Автономная зеленая ферма своими руками

Привет! С вами магазин Electronoff.

На днях мы обнаружили, что у нас в офисе сильно не хватает зелени. Конечно, скоро лето и на улице зелени будет предостаточно, но все-таки ощущение свежей природы в помещении тоже не мешает. В общем, мы решили сделать автономную зеленую ферму для быстрого роста растений. Чтобы наши посаженные цветочки (кустики, деревья, кому как хочется) замечательно росли, мы разработаем комплекс процедур, лучшим образом влияющих на их жизнедеятельность.

Наша зеленая ферма будет имитировать дневной и ночной цикл, а также постоянно следить за достаточной увлажненностью почвы и поливать растения, если нужно. Смотрите дальше, как мы это сделаем. 

Контроллер

Управляться вся система будет с помощью вот такой миниатюрной платы ардуино. Ее название - DigiSpark. Вся эта платка представляет собой программируемый модуль с пятью управляемыми входами / выходами. С ее помощью мы организуем 16-часовой “день”, в течении которого растение будет освещаться специальной фито-лентой для растений, и 8-часовую “ночь”, в течении которой лента будет выключена. Лента будет плавно включаться и выключаться, имитируя закат и рассвет (скорее просто для красоты, но все же приятно на такое смотреть).

Датчик почвы

За влажностью почвы у нас будет следить резистивный датчик влажности. Он будет раз в час проводить цикл “проверки влажности”: посылать данные о влажности почвы контроллеру, и если наступит время поливать цветок, ардуино включит моторчик-насос, который насытит горшок с растением свежей водой. При восстановившемся уровне влажности датчик просигнализирует об этом и моторчик выключится. Порог срабатывания можно настроить индивидуально под каждый вид растений. 

Важная особенность: если резистивный датчик будет постоянно включен, на контактах, погруженных в землю, все время будет присутствовать напряжение. Это приведет к очень быстрому окислению контактов и потере работоспособности. Поэтому подавать питание на датчик мы будем непосредственно в момент часовой проверки, а после нее сразу отключать. 

Ссылку на скетч для ардуино, конечно же, прикрепляем внизу страницы. Текст достаточно скопировать в среду разработки Arduino IDE и залить в свою плату.

Согласование напряжений питания

Есть одна проблема. Фито-лента работает от 12 В, а вот плата DigiSpark и водяная помпа - от 5 В. Согласовывать напряжение мы будем при помощи миниатюрного импульсного понижающего преобразователя.

Необходимые компоненты

Итак, что же в итоге нам нужно: плата ардуино, метр фито-ленты, водяной насос, блок питания, преобразователь напряжения для питания ардуино, датчик влажности, трубки для подвода жидкости в горшок, и еще немного периферии: полевые транзисторы в роли ключей (они будут управлять мощной нагрузкой в виде ленты, мотора и датчика под контролем ардуино) и запчасти к ним. 

Ах да, ну и горшок с цветком, а также корпус для этого всего, конечно же. Первым попавшимся нам подходящим материалом были доски из дсп, их и будем использовать. Распилим доски в соответствии с проектом, вырежем отверстие для горшка и соединим всё шурупами. Готово! 

Сборка и настройка

Собираем все детали схемы вместе. 

После того, как электрическая часть собрана, займемся ее установкой в корпус нашей будущей фермы. Вода у нас будет браться из обычной емкости, и лишняя влага будет сливаться в нее же для повторного полива. 

Схема собрана, осталось запустить ее и проверить в работе! Подключаем питание и наблюдаем за процессом. Для наглядности проверки мы ускорили все действия, если все будет хорошо - поставим действующее значение. 

Готово! У нас получилась практически полностью автономная ферма по выращиванию растений. Скоро превратим наш офис в джунгли (если начальство разрешит, конечно). Ну и надеемся, что природа теперь полюбит нас немножко больше.

Используемые в видео детали

Скетч для Arduino будет доступен в течении 1-2 дней