4.10 Projekt: Automatisches Bewässerungssystem

Achtung! Lassen Sie bei Experimenten kein Wasser aus den Plastikbecken überlaufen. Das Verschütten von Wasser auf andere Sensoren kann nicht nur einen Kurzschluss verursachen, der den normalen Betrieb stört, sondern auch zu Wärmeentwicklung und sogar Explosionen führen. Seien Sie besonders vorsichtig! Besonders jüngere Benutzer sollten dies mit ihren Eltern bedienen. Um die Sicherheit zu gewährleisten, befolgen Sie bitte die Anweisungen und Sicherheitsvorschriften.

In diesem Projekt stimulieren wir die Bewässerung über eine Wasserpumpe, die von einem Relaismodul gesteuert wird. Außerdem bestimmen wir mit einem Wasserstandssensor, ob Wasser im Becken ist, und erfassen die Bodenfeuchtigkeit mit einem Bodenfeuchtigkeitssensor. Auf diese Weise wird das System die Wasserpumpe intelligenter steuern.

4.10.1 Flussdiagramm

4.10.2 Wasserpumpensystem

Beschreibung:

In diesem Experiment verwenden wir das ESP32 Entwicklungsboard, um die Wasserpumpe über ein Relaismodul ein- und auszuschalten. Eine Pumpe fördert Wasser und transportiert Flüssigkeiten und wird üblicherweise in Kombination mit einem Relaismodul verwendet.

Hier verbinden wir das Relaismodul und die Pumpe mit dem ESP32 Board und programmieren, um die Pumpe durch Umschalten des Relaiszustands fernzusteuern. Dazu bestimmen wir den Zustand des Relais entsprechend dem Ausgangswert des Moduls oder einer voreingestellten Zeit.

Relaismodul:

Im Einsatz wird es oft bei der Steuerung von Hochspannung und Laststrom verwendet, z.B. Motoren, Hochstromsensoren und Hochleistungslampen.

Normalerweise offen (NO): Dieser Pin ist normalerweise offen, es sei denn, ein Signal wird vom Signalpin des Relais empfangen. Daher sind gemeinsame Pins über den NC-Pin getrennt und über den NO-Pin verbunden.
Gemeinsamer Kontakt (COM): Dieser Pin verbindet sich mit anderen Modulen, zum Beispiel, Wasserpumpe.
- Wasserpumpe:

Normalerweise geschlossen (NC): Der NC-Pin ist mit dem COM-Pin verbunden, um einen geschlossenen Stromkreis zu bilden. Es verwendet das ESP32 Board, um das Schließen und Trennen des Relaismoduls zu steuern.

Parameter:

Versorgungsspannung: 5V
Ruhestrom: 2mA
Maximale Kontaktspannung: 250VAC/30VDC
Maximaler Strom: 10A

Schaltplan:

Achtung: Gelb an S (Signal), Rot an V (Strom) und Schwarz an GND anschließen. Nicht vertauschen!

Testcode:

Testergebnis:

Nach dem Hochladen des Codes pumpt das Gerät einmal Wasser.

In diesem Experiment ist die Wasserpumpe automatisiert, was Zeit und Aufwand für manuelle Bedienung reduziert und die Effizienz verbessert. Daher wird dieses Wasserpumpensystem in der landwirtschaftlichen Produktion und Wasseraufbereitung weit verbreitet eingesetzt.

4.10.3 Automatisches Bewässerungssystem

Beschreibung:

In diesem Experiment implementieren wir ein intelligentes Bewässerungssystem mit einem Bodenfeuchtigkeitssensor, einem Wasserstandssensor, einem Relaismodul und einer Wasserpumpe. Wir verbinden die beiden Sensoren mit dem ESP32 Entwicklungsboard und programmieren, um deren Ausgangswerte zu lesen, um das Relais und die Wasserpumpe zu steuern.

Wenn der Boden sehr trocken ist, schaltet sich das Relais ein, um die Wasserpumpe zur Bewässerung der Pflanzen zu steuern; Und wenn der Wasserstand zu niedrig ist, kann die Wasserpumpe nicht arbeiten und der Summer alarmiert. Auf diese Weise werden die Pflanzenbewässerung und die Wasserstandsregelung automatisiert, was die Produktionseffizienz erhöht und den Zeit- und Arbeitsaufwand für manuelle Operationen reduziert.

Schaltplan:

Verbinden Sie das Relaismodul mit io25; verbinden Sie seinen NC-Pin mit GND (schwarz) an io2.
Wasserpumpe:
- Verbinden Sie das rote Kabel mit POWER 3V3 des Boards
- Verbinden Sie das schwarze Kabel (GND) mit dem COM-Pin des Relais
Verbinden Sie den Bodenfeuchtigkeitssensor mit io32
Verbinden Sie den Wasserstandssensor mit io33

Achtung: Gelb an S (Signal), Rot an V (Strom) und Schwarz an GND anschließen. Nicht vertauschen!

Testcode:

Codefluss:

Code:

Initialisieren und löschen Sie das LCD, schalten Sie die LCD-Hintergrundbeleuchtung ein. Definieren Sie zwei Variablen als die erkannten Sensorwerte.

Weisen Sie den beiden gelesenen Sensorwerten diese Variablen zu.

Zeigen Sie diese Werte auf dem LCD an.

Wenn der Wasserstandswert niedriger als 700 oder der Bodenfeuchtigkeitswert kleiner als 1200 ist, alarmiert der Summer.

Wenn der Bodenfeuchtigkeitswert niedriger als 1200, aber der Wasserstandswert größer als 700 ist, bewässert die Wasserpumpe die Farm automatisch.

Vollständiger Code:

Testergebnis:

LCD 1602 zeigt die aktuellen Werte für Bodenfeuchtigkeit und Wasserstand an. Wenn die erfasste Feuchtigkeit unter dem eingestellten Schwellenwert liegt, bedeutet dies, dass der Boden trocken ist, und die Bewässerung beginnt automatisch.
Wenn der erfasste Wasserstand unter dem eingestellten Schwellenwert liegt, funktioniert das Wasserpumpensystem nicht, und der Summer alarmiert, um auf Wassermangel hinzuweisen.
Drücken Sie die Taste, um den Alarm zu stoppen.

Zusammenfassend haben wir in diesem Projekt ein analoges automatisches Bewässerungssystem realisiert, das das Ein- und Ausschalten der Wasserpumpe entsprechend dem Wasserstand intelligent steuert. In der Anwendung wird dieses System typischerweise im Haushalt und in der landwirtschaftlichen Produktion eingesetzt.

4.10.4 FAQ

F: Sind die Module wasserdicht?

A: Das Relaismodul ist es nicht, die Wasserpumpe jedoch schon. Die Wasserdichtigkeitsklasse der Wasserpumpe ist IP68.

F: Das ESP32 Board wird zurückgesetzt, wenn die Wasserpumpe arbeitet.

A: Wenn die Wasserpumpe arbeitet, wird mehr Strom benötigt als bei anderen Modulen, daher können Spannung und Strom im Stromkreis schwanken. Manchmal können die Schwankungen zu stark sein, was zu einem Reset aufgrund extrem niedriger Spannung und Strom im ESP32 Entwicklungsboard führt.

Befolgen Sie beim Betrieb der Wasserpumpe bitte den Beispielcode:

F: Pumpt kein Wasser?

A: Es sind mehrere Pumpvorgänge erforderlich, um die Wasserpumpe vor der Verwendung zu füllen. Diese anfänglichen Pumpvorgänge ziehen das Wasser nicht wirklich an, sondern führen ausreichend Wasser in die Pumpe ein. Erst wenn die Pumpe voll ist, kann Wasser gefördert werden. Wir füllen also zuerst, nicht pumpen.

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