Автополив цветов с удаленным управлением +43



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.

image

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 при помощи 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.

image

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.

image

image

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.

image

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

image

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

image

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.

image

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.

image

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

image

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

image

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

Вы можете помочь и перевести немного средств на развитие сайта



Комментарии (37):

  1. crustal
    /#20273272

    Как вариант можно емкость поместить в шкафу повыше, а объем пропущенной воды измерять водомером из набора для ардуино на алиэкспрес. Может еще добавить датчик влажности почвы для каждого цветка, или там измеритель освещенности добавить. Хорошо бы назвать отрасль — Drip Irrigation, пробежаться по истории отрасли, назвать страны, где это особо развито и т.д.

    • WinLin2
      /#20274236

      Поддерживаю предложение об исключении насоса. Системы полива для сада делают из больших емкостей (1 тонна), поднятых на 1 метр.

      • Tarakanator
        /#20277432

        Я вижу 3 недостатка:
        1)найти место на полу проще.
        2)цена насоса в системе пренебрежимо мала. Я даже думаю отказаться от клапанов и поставить только насосы.
        3)В случае отказа системы, вода не выльется вся сразу.

        • crustal
          /#20279452

          Я вижу 3 недостатка:
          1)найти место на полу проще.
          2)цена насоса в системе пренебрежимо мала. Я даже думаю отказаться от клапанов и поставить только насосы.
          3)В случае отказа системы, вода не выльется вся сразу.

          На кухне под потолком найти место проще, чем на полу. Да и уборке не мешает. Насос — механика, ненадежная и много ест электричества (если от аккумулятора на время поездки). Электроклапана можно поискать или сделать такие, которые берут энергию только на переключение из одного состоянию в другое. Чтобы вода не вылилась вся сразу можно выбрать сопла тоньше плюс дополнительный клапан поставить на выходе из емкости со своим таймером, чтобы пропускал воду только, скажем, полчаса утром.

  2. Neuromantix
    /#20273312 / +1

    Для десятка фиалок гораздо проще использовать древнюю аналоговую поливочную систему на капиллярном эффекте под названием «фиалки на фитилях». На не солнечном окне одной заливки хватает месяца на 4. Проверено мамиными фиалками в количестве около 500шт.

  3. iig
    /#20273316

    Можно и не пытаться очень точно измерять обьем. Измерить, столько воды пробегает через клапан за единицу времени — уверен, этой точности для полива должно хватить. Дозировка ополаскивателя и соли в посудомойке делается именно так.

    • Antonto
      /#20274584 / +1

      С уменьшением уровня воды в ёмкости будет уменьшаться давление, и как следствие, количество выдаваемой воды. Возможно надо будет предусмотреть простую корректировку. Но если ёмкость невысокая, то корректировка может и не понадобится

    • damirg
      /#20276206

      Делал тоже по времени:
      RaspberryPI по крону запускал скрипт на питоне, который включал реле на 3 секунды (подбирается экспериментально). Реле включал блок питания, который питал насос омывателя стекла автомобиля :)

  4. osmanpasha
    /#20273772

    А что на каком клапане остановились, почём? Делаю такую же систему с одним насосом и несколькими клапанами, но чтобы дешевле вышло, клапан делаю из микросервы для радиомоделей и 3д-печати

    • iig
      /#20273800

      Насос омывателя от ВАЗ 2108 — он дешевый. Может, дешевле вместо N клапанов взять N насосов?

      • osmanpasha
        /#20273824

        Ну как-то стремление к красивой архитектуре без лишних сущностей не даёт ставить N моторов… Хотя, вроде и стоит не дороже, чем сервы на али брать

        • av0000
          /#20273834

          Только у него максимальный ток 4.5А (!) по паспорту

          Сам пока делал распределённую систему с одним насосом от компьютерной «водянки» и кучи капельниц, воткнутых в общую трубу. Так себе регулировка вышла — трубка капельницы «засыхает/залипает» под зажимом и через какое-то время перестает течь.

          Пока смотрю на недорогие перистальтические насосы с Али, валяется пара, в деле пока не пробовал — неудобно, заполнение водой критично (по крайней мере для китайского исполнения), а мне из «бочки» качать… да ещё и они не уличные, на балконе не бросишь под дождём

        • iig
          /#20273886

          стремление к красивой архитектуре без лишних сущностей


          Вот именно. Когда вся арматура однотипная и доступна в любой автолавке — это тоже красиво ;)

      • EbomT
        /#20275032

        Да хотелось бы управлять количеством воды для каждого растения, но в таком случае органов управления будет очень много, это сильно удорожает систему. Ну и не стоит забывать что много клапанов/насосов это большие корпуса, много ножек МК и т.п.

      • b_t
        /#20278804

        Эти насосы надо врезать близко ко дну бака с водой, без заполнения они не работают. Сальники в этих насосах весьма ненадежны, а корпус не герметичен. В конечном итоге содержимое бака с водой оказывается на полу.

        • iig
          /#20278834

          Понятно. Без подвоха никак :(

  5. Raimon
    /#20273944

    Оличная реализация!

    Давно хочу что-то подобное сделать. Не могли бы вы написать названия для компонентов системы? Как их искать на али, может остались ссылки. Хотя на насос, клапаны и форсунки.

    Спасибо

    • EbomT
      /#20275028

      Отвечу Вам с ссылками. Шланги, форсунки и т.п. я брал как готовую систему для ирригации, так было дешевле на тот момент, например вот ссылка. Обычно в таких магазинах продают и отдельно все комплектующие.
      Насос я брал такой, единственный минус в том что фланцы у него для шланга большего диаметра.
      Клапана вот такие, они б/у зато дешевые и проблем с ними не было.

    • crustal
      /#20279238

      Давно хочу что-то подобное сделать. Не могли бы вы написать названия для компонентов системы? Как их искать на али, может остались ссылки. Хотя на насос, клапаны и форсунки.

      indoor drip watering system — на aliexpress тонны разных систем и комплектующих к ним, к примеру у этих

      DXBQYYXGS Official Store
      aliexpress.com/store/2495005

      Управление мобильным телефоном интеллектуальное садовое автоматическое устройство орошения
      aliexpress.com/store/product/-/2495005_32904432683.html

      Кроме того, я не знаю, есть ли в России хоть одна станция Юных Техников, или как они там называются, которая не выставляла на выставках хотя бы несколько разных систем в этой отрасли.

  6. aydahar
    /#20274024

    Не самый лучший выбор капельниц, на мой взгляд. Те что на фото — «регулируемые» — очень вредные, проток сильно зависит от длинны магистрали (потери давления). Каждую нужно вручную настраивать
    Лучше брать капельницы с фиксированным протоком (обычно 2л/ч), в них проток не зависит от длинны магистрали (хоть в начале ветки, хоть на конце — проток будет одинаковый).
    Сам я, опробовав много граблей, в итоге сделал на таких капельный полив на даче (300+ капельниц).

    • EbomT
      /#20275018

      Согласен, они очень вредные, но в данной системе когда на одной линии сидит 5-6 цветков, и необходимо каждый настроить по своему они подходят. Настраивать долго и нудно, но что поделать. А и еще они очень дешевые.

  7. GeMir
    /#20274486

    Оставив размышления о том, в чём смысл заводить растения, не имея желания о них заботиться без автоматизации, хотелось бы всё же иметь пару примеров готовых не-DIY, но и не промышленного масштаба решений для тех, у кого тоже «не оранжерея».

    • mastergril
      /#20274580

      Мне подобная система нужна на случай отъезда на пару недель в отпуск, что бы людей не напрягать, а заботится о цветах люблю и без автоматизации

    • Nikita_64
      /#20274602

      Использовал два сезона капиллярный полив у китайцев. Работает нормально, через месяц — полтора желательно продувать трубку, т.к. заводятся водоросли (я три недели до отъезда тестировал).

    • ClearAirTurbulence
      /#20274890

      Для грядок хорошо идёт Rainbird. Контроллер, клапаны, шланг с капельницами — очень приятная в эксплуатации вещь.

    • EbomT
      /#20275016

      Завожу то не я, а супруга. И как уже отписались система особо актуальна когда необходимо покинуть квартиру на срок более недели.

  8. foal
    /#20274912

    Я на балконе использую tropf-blumat. Работает уже лет пять. Никакой электроники, просто физика. Почва высохла — начали поливать. Дождь, прохладно — поливаем редко. Жара — часто :) Можно и для комнатных цветов использовать.

  9. Psychosynthesis
    /#20275056

    Пилю нечто подобное, но полностью на своих схемах… Пока забросил в долгий ящик, потому что не придумал как грамотно реализовать разбрызгиватели. Тоже думал потом Wi-Fi подключить.

  10. Javian
    /#20275884

    офф

    покупаю самую дешевую вилку, достаю оттуда ножи и ставлю в свой напечатанный корпус.

    Я б побоялся на 220В делать корпус из термопластичного материала и со стальными контактами.
    Для размышления — Сетевой переходник, или Как Сгореть

    • EbomT
      /#20279830

      Ну контакты там не стальные а какой то медный сплав, оно не магнитится, но я не думаю что это латунь. Провод крепится к ножу при помощи болтового соединения, а сами ножи залиты эпоксидным клеем. Ситуация в статье по ссылке мягко говоря иная.

  11. Materializator
    /#20276024

    Датчик влажности почвы никто ещё датчиком веса на АЦП не заменял?

    • Tarakanator
      /#20277378

      Не думаю что это хорошая идея.
      1)Масса зелени может меняться.(выросло\обстригли)
      2)куст из одного горшка может опереться на другой.

    • EbomT
      /#20279836

      Все эти датчики это хорошо, но когда начинаешь считать сколько будет стоить — на этом все заканчивается. Те датчики влажности почвы(2 ножа втыкаются в землю) не применимы в чистом виде, там на этих ножах идет электролиз, и со временем они обязательно окислятся. То есть их надо чем то включать на короткое время, делать измерение и снова выключать. Это ноги МК, провода, датчики, реле/мосфеты и т.п.

  12. EGregor_IV
    /#20276210

    Хорошая штука. Несколько советов:
    По поводу вилки-корпуса. Я делаю еще проще: Покупаю евровилку, у которой плоскость соединения с крышкой ровная и любую понравившуюся мне коробочку. Выкидываю крышку от евровилку, и прикручиваю к коробочке штатным винтом. А чтобы вилка не крутилась, чуть-чуть утапливаю её в коробочку, предварительно процарапав контур корпуса вилки.

    Насос омывателя от ВАЗа — стоит недорого и создаёт давление в 9 метров водяного столба при внутреннем диаметре трубки 6 мм. Я проверял, ну а производительности там за глаза хватит.

    А черные трубки — это только плюс, так как они не пропускают свет и поэтому на внутренних стенках не будет размножаться всякая пакость.

  13. AlexAV1000
    /#20277384

    А что с автономностью? Если свет пропадает или интернет?

    • EbomT
      /#20279826

      Если пропадет свет, то я бы больше за холодильник волновался чем за цветы.