсоров и датчиков;
- устанавливаются режимы работы всех систем, взятые либо из постоянной памяти (должны были быть записаны в массив CurrentResumeOrBorderSettingValue при предыдущем запуске), либо из массива с настройками по умолчанию ( DefaultResumeOrBorderSettingValue );
- опрос всех датчиков и вывод их значений на ЖК-дисплей. Обратите внимание, что на дисплее поочерёдно отображаются 2 страницы, а время смены страниц задано переменной CHANGE_DEFAULT_SCREEN_TIME :
- 1 страница отображает показатели температуры и влажности земли и воздуха;
- 2 страница отображает время, значение освещённости и состояние установленных режимов работы каждой из систем (освещение, проветривание, полив);
Освещение.
После нажатия на любую клавишу, кроме ESC , на дисплей выводится меню. И первым разделом на экране будет "Настройка работы системы освещения". При нажатии на кнопку ОК вы перейдёте во внутреннее меню данной настройки. Что она в себя включает:
- Настройка режима работы системы освещения. Варианты значений: Выкл/Вкл/Авто
- Выкл - выключить питание реле, отвечающее за подачу напряжения на освещение;
- Вкл - включить питание реле, отвечающее за подачу напряжения на освещение;
- Авто - перевести работу системы в автоматический режим, где освещение будет включаться или выключаться самостоятельно по условию. Про само условие и его настройку будет сказано далее.
- Условие работы системы освещения в автоматическом режиме, где заданное число будет являться нижней границей, при переходе которой сверху вниз на реле будет подано питание и освещение будет включено.
- Дополнительно, в условие добавлен порог HUMIDITY_GAP , который исключит переключения питания реле на границе освещённости.
Проветривание
Вторым пунктом основного меню после "Настройка работы системы освещения" идёт "Настройка работы системы проветривания". При нажатии на кнопку ОК вы переходите во внутреннее меню настройки, включающее:
- Настройка режима работы системы проветривания. Варианты значений: Выкл/Открыть/Закрыть/Авто
- Выкл - выключить питание реле, отвечающее за подачу напряжения на линейный толкатель;
- Открыть - включить питание реле, отвечающее за подачу напряжения на линейный толкатель для открытия окна;
- Закрыть - включить питание реле, отвечающее за подачу напряжения на линейный толкатель для закрытия окна;
- Авто - перевести работу системы в автоматический режим, где проветривание будет включаться или выключаться самостоятельно по условию.
- Условие закрытия окна в автоматическом режиме при переходе установленного значения сверху вниз.
- Если установлено значение, превышающее значение установленной максимальной температуры, то значение будет автоматически снижено до значения (Максимальная температура - 1);
- Условие открытия окна в автоматическом режиме при превышении установленного значения.
- Если установлено значение меньше, чем значение установленной минимальной температуры, то значение будет автоматически увеличено до значения (Минимальная температура + 1);
Полив.
Следующим пунктом меню будет "Настройка работы системы полива". При нажатии кнопки ОК на дисплей будет выведено внутреннее меню, состоящее из следующих пунктов:
- Настройка режима работы системы полива. Варианты значений: Выкл/Вкл/Авто
- Выкл - выключить питание реле, отвечающее за подачу напряжения на насос;
- Вкл - включить питание реле, отвечающее за подачу напряжения на насос;
- Авто - перевести работу системы в автоматический режим, где полив будет включаться по условию.
- Параметр, отвечающий за время дня (конкретный час), когда полив будет включен автоматически.
- Параметр, отвечающий за продолжительность работы насоса.
Дополнительные настройки:
Последним в списке меню идёт раздел "Дополнительные настройки". Раздел включает в себя:
- Настройки часов реального времени. Включает в себя 6 подразделов, с помощью которых можно выставить все необходимые значения:
- Часы. Интервал значений: от 0 до 23
- Минуты. Интервал значений: от 0 до 59
- Секунды. Интервал значений: от 0 до 59
- День недели. Интервал значений: от 0 до 6
- День месяца. Интервал значений: от 1 до 31
- Месяц. Интервал значений: от 1 до 12
- Год. Интервал значений: от 0 до 99
- Выкл - выключить зуммер;
- Вкл - включить зуммер;
- Авто - перевести работу системы в автоматический режим, где звуковое оповещение будет включаться или выключаться по следующему условию:
- Если хотя бы 1 из вышеперечисленных систем (освещение, проветривание, полив) установлена НЕ в автоматический режим работы, то после перевода работы зуммера в автоматический режим будет производиться отслеживание всех необходимых значений датчиков и при превышении или критическом понижении значений относительно установленных границ зуммер будет издавать прерывистый звук (время включения и выключения зуммера задано в ZUMMER_WORKING_TIME и ZUMMER_NOT_WORKING_TIME ) до тех пор, пока параметр не вернётся в допустимый диапазон значений;
- Если хотя бы 1 из вышеперечисленных систем (освещение, проветривание, полив) установлена в ручном режиме на включение, то зуммер так же будет издавать прерывистый звук, сигнализирующий о том, что система включена в ручном режиме;
- Для того, чтобы зуммер не издавал звуков ни в одной из вышеперечисленных ситуаций, достаточно перевести его в режим "Выкл";
Работа с GSM/GPRS Shield:
Приятным дополнением ко всей системе "умной" теплицы будет использование GSM/GPRS Shield для её удалённого мониторинга и управления.
В скетче есть возможность с помощью флага GSM_USING_FLAG включить или полностью выключить поддержку работы данной платы расширения, тем самым сократив количество используемой памяти:
Далее мы рассмотрим те возможности, которые предоставляет эта плата расширения в данном проекте.
Всего в проекте есть 10 команд, помощью которых можно управлять всей системой или получать от неё данные. Вот эти команды (при отправке кавычки не указываются!):
Читайте также: