4.10 Progetto: Sistema di Auto-Irrigazione

Attenzione! Non far traboccare l’acqua dalle piscine di plastica negli esperimenti. Versare acqua su altri sensori può causare non solo un cortocircuito che disturba le normali operazioni, ma anche la generazione di calore e persino esplosioni. Sii estremamente cauto! Soprattutto per gli utenti più giovani, si prega di operare con i propri genitori. Per garantire la sicurezza, si prega di seguire le linee guida e le norme di sicurezza.

In questo progetto, stimoliamo l’irrigazione tramite una pompa dell’acqua controllata da un modulo relè. Inoltre, determiniamo se c’è acqua nella piscina tramite un sensore di livello dell’acqua e rileviamo l’umidità del suolo tramite un sensore di umidità del suolo. In questo modo, il sistema sarà più intelligente nel controllare la pompa dell’acqua.

4.10.1 Diagramma di Flusso

4.10.2 Sistema di Pompaggio dell’Acqua

Descrizione:

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

Qui, colleghiamo il modulo relè e la pompa alla scheda ESP32, e programmiamo per accendere o spegnere la pompa a distanza tramite la commutazione dello stato del relè. Per quanto riguarda il come, determiniamo lo stato del relè in base al valore di uscita del modulo o a un tempo preimpostato.

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.

PLACEER_2

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 collegati tramite il pin PLACEER_28.
Contatto Comune (COM): Questo pin si collega ad altri moduli, ad esempio, la pompa dell’acqua.
- 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.

Parametri:

Tensione di alimentazione: 5V
Corrente statica: 2mA
Tensione massima di contatto: 250VAC/30VDC
Corrente massima: 10A

Schema Elettrico:

Schema di Cablaggio:

Attenzione: Collegare il giallo a S (Segnale), il rosso a V (Alimentazione) e il nero a GND. Non invertirli!

Codice di Test:

Risultato del Test:

Dopo aver caricato il codice, il dispositivo pomperà acqua una volta.

In questo esperimento, la pompa dell’acqua è automatizzata, riducendo tempo e sforzi di funzionamento manuale e migliorando l’efficienza. Pertanto, questo sistema di pompaggio dell’acqua è ampiamente utilizzato nella produzione agricola e nel trattamento delle acque.

4.10.3 Sistema di Auto-Irrigazione

Descrizione:

In questo esperimento, implementiamo un sistema di irrigazione intelligente tramite un sensore di umidità del suolo, un sensore di livello dell’acqua, un modulo relè e una pompa dell’acqua. Colleghiamo i due sensori alla scheda di sviluppo ESP32 e programmiamo per leggere i loro valori di uscita 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. In questo modo, l’irrigazione delle piante e il controllo del livello dell’acqua sono automatizzati, il che aumenta l’efficienza della produzione e riduce il tempo e gli sforzi delle operazioni manuali.

Schema di Cablaggio:

Collegare il modulo relè a io25; collegare il suo pin NC al GND (nero) su io2.
Pompa dell’acqua:
- Collegare il filo rosso a POWER 3V3 della scheda
- Collegare il filo nero (GND) al pin COM del relè
Collegare il sensore di umidità del suolo a io32
Collegare il sensore di livello dell’acqua a io33

Attenzione: Collegare il giallo a S (Segnale), il rosso a V (Alimentazione) e il nero a GND. Non invertirli!

Codice di Test:

Flusso del Codice:

Codice:

Inizializzare e cancellare l’LCD, accendere la retroilluminazione dell’LCD. Definire due variabili come i valori dei sensori rilevati.

Assegnare i due valori dei sensori letti a quelle variabili.

Visualizzare questi valori sull’LCD.

Se il valore del livello dell’acqua è inferiore a 700 o il valore dell’umidità del suolo è inferiore a 1200, il cicalino suonerà.

Quando il valore dell’umidità del suolo è inferiore a 1200 ma il valore del livello dell’acqua è superiore a 700, la pompa dell’acqua irrigherà automaticamente la fattoria.

Codice completo:

Risultato del Test:

LCD 1602 visualizzerà i valori attuali di umidità del suolo e livello dell’acqua. Quando l’umidità rilevata è inferiore alla soglia impostata, implica che il terreno è arido e l’irrigazione inizia automaticamente.
Quando il livello dell’acqua rilevato è inferiore alla soglia impostata, 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.

In sintesi, in questo progetto abbiamo realizzato un sistema di auto-irrigazione analogico, che controlla in modo intelligente l’accensione e lo spegnimento della pompa dell’acqua in base al livello dell’acqua. Nell’applicazione, questo sistema è solitamente utilizzato per la produzione domestica e agricola.

4.10.4 FAQ

D: I moduli sono impermeabili?

R: Il modulo relè non lo è, ma la pompa dell’acqua sì. Il grado di impermeabilità della pompa dell’acqua è IP68.

D: La scheda ESP32 si resetta quando la pompa dell’acqua funziona.

R: Quando la pompa dell’acqua funziona, è necessaria più corrente rispetto ad altri moduli, quindi la tensione e la corrente possono fluttuare nel circuito. A volte le fluttuazioni possono essere troppo forti, causando un reset a causa di una tensione e corrente estremamente basse nella scheda di sviluppo ESP32.

Quando si aziona la pompa dell’acqua, si prega di seguire il codice di esempio:

D: Non riesce a pompare acqua?

R: Prima di poter utilizzare la pompa dell’acqua, sono necessarie diverse operazioni di pompaggio per riempirla. Questi pompaggi iniziali non aspirano effettivamente l’acqua, ma servono a introdurre una quantità sufficiente di acqua nella pompa. Solo quando la pompa è piena, l’acqua può essere aspirata. Quindi, la fase iniziale consiste nel riempire la pompa, non nel pompare.