Arduino 智能自动浇水系统：土壤湿度电极 + 电磁阀控制
组件与物料
| 组件 | 数量 | 备注 |
|---|---|---|
| Arduino UNO | 1 | |
| 1/4" 碳弧气割碳棒 (石墨电极) | 2 | 耐腐蚀，不污染土壤 |
| 电磁阀 (12V) | 2 | 控制水路通断 |
| IRF640 MOSFET | 2 | 驱动电磁阀 |
| 220Ω 电阻 | 2 | 栅极驱动 |
| 680Ω 电阻 | 2 | 分压采样 |
| 跳线 | 若干 | |
| 1N4007 二极管 | 2 | 电磁阀续流保护 |
所需工具
- 烙铁
- 锉刀 (剥碳棒铜皮)
应用与服务
- Arduino IDE
项目简介
盛夏高温易导致植物枯死，人工浇水费时费水。本系统通过土壤湿度自动判断，仅在干燥时开阀浇水，无需人工干预。
工作原理
两根石墨电极插入土壤约 10cm，通微弱电流测电压。土壤越干电阻越大、电压越高 → 开阀浇水；土壤湿润电导率增大、电压降低 → 关阀停水。
制作湿度传感器
- 碳棒对折掰断，用锉刀剥去铜皮露出石墨芯，顶部保留 5cm 铜皮焊接导线
- 导线长度需从植物位置达控制盒
- 电极并排插入植株旁土壤，铜皮露出地面
Arduino 电路搭建
代码见 GitHub，需根据电极对数与电磁阀数修改。原理图中元件值为参考值，阈值需按当地土壤实测调整。
引脚 4、8 分别驱动两路 MOSFET 栅极 (IRF640/TIP120 均可)。电磁阀两端并联 1N4007 续流二极管(反向并联)保护 MOS 管。
供电方案
12V DC 隔离电源 / 电池 / 太阳能板均可。严禁用非隔离变压器，市电可能经电子电路渗入土壤造成触电危险。
系统集成
- Arduino 与驱动电路装防水盒
- 电磁阀装独立防水盒
- 连接水管，上电调试
- 调整电极深度，确保水管出水口离电极足够远，避免刚浇水就关阀
为何不用金属电极？
金属电极通电电解腐蚀，电阻漂移导致读数失真，金属离子渗入土壤危害植物。碳棒(石墨)惰性强、不腐蚀。实在买不到可拆碳性电池取碳棒或用粗铅芯代替。
后续扩展
- 接入 ESP8266 实现联网远程控制
- 3D 打印定制外壳优化布局
欢迎反馈与改进建议！
代码
GitHub: Moisture_Detection.ino
原理图
制造工艺
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