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基于Arduino的太阳能庭院自动浇灌装置设计

发布时间:2020-11-12  作者:admin

  跟着群众生涯程度的继续降低,对栖身处境也有了更高的谋求,越来越众的人正在家里、花圃或者菜园里种植种种花卉树木。这些植物必要按期灌溉,独特是夏季,天色燥热干燥,一天不浇水植物就会死亡。而通常生涯中公共的做事都比力繁冗,有时还必要外出,存正在家中永久无人的环境,无法养护植物,植物很容易牺牲或孕育受损。

  此外,古代的灌溉由人工完成,灌溉的时辰间隔及灌溉量都是依据我方的主观认识来决断,无法做到切确独揽,不行避免存正在灌溉量亏空或过众的环境,晦气于植物的孕育。

  目前,市道上有很众的浇灌体例[1-13]是采用依时器举办依时浇灌,这种步骤昭着不科学。再有许众利用了无线传感和汇集本领,通过汇集及时监测植物各个阶段的生长环境,但这种主动浇灌装备普通用于苗圃大棚,代价腾贵,性价比不高。对待通常家庭用,所有没有需要职掌各项数据。以是,针对通常家用,安排一个小型的天井用主动浇水装备有必然的实际道理。

  该体例由电源模块、Arduino UNO 开拓板、光敏电阻、泥土湿度传感器继电器电磁阀蜂鸣器和水管等组成,全部安排经过和思绪都是根据 Arduino UNO 开拓板的体例资源,独揽体例团体计划安排如图 1 所示。

  该体例采用 Arduino UNO 开拓板动作独揽中心,通过对埋正在泥土中的湿度传感器对泥土湿度举办及时检测,且应用光敏传感器对光照强度举办及时检测,将两者获取的新闻反应给独揽芯片,若湿度和光强都高于预设值,通过独揽模块反应信号,启动蜂鸣器发出申饬声,用以指挥正在院中劳作的人,灌溉体例即将启动,尽速撤离浇灌限制。

  历程延时,待职员撤离后,Arduino 独揽继电器闭合电磁阀初阶做事,通过喷头喷洒对泥土平均浇灌。当泥土湿度抵达预设值时,独揽继电器截断电磁阀通道,停留灌溉。全部体例的供电,采用太阳能蓄电池供电的步骤,不必要特意盘算插座,既应用了自然资源,又勤俭了电力,展现了装备节能环保的特色。

  主控模块遴选近年来最受电子喜欢者迎接的Arduino,该板是一个基于易用硬件和软件的原型平台(开源)。该平台来源于意大利,首要基于 A微独揽器和相应的开拓软件而安排,其具有高度的模块化特色[14]。Arduino Uno 是一款基于 ATmega328P 的微独揽器板。它有 14 个数字输入/输出引脚(个中 6 个可用作 PWM 输出),6 个模仿输入,16 MHzUSB相联,电源插孔,ICSP 接头和复位按钮。只必要通过 USB 数据线相联电脑就能供电、秩序下载和数据通讯。

  本体例由光合硅能的 30 W,12 V 家用小型发电体例供电。该发电体例由 3 一面组成,18 V 30 W 光伏单晶硅太阳能发电板,10 A,12/24 V 太阳能智能独揽器和 12 V 20 Ah 的蓄电池。该独揽器能迅疾充电并坚固太阳能电池板发出的不坚固的电流,确保电池和负载的运转安宁和利用寿命,并带有 12 V 输出口及 5 V USB接口,可为 12 V 电磁阀及 Arduino 开拓板供给电压。

  本体例采用 YL69 泥土湿度传感器,利用时插入泥土中[15]。其湿度丈量限制为 1~99%RH,阔别率为 0.5%RH,丈量精度偏差为±3.0%RH,响当令间值为 5 s,寻常利用的电压限制为 4.5~5.5 V。模块中的电位器用于泥土湿度的阈值治疗,顺时针治疗,独揽的湿度会越大,逆时针越小。

  数字量输出 D0 可能直接与 Arduino 的数字口相连,通过 Arduino 来检测上下电平。由此来检测泥土湿度;模仿量输出 A0(5 V 供电时的数值为 0~1 023),可能直接与 Arduino 的模仿输入口相连,通过 Arduino 读出泥土湿度更切确的数值。

  本体例采用第二种手段,直接读模仿量的值。要是湿度的读出数值高于 700(可依据必要自行设定),则主动开启电磁阀浇水。图 2 为 YL69与Arduino 的相联步骤。

  太阳能独揽器上可供给 12 V 电源,以是电磁阀采用做事电压为 DC 12 V,电流为 1.2 A 的常闭型电磁阀,管径巨细为 4 分口,便于和通常自来水龙头完婚,也便于相联软水管。

  因为电磁阀的做事电流有 1.2 A,而 Arduino 能供给的电流惟有 50 mA,达不到驱动电磁阀的电流,于是无法直接驱动电磁阀。此时,必要用中央继电器来举办驱动。本体例采用 Arduino 专用 3p 接口,做事电压为 5 V 的继电器,该继电器为 10 A 大电流继电器,可能驱动大电流兴办。继电器的 IN 引脚接 ArduinoD2 数字口,输出端接电磁阀。

  该体例采用光敏电阻的目标是夜间过错植物举办灌溉。光敏电阻搜集的光强值直接与 Arduino 的模仿输入口相连,通过 Arduino 可能读出光照强度的切确数值。读出数值低于 100 时(可设定),假使泥土湿度值高于设定命值,也不举办灌溉。光敏电阻一端接 A1 口,另一端通过电阻接地。

  白昼,若传感器检测到泥土干燥,就主动浇灌,有或者会淋湿到正在院中劳作的人,以是,正在启动兴办前前驱动蜂鸣器发出报警,申饬院中人即将喷水浇灌,待人分开后,再开启兴办。蜂鸣器负极接地,正极接 Arduino 的 D5 数字口。

  Arduino 独揽体例软件安排首要采用 C 说话编制,正在 Arduino 的秩序开拓平台中,竣工泥土湿度传感器搜集模块、光敏电阻搜集模块、输出继电器独揽模块、蜂鸣器模块等的软件安排。

  体例上电后即检测泥土湿度。若湿度值大于 700,则检测光照强度值,若光强值大于 100,则使蜂鸣器得电,报警 10 s 后,使继电器得电,继而启动电磁阀初阶浇灌植物。直到湿度值小于 700。若湿度值小于 700 或光强值小于 100,则封闭电磁阀通道。全部体例独揽流程如图 3 所示。

  Arduino 有自有的秩序开拓平台,采用 C 说话编制。秩序的最终编写了一段可能正在串口监督窗口读取及时的泥土湿度值和光照强度值的秩序,通过手动来更动光强及传感器湿度,搜集的一面数据如图 4 所示。搜集的湿度、光强数据和现实值相符,且坚固,众数据损失、失线 为一面体例源秩序。

  该款小型的太阳能天井主动浇灌装备,依据搜集的湿度值、光照值与体例的预设值举办比力决断,进而完成主动浇灌的效用。推行注脚,本体例所有能餍足家用需求,具有运转坚固,做事牢靠,丈量精度高,适用性强,代价低廉等便宜,同时兼具节水节电的效用,便于利用推行。

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