Table of Contents
Sistem de irigare automat
Introducere
Proiectul este un sistem de irigare automat care monitorizează umiditatea solului și controlează o pompă de apă pentru a iriga plantele atunci când este necesar.
- Ce face: Măsoară periodic umiditatea solului și pornește pompa de apă atunci când valorile scad sub un prag prestabilit.
- Scop: Automatizarea procesului de udare a plantelor pentru a evita uscarea acestora și a reduce risipa de apă.
- Ideea de la care am pornit: Mi-am dorit o soluție simplă și fiabilă pentru îngrijirea plantelor aromatice, pe care multe persoane le cresc acasă pentru a le folosi în mâncare. De multe ori, aceste plante se usucă din neglijență sau lipsă de timp.
- Utilitate: Oferă comoditate utilizatorilor care doresc plante sănătoase fără grija zilnică a udării. Este suficient să umpli recipientul cu apă. Ideal pentru bucătării, apartamente sau mici grădini urbane.
Descriere generală
Utilizatorul plasează senzorul de umiditate în solul plantei. Dacă nivelul de umiditate scade sub un prag prestabilit, Arduino activează automat pompa de apă pentru a iriga planta. Utilizatorul poate interveni manual apăsând un buton fizic care declanșează irigarea independent de senzor. Această acțiune este tratată prin întrerupere. Sistemul afișează în timp real pe LCD valorile de umiditate și starea pompei. Un senzor de distanță verifică nivelul apei din recipientul pompei, iar în cazul în care nu mai există apă, irigarea este blocată pentru siguranță. Comunicarea între componente se face prin protocoale I2C, ADC și semnale digitale.
Hardware Design
Bill of Materials
| Componentă | Cantitate | Link/Specificații |
|---|---|---|
| Arduino UNO R3 | 1 | datasheet |
| Senzor umiditate sol | 1 | link_piesa |
| Modul releu 5V | 1 | link_piesa |
| Pompă de apă | 1 | link_piesa |
| LCD 16×2 I2C | 1 | - |
| Buton | 1 | - |
| Breadboard | 1 | - |
| Tub Teflon | 1 | link_piesa |
| Cabluri M-M | 1 | - |
| HC-SR04 (ultrasonic) | 1 | datasheet |
Schema Electrica
Descriere Detaliata
- Senzorul de umiditate trimite semnal analogic către pinul A0. Arduino citește acest semnal. Dacă valoarea e sub pragul de 600/1023, pornește pompa.
- Pompa este controlată printr-un modul releu comandat de pinul D8. LCD-ul este legat prin I2C la SDA și SCL și afișează statusul curent (mai exista apa in rezervor, udam planta, umiditate scazuta).
- Butonul este conectat la D2 și tratat cu întrerupere externă pentru a activa manual pompa. Senzorul ultrasonic este conectat la D7/D9 și returnează distanța până la suprafața apei pentru a detecta dacă rezervorul e gol.
- Pompa este alimentată separat de Arduino printr-o baterie de 9V, iar prin releu Arduino permite trecerea curentului sau nu.
| Componentă | Pin Arduino | Funcție |
|---|---|---|
| Senzor umiditate | A0 | Citire analogică (ADC) |
| Releu pompă | D8 | Control digital |
| Buton | D2 | Activare manuală (Intreruperi) |
| LCD I2C | A4 (SDA), A5 (SCL) | Afișaj |
| HC-SR04 | D8 (Trig), D9 (Echo) | Măsurare nivel apă - Control digital |
Software Design
Descrierea codului aplicației (firmware):
Mediu de dezvoltare: Arduino IDE (versiunea 1.8.x/2.x), compilator AVR-GCC
Librării utilizate:
- LiquidCrystal_I2C pentru controlul afișajului LCD prin I2C
- Wire.h pentru comunicație I2C
Algoritmi și structuri:
- Citire analogică a valorii de umiditate
- Comutare mod manual/automat prin întrerupere
- Măsurare nivel apă prin senzor ultrasonic
- Control releu pentru pompare
- Mapare valori umiditate pentru afșare procentuală
Funcții implementate:
- setup(): inițializare pini, LCD, serial, întreruperi
- loop(): logică principală de irigare
- toggleManualMode(): ISR pentru comutare mod manual
- getDistance(): măsoară distanța apei cu HC-SR04
Rezultate Obţinute
- Sistemul detectează corect nivelul de umiditate și irigă planta automat când pragul este depășit
- Modul manual funcționează printr-o simplă apăsare de buton (fără debounce, dar fiabil la testare)
- LCD-ul afișează corect starea sistemului: nivelul de umiditate, stare rezervor, stare pompă
- Senzorul ultrasonic identifică precis golirea rezervorului, iar sistemul evită pornirea pompei în acest caz
Concluzii
Sistemul propus și-a atins obiectivele: este funcțional, fiabil și ușor de folosit. Interfața LCD ajută utilizatorul să îndeleagă starea sistemului. Modul automat și cel manual oferă flexibilitate, iar verificarea rezervorului asigură protecția pompei. Poate fi extins ușor cu conectivitate wireless sau control prin aplicație mobilă.
Download
.
Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea Add Images or other files. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul :pm:prj20??:c? sau :pm:prj20??:c?:nume_student (dacă este cazul). Exemplu: Dumitru Alin, 331CC → :pm:prj2009:cc:dumitru_alin.
Jurnal
- Săptămâna 1: Cercetare componente, testare individuală
- Săptămâna 2: Montaj hardware și scriere cod inițial
- Săptămâna 3: Debugging senzori, testare mod manual
- Săptămâna 4: Integrare finală și documentare
Bibliografie/Resurse
Resurse Hardware
- Datasheet Arduino UNO R3
- Datasheet HC-SR04
- Resurse Software
Arduino IDE
- LiquidCrystal_I2C library
- Wire library