Sprout:Arduino 驱动的智能室内自动浇水花盆
组件与物料
- Arduino Nano / Pro Mini ×1
- HC-05 蓝牙模块(可选,手机远程控制)×1
- 直流水泵(9V/12V)×1
- 土壤湿度传感器(电阻式)×1
- LM7805 5V 稳压芯片 ×1
- IRF540 N 沟道 MOSFET ×1
- 220 Ω 电阻、1N4001 二极管、排针、2P 接线端子、DC 接口、单面 PCB、9V/1A 电源适配器
所需工具
- 电烙铁、焊锡丝
- Fusion 360(3D 设计/查看)
软件与服务
- Arduino IDE
- GitHub 仓库:jonathanrjpereira/Automatic-Plant-Watering-System-using-Arduino(含代码、原理图、PCB、3D 模型、激光切割图)
项目简介
Sprout 集成 500 ml 水箱、土壤湿度传感器、直流水泵与 Arduino 控制电路,实现全自动浇水:土壤过干 → 水泵启动 → 湿度达标 → 水泵停止。蓝牙模块可选,支持手机 App 手动开关水泵。水箱满容可维持约 1 个月免维护。
电子设计
电源模块
9V 适配器经 LM7805 降压至 5V,供 Arduino 与传感器。
水泵驱动
IRF540 MOSFET 作开关,栅极串 220 Ω 限流,泵两端并联 1N4001 飞轮二极管吸收感性尖峰。
湿度检测
传感器输出模拟量接 Arduino A0,阈值由用户按植物种类校准。
蓝牙控制
HC-05 通过串口接收手机 App 发送的 '0'(48) / '1'(49) 控制水泵开关。
PCB 制作与焊接
GitHub 提供 1:1 可打印 PCB 图、Eagle 源文件、A4 多板拼版 PDF。按原理图焊接所有元件,建议使用助焊剂辅助 SMD 焊接。
机械结构
- 主体:30×15×19 cm MDF 箱,8 面互锁,激光切割拼装。
- 内部分两仓:大仓种植,小仓再分电路区与水箱区。
- 水箱:500 ml PET 瓶(直径 ≤74 mm,瓶盖 ≤50 mm,高 ≤18.5 cm),底部切开 50 mm 装入水泵,出水管与电缆穿孔后用环氧树脂密封,注水从瓶口加注。
- 表面处理:木器漆底漆 → 白乳胶撒水泥粉 → 圆形 MDF 片抹平 → 养护 1 天(每 6 小时喷水防裂)。
组装要点
- 背板安装 DC 接口、电路板。
- 出水管、传感器导线穿过预留孔伸入种植区。
- 八面互锁组装,木胶密封。
- 水泥面层固化后铺土、埋入传感器、接通电源、注满水测试。
代码与固件
核心逻辑:analogRead(A0) 采样 → 与阈值比较 → 控制 MOSFET 栅极高低电平。蓝牙串口解析 '0'/'1' 手动覆盖。完整代码见 GitHub Code/plant 目录,欢迎 Fork 改进。
制造工艺
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