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萌芽:现代室内自动浇水花盆

组件和用品

Arduino Nano
微控制器
× 1
Adafruit HC-05 蓝牙模块
× 1
直流水泵
12V/9V
× 1
土壤湿度传感器
基于电阻
× 1
STMicroelectronics LM7805
5V 稳压器
× 1
IRF540
N 沟道功率 MOSFET
× 1
电阻
220 欧姆
× 1
IN4001
二极管
× 1
Header Pins Strip
超长分离式 0.1" 16 针条形公头
× 1
螺丝端子
2 Pin
× 1
DC Barrel Jack
女性面板安装
× 1
PCB
单面
× 1
AC-DC 适配器
9 VDC 1000mA
× 1

必要的工具和机器

Weller 烙铁
Adafruit 焊锡丝
Fusion 360

应用和在线服务

Arduino IDE

关于这个项目

Sprout 是一款现代室内花盆,可自动为您的植物、草药、蔬菜等浇水,并将彻底改变您的园艺游戏。

它由一个集成的水库组成,从中抽取水并保持植物土壤的水分。

校准土壤湿度传感器,使其定期测量土壤湿度,从而调节水流量。如果土壤过于干燥,当土壤湿度达到所需水平时,水泵会自动打开并关闭。

如果您是在水下种植植物的人,Sprout 将确保您永远不必担心再次成为一名糟糕的园丁。如果你是那种为了弥补缺勤而给植物浇水的人,那就意味着你没有淹死植物或种子的危险。

Sprout 的蓄水池容量约为 500 毫升/17 液量盎司,这使您可以在需要补充水之前忽略植物长达一个月之久。

可选的蓝牙功能可用于通过智能手机以无线方式手动切换和控制水泵。

开发 :您是对 Sprout 中的新功能/设计有好主意的程序员、工程师或设计师吗?也许你只是一个初学者或者你发现了一个错误?随意从 Github 获取我们的代码、原理图、3D 设计文件和激光切割文件并进行修改。

萌芽:GitHub

第一步:电子设计

所需电子元件:

1x Arduino Nano/ Arduino Pro Mini

1x 直流水泵 12V 或 9V<​​/em>

1x 土壤湿度传感器

1x LM7805 稳压器

1x IRF540 MOSFET

1x 220 欧姆电阻

1x IN4001 二极管

1x 头针脚带

1x 2-Pin 螺丝端子

1x DC 电源插孔(公 + 母)

可选:1x HC-05 蓝牙模块

电源块

7805 调节电源电压并将其降低到恒定的 5V,使其适合运行 Arduino 和土壤湿度传感器。

泵控制

MOSFET 充当由 Arduino 控制的开关。我们使用 MOSFET,因为 Arduino 不能直接为直流泵供电。连接到 MOSFET 栅极的电阻可防止 MOSFET 损坏。当泵关闭时,连接在泵两端的反激二极管为耗散存储的能量提供了路径。

湿度传感器 传感器向 Arduino 提供模拟值。水分的阈值水平由用户根据所用植物的类型和典型的 h 进行校准

蓝牙模块

使用串行通信在 Arduino 和您的智能手机之间传输数据。

第二步:电子组装

GitHub 存储库中提供了 1x 比例的可印刷 PCB 以及电路板视图和原理图。

萌芽:GitHub/电子学

该存储库还包含一个 A4 大小的 PDF,其中在单个页面上包含多个 PCB。这可用于一次制作多个 PCB 以进行批量生产

根据给定的原理图焊接所有组件。

下面提供了可编辑的 Eagle 文件。

第 3 步:软件和蓝牙配置

软件

湿度传感器连接到 Arduino 的模拟输入引脚。一个阈值决定了泵是否应该打开/关闭。

你可以在 Sprout 找到代码:GitHub/Code

随意修改和贡献到 GitHub 存储库。

智能手机应用和蓝牙配置

HC-05 蓝牙模块是智能手机和 Arduino 之间的中间块。它使用串行通信将数据从智能手机发送到 Arduino 并充当遥控器。

该应用程序传输值“48”或“49”,分别代表“开”和“关”。因此可以无线控制泵。

只需打开应用程序,扫描可发现的设备并与 HC-05 模块配对。然后点击“切换模式”并切换屏幕按钮。

该应用程序可在蓝牙应用程序中使用

第 4 步:机械设计

Sprout 的主体是一个由 MDF 制成的 30cm X 15cm X 19cm 盒子。

所有机械设计步骤都已在项目开始时附带的视频中清楚地展示出来。您也可以在 Sprout:视频/机械设计

盒子分为两部分:

  • 较大的部分包含土壤和植物
  • 较小的部分进一步分为两个部分,这样一个部分包含电路板,而另一部分包含水箱。

储水器是一个500ml的塑料瓶。

MDF盒有8个独立的互锁面,可以激光切割并相互开槽。

激光切割文件、Fusion 360 设计文件(3D 设计文件)、每个面的等距视图和正交视图都可以在 Sprout 中找到:GitHub/机械设计

您还可以在 GitHub 存储库中找到可编辑的 Illustrator 文件,这些文件可以根据您的特定要求/尺寸进行修改,然后可以进行激光切割。

第 5 步:机械组装:瓶子准备

储水器是一个 500 毫升的塑料瓶。一个典型的 500 毫升塑料汽水瓶可以用于此。

瓶子的最大直径应为 74 毫米。瓶盖的最大直径应为50mm。从瓶底到瓶盖最低部分的最大高度应为18.5厘米。

必须在瓶子底部上方约 50 毫米处切割瓶子,以便将泵放入其中。必须在瓶子上开孔,以便出口管和电源线可以穿过瓶子。

一旦出口管和电线从它们各自的孔中取出,瓶子就可以再次密封。为了密封瓶子,我们必须使用环氧化合物,它会在几个小时内变硬。这将防止任何水泄漏。

只需打开瓶盖即可从瓶子顶部重新装水。

第 6 步:机械组装:盒子准备

一旦你成功地用激光切割了盒子的 8 个不同的面,在每个面的两侧涂上保护性木器涂层。

将电源插孔也安装在背板上并将其连接到电路板。

将电路板安装在盒子的背板上,使其适合各自的部分。

将泵出口管穿过给定的孔,使其到达植物土壤部分。对水分传感器电线做同样的事情。

不要忘记将水泵连接到电路板上,如原理图所示

开始将 Box 的不同面互锁,并确保瓶子紧贴其指定区域。

用木胶或粘合剂将整个盒子密封

所有这些步骤都在本项目开始时的视频中进行了演示。

第七步:机械组装:水泥

这一步将决定盒子的纹理和最终饰面,并为花盆提供另一层保护涂层。

在盒子的每个面上涂上胶水。然后在胶水上撒一些水泥。使用从顶板上切下的剩余圆形 MDF 片来平滑整个盒子每个面的表面的水泥。如视频所示,对盒子的每个面重复此步骤。

水泥干燥后,每 6 小时喷一次水,持续 1 天。这将使水泥固化,不会出现裂缝,也可以防止漏水。

第 8 步:添加土壤和植物

水泥固化后,用土填充盒子。

请记住在出口管的末端为滴头打孔之前热封。滴头用于调节出水管的出水量,使水不流出花盆。

将土壤湿度传感器放入土壤中。

Power Sprout 通过背板上的 Power Jack 并确保将水箱注满水位。

测试是否一切正常,你应该完成。

代码

萌芽:GitHub - 代码
Arduino 代码 https://github.com/jonathanrjpereira/Automatic-Plant-Watering-System-using-Arduino/tree/master/Code/plant

定制零件和外壳

萌芽:机械设计
Fusion 360 3D 文件、激光切割文件、等轴测和正交视图 https://github.com/jonathanrjpereira/Automatic-Plant-Watering-System-using-Arduino/tree/master/Mechanical%20Design

示意图

萌芽:电子
原理图、电路板视图和 PCB https://github.com/jonathanrjpereira/Automatic-Plant-Watering-System-using-Arduino/tree/master/Electronics

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