This is an old revision of the document!
Sistem autonom de irigatie
Introducere
Proiectul constă într-un sistem de irigare autonomă capabil să monitorizeze starea solului și nivelul apei din rezervor, apoi să activeze automat o pompă pentru udarea plantelor. Sistemul este alimentat printr-un acumulator încărcat de un panou solar, ceea ce îi permite să funcționeze independent și eficient energetic, fără a necesita alimentare constantă de la priză. Utilizatorul poate urmări în timp real informații precum umiditatea solului, nivelul bateriei sau starea pompei pe un display OLED și poate controla sistemul direct de pe telefon prin conexiune Wi-Fi.
Descriere Generala
- Panou Solar - sursa de energie regenerabilă
- Modul Încărcare Solară - un controler între panou și baterie pentru reglarea tensiunii si a curentului de încărcare
- Bateria - stocare de energie
- ESP32 - colectează date de la senzori, procesează informațiile și trimite comenzi către pompă și afișaj
- Senzor Umiditate Sol - măsoară nivelul de apă din pământ
- Senzor Ultrasonic - utilizat pentru a măsura nivelul apei din rezervor
- Pompa Apă - pentru irigarea propriu-zisă
- Display OLED - feedback vizual local
Hardware Design
Pini
| Pin | Componenta | Rol |
|---|---|---|
| 3V3/VCC/VDD | Senzor ultrasonic, OLED, senzor umiditate | Alimenteaza 3V3 |
| GND | Toate componentele | Impamantarea |
| 19 | OLED | SDA(date) |
| 23 | OLED | SCL(clock) |
| 32 | Senzor umiditate | ADC pentru citire umiditate sol |
| 33 | Divizor de tensiune | ADC pentru nivel baterie |
| 25 | Senzor ultrasonic | TRIG-declansare semnal |
| 26 | Senzor ultrasonic | ECHO-primire semnal |
| 27 | MOSFET | Folosit pentru comandarea pompei |
Componente
- ESP32 este microcontrollerul sistemului. Ruleaza logica de control, citeste senzorii, si comanda pompa prin MOSFET. Acesta va facilita controlul remote prin wi-fi. Este incarcat de catre modulul solar.
- Modulul CN3791 MPPT gestioneaza incarcarea bateriei de la panoul solar si alimentarea sistemului
- Panoul solar converteste lumina solara in energie electrica pentru a incarca bateria
- Bateria stocheaza energia de la panou pentru a alimenta sistemul
- Pompa transmite apa catre plante cand ESP32-ul o comanda
- Senzorul de umiditate al solului masoara conductivitatea electrica a solului prin doua sonde metalice. ESP32-ul citeste aceasta tensiune prin ADC si o converteste intr-un procentaj de umiditate.
- Senzorul ultrasonic masoara distanta pana la suprafata apei din rezervor. Trimite un puls ultrasonic prin pinul TRIG, si masoara timpul pana cand ecoului se intoarce pe pinul ECHO. Din acest timp se calculeaza distanta, care indica nivelul apei din rezervor.
- Display-ul I2C afiseaza in timp real informatii despre starea sistemului
- MOSFET-ul actioneaza ca un intrerupator electronic intre baterie si pompa
- Dioda flyback protejeaza MOSFET-ul si ESP32-ul de tensiunile inverse generate de pompa.
- Rezistorul R4 10k este pulldown. Tine gate-ul MOSFET-ului la GND cand ESP32-ul nu a pornit inca sau este in reset. Fara acest rezistor, gate-ul ar fi flotant si ar putea primi zgomot electric care ar porni pompa accidental la pornirea sistemului
- Rezistorul R3 220 pe gate limiteaza curentul de incarcare al capacitatii gate-ului MOSFET-ului la pornire si oprire
- Rezistorii R1 si R2 100k creeaza un divizor de tensiune pentru a masura nivelul bateriei. ESP-ul suporta maxim 3v3. Bateria poate ajunge la tensiuni mai ridicate.
Stagiul curent
Dovada functionare componenta(senzor ultrasonic)
Aceasta este o captura de eran din serial monitor. Am scris un program scurt care arata functionalitatea senzorului ultrasonic.
