Пристрій автоматичного поливу рослин

Кожен з нас давно звик до використання всіляких гаджетів, що полегшують життя: мобільники, всілякі смарти та планшети і т. Д ... У цій статті ми замінимо вашу звичну лійку на технологічний девайс для поливу квітів, який буде дбати про ваше улюблене кімнатному рослині навіть якщо ви поїхали у відпустку.
Пристрій зібрано на базі доступного мікроконтролера ATMEGA 8 L в дешевому корпусі TQFP32 і двигуні від жорсткого диска комп'ютера (HDD) який можна дістати з старого вінчестера комп'ютера. Схема містить мінімальну кількість деталей і може бути доповнена довільним функціоналом. Живиться від двох Li-ion акумуляторів типорозміру 18650, напругою 3,7 Вольт, включених послідовно.
Полив проводиться фіксованими порціями кожні 24 години.
Єдина кнопка - це тест роботи, після її натискання наступні поливи будуть здійснюватися рівно в той же час з точністю до секунди. (Просто включив і у відпустку, ніяких налаштувань, так що, можна запропонувати як подарунковий варіант, без зайвих інструкцій).
Особливості конструкції:

• робота від акумуляторів кілька місяців (низьке енергоспоживання);
• дуже точні дозування поливу і точні проміжки часу між поливами;
• Не критично схеми до деталей і їх доступність;
• відсутність рухомих струмоведучих частин в моторі, і як наслідок - довговічність і надійність при роботі в воді;
• дуже низький рівень шуму при роботі двигуна;
• не вимагає ніяких налаштувань (полив раз на добу) зі звуковим та світловим супроводом;
• захист від глибокого розряду батарей зі звуковим попередженням про необхідність заряду;
• автовідключення світловий індикації в нічні години.

Конструкція являє собою помпу (насос) занурений в вазу з трубкою для поливу і невеликим блочками електроніки, закріпленим на цій же вазі з водою.

Отже, для початку, приступимо до виготовлення помпи.

Нам буде потрібно CD диск, пластикова пляшка об'ємом 1,5 літра від молока (з широкою шийкою, внутр. Діаметр 33 мм.), Супер клей, чотирьох жильний провід (я взяв зіпсований провід від зарядки айфона), три гвинта, шайби і три гайки і шматок гнучкої трубки.
У пляшки і відпилюємо горлечко ножівкою по металу рівно по краю "спіднички" і рівняємо вийшов відріз наждачним папером, напилком або бруском.
Таким чином ми готуємо так звану, робочу камеру помпи.
Далі нам знадобиться CD диск, його внутрішній отвір рівно підходить за розмірами до мотору, з диска ми будемо робити крильчатку.
Диск добре ріжеться ножицями, і добре якщо він трохи підігрітий в гарячій воді, щоб не допустити розтріскування розрізає кромки.
Беремо відпиляну частина від пляшки - нашу робочу камеру і прикладаємо рівно до центру диска тією частиною де була загвинчується кришка. Окреслюємо маркером гурток і вирізаємо звичайними ножицями. Отриманий диск буде не ідеально рівним, але наждачкою можна поправити, головне щоб диск з мінімальним зазором міг поміщатися всередині робочої камери.
Вийшло колечко майбутньої крильчатки.
Тепер потрібно виготовити лопаті для "пропелера". Для цього потрібна буде половинка диска. Креслимо маркером смужку шириною 7 мм і відрізаємо ножицями.
Шліфуємо і рівняємо її.
Далі нарізаємо на шість рівних частин по 13 мм, і згинає пассатижами з обох сторін
Подальша процедура потребуватиме максимальної акуратності, потрібно по одній приклеювати лопаті супер клеєм на рівній відстані.
Зверніть увагу, лопаті загнуті так щоб вони не загрібали воду в отвір камери, а навпаки, як би відкидали від центру до отвору на краю. Мотор при цьому буде обертатися тільки проти годинникової стрілки. Можна злегка зафіксувати крапелькою, вирівняти пінцетом і після невеликої просушування додати клею в втрачені частини.
Намагайтеся уникати токсичної пари секундного клею. Після чого можна просушити і покрити лаком. У мене під рукою був тільки лак для нігтів, він досить зносостійкий.
Потім знадобиться шматок гнучкого шланга, наприклад я взяв шматок від будівельного рідинного рівня.
Просвердлити рівне отвір в різьбовій поверхні шийки не так просто, мені довелося спочатку потренуватися на парі пляшок, в результаті рівно пропалив паяльником і гладко зачистив зсередини щоб лопать не зачіпала за нерівності.
Вставляємо шматочок шланга відрізаного під невеликим кутом із зусиллям в отвір горлечка і фіксуємо прозорим клеєм типу моменту. Трубочка і отвір камери повинні бути достатнього діаметру, близько 8 мм. Бажано вставити трубку не під прямим кутом до корпусу, а з урахуванням того що потік буде обертатися проти годинникової стрілки.
Для кріплення трубки не бажано використовувати супер клей, тому що він при висиханні сильно псує поверхню пластика і корпус стає мутним, втрачаючи прозорість. Тут відмінно підходить прозорий герметик або клей мент на гелієвої основі.
Тепер залишається зібрати помпу, прикріпивши камеру до мотору, відцентрувати щоб забезпечити вільне обертання лопатей всередині, закріпити гвинтами, загерметизувати щілини прозорим герметиком і приклеїти зверху прозору кришку з отвором посередині 14 мм.
Нагадаю, що крильчатка буде крутитися строго проти годинникової стрілки, це важливо. Далі припаюємо чотирьох жильний провід до двигуна і покриваємо пайку лаком, підпоюємо синій smd світлодіод до однієї з обмоток (через резистор 1 кОм), анодом до загального. Тепер при роботі він мерехтить під водою.
Кілька слів про двигуни від вінчестерів.
Деякі типи таких моторів при розкручуванні ротора руками продовжують обертання в одну сторону помітно з кращим ковзанням ніж в іншу. Тобто при спробі надати обертання за годинниковою стрілкою ротор зупиниться майже відразу. Такі пристрої мають іншу конструкцію підшипника і ці движки ймовірно підходять для наших цілей краще. Хоча у мене обидва типи працюють в воді давно і добре поживають.
Обмотки перевіряються так. Двигун повинен бути з чотирма контактами. Нам потрібно знайти один з крайніх контактів який є середньою точкою. Цей висновок буде підключатися до плюса харчування, інші від нього по порядку - перший, другий, третій - будуть підключені до мосфети. Тестером міряємо опір між усіма сусідніми контактами. Менший опір буде показувати один з крайніх контактів.
Це загальний, його - на плюсову шину. Провід вкрай бажано зафіксувати на корпусі мотора, для цього можна просвердлити пару міліметрових отворів і притиснути цей шлейф мідної дужках. Коли помпа готова на її патрубок одягається вигнутий шланг внутрішнім діаметром не менше 8 мм. і довжиною 20 см через який і буде здійснюватися полив. Тепер можна виготовити друковану плату і спаяти девайс.
Плата виготовляється з одностороннього склотекстоліти методом Лут.
Звертаю увагу, що картинка трасування і компонування друкованої плати не отзеркаліть для того щоб простіше було звірятися при монтажі. При друку ЛУТ потрібно повернути дзеркально, або використовувати файл SprintLayout знаходиться в архіві.
Плату також можна намалювати лаком для нігтів таким чином:
Стрижень від кулькової ручки гріється (трохи!) Над полум'ям запальнички, рівномірно повертаючи, і рівно витягаючи. Далі тонкий кінець відрізається лезом. Таким чином виходить конічна трубочка з дуже малим вихідним отвором. Її можна вставити всередину шприца об'ємом 1,5 куб см, і набравши попередньо звичайний лак для нігтів малювати доріжки друкованих провідників на платі.
Після висихання плата опускається в травильний розчин. Це може бути суміш мідного купоросу з сіллю 1: 3, і води. Розчин готується якомога більш концентрованим Обов'язковий підігрів, наприклад, над полум'ям свічки. Процес прискорюється при постійному помішуванні. Мідний купорос продається в будь-якому сельхозяйственном магазині.
Харчування мікроконтролера здійснюється за допомогою параметричного стабілізатора напруги зібраного на елементах D1, R7, Q1.
Номінал резистора обраний таким чином щоб власне споживання стабілізатора було якомога нижче. Набагато нижче ніж у так званій "Кренки".
Таке схематичне рішення дозволило скоротити споживання до 0,3 mA.
Це дуже важливо, т. К. Від цього залежить тривалість роботи нашої конструкції без підзарядки акумуляторів.
Транзистор Q1 - npn не критичний.
Стабілітрон на напругу стабілізації 5,1 в. Можна з зарядки для мобіл. Кварцовий резонатор - 32,768 кГц. Звичайний часовий кварц. З кварцових годин. Як ключі в схемі використані MOSFET Випаяв з системної плати старого компа. Світлодіод SMD. Можна з світлодіодним стрічки.
Динамік - будь-який відповідний за габаритами. Можна спікер від мобільного телефону.
Монтаж схеми слід почати зі стабілізатора напруги, після чого заміряти напругу на його виході (конденсатори С2 і С3). Воно повинно бути 5 Вольт. Далі можна впаивать мікроконтролер і все інше.
У схемі невикористані і розведені висновки портів мікроконтролера PB0, PB1, PD6 можна використовувати для підключення периферії.
Алгоритм програми мікроконтролера побудований таким чином.
Контролер налаштований на роботу в асинхронному режимі. Переривання відбуваються раз в секунду, в цей час програма проводить підрахунок часу, короткочасно блимає світлодіод (кожні 10 секунд) і відразу йде в сплячий режим для економії енергоспоживання. Якщо лічильник годин стає рівним нулю (відразу після скидання кнопкою або після 24 години) проводиться чотириразовий завмер напруги живлення контролера і порівнюється з внутрішнім джерелом опорного напруги. Якщо напруга нижче допустимого то схема видає періодичні звукові сигнали оповіщають про низький рівень заряду, після п'ятнадцяти сигналів контролер налаштовується на режим power down і переходить в сплячий режим до наступного заряджання батарей.
У разі якщо напруга вище порогового значення - спрацьовує звуковий сигнал і загоряється світлодіод. Далі встановлюється початкове положення ротора двигуна і на обмотки мотора послідовно подаються короткочасні імпульси. Тривалості імпульсів і паузи між їх проходженням поступово зменшуються, таким чином відбувається набір оборотів мотора і подальше постійне обертання лопаті, забезпечуючи тим самим, точну порцію поливу. Світлодіод при цьому спалахує синхронно.
По закінченню поливу схема знову переходить в режим очікування для підрахунку часу. В цьому режимі вона перебуває більшу частину часу, цим досягається висока економічність споживання енергії (близько 0,3 мА).
Під час роботи основної програми контролер тактується від внутрішнього осцилятора з частотою 8 мГц, а в режимі сну - зовнішній часовий кварц дозволяє точно вважати час.
Короткочасні спалахи світлодіода кожні 10 секунд сигналізують про роботу приладу. З початку обнулення секунд він буде блимати 30 хвилин, а потім спалахи припиняться на 12 годин і відновляться через ще 12 годин. Таким чином, якщо встановити полив в 00 годин, то мерехтіння НЕ будуть відбуватися в нічні години, а тільки c 12 годині дня.
Архів з матеріалами до статті. Доступний для скачування тільки зареєстрованим користувачам.
Відео роботи пристрою:

Дивіться відео: Система автоматического полива растений своими руками (Липень 2024).