Arduino Nano 驱动的智能家居植物自动浇水系统

组件与物料

电烙铁（通用）

Arduino IDE

网络上已有大量土壤湿度传感器教程。本项目综合多个优秀创意，并完善软件部分，打造一款家用植物浇水控制器。解决方案看似显而易见，但深入细节才发现“魔鬼藏在细节里”。让我们逐一剖析。

常见教程多用电阻法：将传感器插入土壤测电阻。实测中“干土”约 300kΩ、“湿土”约 500kΩ，差异微小难以判读。根因在于纯水不导电，导电的是水中矿物质，电阻值主要取决于矿物种类与含量，而非含水量。

网络上有大神提出测量电容而非电阻：水的介电常数远大于土壤，湿土电容约 200µF，干土约 200pF，相差百万倍，判读极其清晰。

有人将 Arduino 做成高精度电容表，但过于复杂。其实只需两个模拟引脚即可获得足够区分干湿的精度。因干湿读数跨度极大，代码中取电容读数的自然对数作为特征值，压缩数值区间便于设定阈值。

若水源瓶高于植物，单向 MOSFET 驱动水泵停止后水仍会因虹吸效应持续流出。解决办法：反转水泵短暂运行 抽回残留水柱。直流电机只需反接极性，故需 H 桥。L298N 适配双电机，正好驱动两路水泵。本项目水泵 9V/3A，L298N 必须加散热片，并串联 1Ω/5W 功率电阻限流。

采用带按键的旋转编码器交互：

主界面：首行显示两通道实时传感器读数（禁用通道显示 xxxx）；次行显示干湿阈值。

├─ 左通道
├─ 右通道
├─ LCD 背光亮度（或自动）
└─ 夜间背光亮度

每通道子菜单：

├─ 通道启用/禁用 ├─ 干湿阈值（传感器电容自然对数值，主界面可对照当前读数设定） ├─ 正向抽水时长（十秒为单位） ├─ 反向抽水时长（十秒为单位） └─ 测试参数（不写入 EEPROM，用于实测调整时长）

控制器基于两块 3×7cm 双面 PCB：

WateringSystem

制造工艺