Stick de monitoramento de umidade do solo Arduino - Nunca se esqueça de regar suas plantas: 4 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Você costuma se esquecer de regar as plantas de interior? Ou talvez você dê a eles muita atenção e os regue demais?

Se fizer isso, você deve fazer para si um bastão de monitoramento da umidade do solo alimentado por bateria. Este monitor usa um sensor capacitivo de umidade do solo e um Arduino Pro Mini de 3,3 V para monitorar continuamente o nível de umidade do solo e alertá-lo quando você estiver regando demais ou insuficientemente as plantas.

Dois potenciômetros na placa permitem que você ajuste e defina um ponto de ajuste de nível de umidade alto e baixo que aciona o piscar de dois LEDs para alertá-lo. Você também pode adicionar facilmente uma campainha ao circuito se desejar um alarme sonoro também.

Você também pode apertar um botão para exibir a leitura de umidade atual e os pontos de ajuste de nível alto e baixo no display OLED integrado.

Com a configuração padrão aqui, a unidade dura cerca de 15-20 dias com uma única carga da bateria 18650 que a alimenta. Mas, usando duas técnicas de baixa potência, isso pode ser estendido para cerca de 50-60 dias por carga.

Suprimentos

Para construir um monitor de umidade do solo, você precisará de:

3.3V Arduino Pro Mini - Compre aqui

A versão 5V pode ser usada com uma bateria diferente e resistores LED de 220Ω

• Programador USB - Compre Aqui
• Sensor capacitivo de umidade do solo - Compre aqui
• LEDs de 3 x 5 mm (de preferência em cores diferentes) - Compre aqui
• Resistor 10K - Compre aqui
• 3 x resistores de 100Ω - compre aqui
• 2 x potes de acabamento de 10K - compre aqui
• Botão de pressão tátil - Compre aqui
• Interruptor deslizante de alimentação - compre aqui
• Display OLED 128x32 I2C - Compre Aqui
• Alfinetes de cabeçalho masculinos - compre aqui
• Alfinetes de cabeçalho femininos - compre aqui
• Cabo fita - compre aqui

Para ligar o monitor

• 18650 3,7 V bateria de lítio - compre aqui
• Suporte / carregador de bateria 18650 - compre aqui

Etapa 1: Reúna seus componentes e solicite os PCBs

Comecei projetando um circuito que poderia ser transformado em um PCB e alimentado por uma única bateria de íons de lítio 18650. Por esse motivo, escolhi a versão de 3,3 V do Arduino e este monitor capacitivo de umidade do solo em particular, que pode ser alimentado por 3,3 V ou 5 V.

Você pode baixar os arquivos PCB do meu blog se desejar solicitar o seu próprio.

Você também pode usar um Arduino Pro Mini de 5 V com os mesmos componentes, você só precisará usar resistores LED de 220 ohms em vez dos 100 ohms usados aqui. Você também precisará alimentá-lo com uma bateria em vez de uma única bateria de íon de lítio.

Você também pode montar os componentes em uma placa de ensaio e, em seguida, fazer uma pequena derivação para o sensor de umidade, mas o PCB apenas o torna em uma configuração mais compacta e robusta.

Encomendei os PCBs da PCB Way, que cobra apenas US $ 5 por 5 PCBs básicos de até 100x100mm. Eles foram fabricados e despachados muito rapidamente e também são de ótima qualidade.

Etapa 2: Monte os PCBs

Comece anexando seus pinos de cabeçalho ao seu Arduino. Este design usa os pinos A4 e A5 para a conexão I2C ao display OLED, portanto, você também precisará adicionar esses dois pinos. As placas geralmente não vêm com pinos para esses dois, pois eles estão separados das tiras ao longo dos dois lados.

Solde todos os componentes no lugar no PCB, prestando atenção à orientação dos LEDs e do botão tátil.

Para conectar o sensor de umidade à sua placa, você precisará remover o plugue branco na extremidade e, em seguida, soldar três pinos de cabeçalho na fileira de orifícios mais próxima à extremidade do sensor. Use esses pinos para soldar o sensor diretamente em seu PCB.

Depois que todos os componentes estiverem soldados no lugar, apare todos os pinos salientes da parte traseira da placa de circuito impresso.

Solde a placa do carregador de bateria de íon de lítio aos terminais de alimentação do PCB usando um pequeno cabo de fita para que o suporte possa ser colado na parte de trás do PCB.

Etapa 3: programe seu Arduino

Para programar seu Arduino Pro Mini, você precisará usar seu programador USB e conectá-lo aos pinos de cabeçalho correspondentes no breakout do PCB. Lembre-se de que Tx no programador vai para Rx no Arduino e vice-versa. Certifique-se também de usar a saída de tensão correta do programador, 3,3 V para o Pro Mini de 3,3 V e 5 V para o Pro Mini de 5 V.

Você pode baixar o esboço da postagem do meu blog e ler uma descrição detalhada do que cada seção do código faz.

Etapa 4: Calibrar e usar o sensor de umidade do solo

Ao ligar o monitor pela primeira vez, você verá uma pequena tela inicial e a tela será desligada.

Uma vez desligado, você pode apertar o botão próximo ao display para ligá-lo novamente e ver o nível real de umidade medido, bem como os dois pontos de ajuste do nível de umidade. Os dois pontos de ajuste podem ser ajustados girando os potenciômetros de nível baixo e alto. Existe alguma lógica no código para evitar definir o ponto de ajuste baixo mais alto do que o ponto de ajuste alto e o alto mais baixo que o baixo.

Antes de usar o sensor, você precisará calibrá-lo. Para fazer isso, use o programador USB para exibir os valores brutos do sensor do sensor de umidade. Faça uma leitura a seco do sensor no ar e, em seguida, mergulhe a parte adesiva do sensor em um jarro de água para obter o nível máximo de umidade. Certifique-se de não molhar nenhum dos componentes ao fazer isso. Pegue esses valores máximo e mínimo e substitua-os no código e seu monitor estará pronto para uso. Você também pode adicionar uma pequena margem ao máximo e mínimo para compensar as variações ambientais.

Como mencionado anteriormente, o monitor dura cerca de 15-20 dias com uma única carga da bateria 18650. Eu detalhei duas técnicas em meu blog que você pode implementar para melhorar ainda mais isso para cerca de 50-60 dias com uma única cobrança. Essencialmente, eles envolvem apenas alimentar o sensor de umidade quando você precisa fazer leituras e remover o pequeno LED de energia do Arduino. Você também pode aumentar a vida útil da bateria fazendo leituras com menos frequência.

Também adicionei um painel frontal de acrílico ao monitor depois que ele foi concluído para proteger os componentes eletrônicos

Você já tentou fazer seu próprio monitor de umidade do solo? Deixe-me saber na seção de comentários!