5.10 Sistema di auto-irrigazione

5.10.1 Sistema di pompaggio dell’acqua

In questo esperimento, useremo la scheda di sviluppo ESP32 per accendere/spegnere la pompa dell’acqua tramite un modulo relè. Una pompa solleva l’acqua e trasporta liquidi, e di solito è combinata con un modulo relè nell’uso.

Modulo Relè:

Nell’uso, è spesso impiegato nella gestione di alta tensione e corrente di carico, ad esempio, motori, sensori ad alta corrente e luci ad alta potenza.

Normalmente Aperto (NO): Questo pin è normalmente aperto, a meno che non venga ricevuto un segnale dal pin di segnale del relè. Pertanto, i pin comuni sono disconnessi tramite il pin NC e connessi tramite il pin NO.

Contatto Comune (COM): Questo pin si collega ad altri moduli, ad esempio, la pompa dell’acqua.

Normalmente Chiuso (NC): Il pin NC è collegato al pin COM per formare un circuito chiuso. Utilizza la scheda ESP32 per controllare la chiusura e la disconnessione del modulo relè.

Pompa dell’acqua:

Parametri:

Tensione di alimentazione: 5V

Corrente statica: 2mA

Tensione massima di contatto: 250VAC/30VDC

Corrente massima: 10A

Aprire il codice 5.10.1Water-Pump con Arduino IDE.

#define RelayPin 25
char content;  //Define a character string as the received value from serial port

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(RelayPin,OUTPUT);
}

void loop() {
  //Serial.read() receives one byte once. For example, when input "aaa", it receives one "a" at a time for three times in total.
  if(Serial.available() > 0) {
    if (Serial.read() == 'a') //When the input value equals to "a", irrigation begins.
    {
      digitalWrite(RelayPin,HIGH);
      delay(400);//irrigation delay
      digitalWrite(RelayPin,LOW);
      delay(700);
    }
  }
}

Scegliere la scheda ESP32 Dev Module e la porta COM, e caricare il codice.

Risultato del Test:

Aprire il monitor seriale e digitare “a”, pomperà l’acqua una volta.

Attenzione: Non far traboccare l’acqua dalle vasche di plastica negli esperimenti. L’acqua che si riversa su altri sensori può causare non solo un cortocircuito o il malfunzionamento dei moduli, ma anche la generazione di calore e persino esplosioni. Fate molta attenzione! Soprattutto per gli utenti più giovani, si prega di operare con i propri genitori.

5.10.2 Sistema di Auto-Irrigazione

In questo esperimento, colleghiamo i due sensori alla scheda di sviluppo ESP32 e programmiamo per leggere i loro valori di output per controllare il relè e la pompa dell’acqua.

Se il terreno è molto secco, il relè si accenderà per controllare la pompa dell’acqua per irrigare le piante; e se il livello dell’acqua è troppo basso, la pompa dell’acqua non sarà in grado di funzionare, e il cicalino suonerà.

Aprire il codice 5.10.2Auto-irrigation con Arduino IDE.

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#define BuzzerPin 16
#define SoilHumidityPin 32
#define WaterLevelPin 33
#define RelayPin 25
#define ButtonPin 5  //Define a button pin
int value = 0;       //Set an initial button value

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup() {
  //Set the pins mode
  pinMode(SoilHumidityPin, INPUT);
  pinMode(WaterLevelPin, INPUT);
  pinMode(RelayPin, OUTPUT);
  pinMode(ButtonPin, INPUT);

  //Initialize LCD
  lcd.init();
  //Turn on LCD backlight
  lcd.backlight();
  //Clear LCD displays
  lcd.clear();

  ledcAttachChannel(BuzzerPin, 1000, 8, 4);
}

void loop() {
  //define variables as the read values of water level, humidity and button state
  int shvalue = analogRead(SoilHumidityPin);
  int wlvalue = analogRead(WaterLevelPin);
  int ReadValue = digitalRead(ButtonPin);

  //Set the display position of cursor
  lcd.setCursor(0, 0);
  //Set the display position of character strings
  lcd.print("SoilHum:");
  lcd.setCursor(9, 0);
  lcd.print(shvalue);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("WaterLevel:");
  lcd.setCursor(11, 1);
  lcd.print(wlvalue);

  //Determine whether the button is pressed
  if (ReadValue == 0) {
    //Eliminate the button shake
    delay(10);
    if (ReadValue == 0) {
      value = !value;
      Serial.print("The current status of the button is : ");
      Serial.println(value);
    }
    //Again, determine whether the button is still pressed
    //Pressed: execute the loop; Released: exit the loop to next execution
    while (digitalRead(ButtonPin) == 0)
      ;
  }
  //When the detected humidity is lower than the set threshold, the buzzer starts to alarm. Press button to stop alarming.
  if (500 >= shvalue && value == 0) {
    ledcWriteTone(BuzzerPin, 532);
    delay(100);
    ledcWriteTone(BuzzerPin, 532);
    delay(100);
    ledcWriteTone(BuzzerPin, 659);
    delay(100);
    ledcWriteTone(BuzzerPin, 0);  //Stop alarming
  }
  //When the detected water level is lower than the set threshold, the buzzer starts to alarm. Press button to stop alarming.
  if (500 >= wlvalue && value == 0) {
    ledcWriteTone(BuzzerPin, 411);
    delay(100);
    ledcWriteTone(BuzzerPin, 639);
    delay(100);
    ledcWriteTone(BuzzerPin, 411);
    delay(100);
    ledcWriteTone(BuzzerPin, 0);  //Stop alarming
  }
  //When the detected humidity is lower than the set threshold, and the water is sufficient in the pool, irrigation starts automatically.
  if (500 >= shvalue && wlvalue >= 1000) {
    digitalWrite(RelayPin, HIGH);
    delay(400);  //Irrigation delay.
    digitalWrite(RelayPin, LOW);
    delay(700);
  }
  delay(500);
  //Clear displays
  lcd.clear();
}

Scegliere la scheda ESP32 Dev Module e la porta COM, e caricare il codice.

Risultato del Test:

L’LCD 1602 visualizzerà il valore attuale dell’umidità del suolo e del livello dell’acqua.

Quando il valore rilevato dell’umidità del suolo è inferiore a 500, il cicalino suona per segnalare che il suolo è arido. Se il valore del livello dell’acqua è maggiore di 1000, l’irrigazione inizia automaticamente.

Quando il livello dell’acqua rilevato è inferiore a 500, il sistema di pompaggio dell’acqua non funziona e il cicalino suona per segnalare che l’acqua è insufficiente. Premere il pulsante per interrompere l’allarme.